技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車輛停留行為模式預(yù)測與評估方法，包括以下幾個步驟：

步驟一，導(dǎo)入初始的GPS軌跡數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

初始的GPS軌跡數(shù)據(jù)為車輛行駛一段時間的GPS軌跡數(shù)據(jù)，包括時間、車輛ID、經(jīng)度、緯度、速度字段；對初始的GPS軌跡數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，將數(shù)據(jù)存儲入SQL數(shù)據(jù)庫中；

步驟二，從SQL數(shù)據(jù)庫之中提取數(shù)據(jù)預(yù)處理之后的GPS軌跡數(shù)據(jù)，進行停留點的提取；

提取GPS軌跡數(shù)據(jù)中的速度字段，設(shè)為x₁,x₂,x₃,……x_M，其中，x_n為某一車輛在某一時刻的速度數(shù)值，并且，x_n≥0，M為所有具有速度數(shù)值的有效記錄的個數(shù)；

根據(jù)3-sigma原則，判斷總體的速度數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，若符合正態(tài)分布，則根據(jù)區(qū)間判斷速度是否為零，和分別為區(qū)間的下限和上限，表示均值，δ表示方差，在這一區(qū)間范圍內(nèi)的速度為零，不在這一區(qū)間范圍內(nèi)的速度不為零，

其中，定義為

其中，δ定義為

若不符合正態(tài)分布，則對數(shù)據(jù)進行正態(tài)化處理：

其中，x表示不符合正態(tài)分布的速度數(shù)據(jù)，y表示經(jīng)過正態(tài)化處理后符合正態(tài)分布的速度數(shù)據(jù)，γ為冪指數(shù)；

針對x₁,x₂,x₃,……x_M，使以下公式達到其最大值的式中的參數(shù)γ的理論值作為參數(shù)γ的實際值：

其中，l(γ)表示目標(biāo)函數(shù)值，y_i表示y中數(shù)據(jù)的單個值，表示y中數(shù)據(jù)的平均值，

最終，得到速度為零的數(shù)據(jù)記錄；

如果某一輛ID為XXX的車輛，獲得其一部分連續(xù)的行駛軌跡數(shù)據(jù)記錄，時間記錄為t1、t2……、tn，經(jīng)度和緯度記錄分別為lon1、lon2……、lonn和lat1、lat2……、latn，并且兩點之間實際距離誤差范圍為s米以內(nèi)，速度記錄均為0，則將數(shù)據(jù)整理為一條數(shù)據(jù)記錄，車輛的ID為XXX，數(shù)據(jù)記錄的時間取為第一條數(shù)據(jù)條目的時間，記為t，經(jīng)度和緯度分別取為數(shù)據(jù)中所有經(jīng)度和緯度的平均值，記為lon ave和lat ave，速度取為0，持續(xù)時間取為上述數(shù)據(jù)中第一條數(shù)據(jù)條目和最后一條數(shù)據(jù)條目的時間之差，記為t last，車輛的ID還是為XXX；

通過上述內(nèi)容，提取得到停留點，停留點的形式為一條數(shù)據(jù)條目，每一條數(shù)據(jù)條目包括時間、車輛ID、經(jīng)度、緯度、速度、持續(xù)時間字段；

進行停留點分類：將提取出來的總體的停留點的數(shù)據(jù)，以持續(xù)時間的長短為橫坐標(biāo)，單位為分鐘，以停留點的個數(shù)為縱坐標(biāo)，單位為個數(shù)，將停留點劃分為n種類型；

步驟三，對于每一種類型的停留點，分別對于以下四個統(tǒng)計指標(biāo)，表示出其統(tǒng)計分布規(guī)律，

(1)停留時間，指的是某一次停留中停留行為的持續(xù)時間；

(2)停留頻率，指的是某一段時間內(nèi)停留行為的重復(fù)次數(shù)；

(3)兩個停留點之間的距離，指的是某一車輛的兩次停留位置之間的距離；

依據(jù)停留點的經(jīng)度和緯度的信息來計算，兩個停留點的經(jīng)緯度坐標(biāo)分別為(lon end,lat end)，(lon start,lat start)，兩者還有一系列的點的坐標(biāo)，設(shè)為(lon 1,lat 1)，(lon 2,lat 2)，……，逐個計算兩點之間的距離，進行累加，得到兩個停留點之間的距離；

計算公式如下所示，

C＝(sin(MlatA)*sin(MlatB)*cos(MlonA-MlonB)+cos(MlatA)*cos(MlatB)) (6)

Distance＝R*arccos(C)*π/180 (7)

其中，(lonA,latA)和(lonB,latB)為兩點的經(jīng)緯度坐標(biāo)，東經(jīng)取經(jīng)度的正值(longitude)，西經(jīng)取經(jīng)度負值(-longitude)，北緯取90-緯度值(90-latitude)，南緯取90+緯度值(90+latitude)，進行以上處理的兩點的經(jīng)緯度坐標(biāo)分別為(MlonA,MlatA),(MlonB,MlatB)，R為地球的平均半徑，

(4)停留時刻，指的是某一車輛的某一次停留行為發(fā)生的時間；

對于根據(jù)某一車輛的停留點的數(shù)據(jù)和根據(jù)所有車輛的停留點的數(shù)據(jù)所獲得的上述某一類型停留點的某一個統(tǒng)計指標(biāo)的統(tǒng)計分布，確定是否為類似分布；

步驟四，對于每一種類型的停留點的四個統(tǒng)計指標(biāo)的統(tǒng)計分布進一步的擬合，擬合過程根據(jù)最小二乘法按照線性回歸的方式提取統(tǒng)計分布的回歸函數(shù)；

步驟五，根據(jù)每一種類型的停留點的停留時間和停留頻率的統(tǒng)計分布平均值，確定總體上的停留時間的平均水平，

對于類型M的停留點，對其所包含的停留點的數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下；

表1 類型M的停留點所包含的停留點的數(shù)據(jù)

序號 1 2 3 …… m 個數(shù) num(1) num(2) num(3) …… num(m) 停留時間 t1 t2 t3 …… tm

平均停留時間為

其中t_Mmean表示平均停留時間，num(i)表示停留時間為t_i的停留點個數(shù)，t_i表示停留時間，n_{frequentMmean}表示類型M的停留點的停留頻率的平均值，

t_Mmean為類型M的停留點的停留時間的平均水平，根據(jù)數(shù)據(jù)t₁,t₂,t₃,…t_m中的最大值和最小值，來分別確定停留時間的最高水平和最低水平，分別設(shè)為t_Mmax，t_Mmin，

將(t_Mmin,t_Mmean,t_Mmax)之間進一步的劃分對應(yīng)的等級并且賦予對應(yīng)的評分，如下，

表2 類型M的停留點對應(yīng)的等級和評分的劃分

t_Mmin～t_M1t_M1～t_M2t_M2～t_M3t_M3～t_Mmeant_Mmean～t_M4t_M4～t_M5t_M5～t_M6t_M6～t_MmaxP1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

其中：t_M1、t_M2、t_M3、t_M4、t_M5、t_M6表示時間常數(shù)，用于劃分t_Mmin,t_Mmean,t_Mmax之間的等級，P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8表示對應(yīng)等級的評分，具體來說，等級指的是根據(jù)類型M的停留點的停留時間所進行的分類，t_Mmin～t_M1、t_M1～t_M2、t_M2～t_M3、t_M3～t_Mmean、t_Mmean～t_M4、t_M4～t_M5、t_M5～t_M6、t_M6～t_Mmax分別對應(yīng)8個等級，評分指的是人為規(guī)定的對應(yīng)于各個等級的分?jǐn)?shù)，以用于進一步的評價，如P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8指的就是對應(yīng)于8個等級的評分；

對于每一種類型的停留點均進行上述的處理，如下所示，

表3 任意類型的停留點對應(yīng)的等級和評分的劃分

其中，t₁₁、t₁₂、t₁₃、t₁₄、t₁₅、t₁₆和t₂₁、t₂₂、t₂₃、t₂₄、t₂₅、t₂₆和t_n1、t_n2、t_n3、t_n4、t_n5、t_n6表示時間常數(shù)，A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8和B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8和C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8表示對應(yīng)等級的評分；

對于某一車輛在某一個時間區(qū)間之內(nèi)正常行駛過程中的停留時間t，進行預(yù)測和評估的方法具體是，根據(jù)目標(biāo)車輛預(yù)期的行駛路線過程中出現(xiàn)的停留點的類型和頻率，對照表3顯示的結(jié)果，計算出對應(yīng)于不同等級情況下的車輛用于停留的時間，作為停留行為模式的預(yù)測；

進行評估的方法具體是，根據(jù)目標(biāo)車輛實際的行駛路線過程中確實出現(xiàn)的停留點的類型、時間、頻率，計算出車輛在不同類型的停留點停留的時間，對照表3顯示的結(jié)果，給出相應(yīng)的等級和評分，作為停留行為模式的評估，進一步調(diào)整其行駛的方案；

通過兩個停留點之間的距離以及停留的時刻，確定是否有異常駕駛的行為。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)挖掘的車輛停留行為模式預(yù)測與評估方法，所述的步驟一中，數(shù)據(jù)預(yù)處理具體為：

根據(jù)相應(yīng)的字段的性質(zhì)，去除不正確、不規(guī)范、或者存在缺失問題的數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)根據(jù)車輛ID分類，并且對于每一個車輛ID分類下的數(shù)據(jù)按照時間的順序重新排列，如果其中時間不連續(xù)，則對時間字段進行補全，并且對于相應(yīng)的條目中的經(jīng)度、緯度、速度字段，根據(jù)車輛行駛的實際情況，進行理論的估計和補全，保證時間、經(jīng)度、緯度、速度的前后連貫性。