基于一类学习的高速公路事件检测方法

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高速公路突发事件通常是指在高速公路上行驶的车辆发生碰撞、刮擦、翻车、失火或爆炸等所造成的车货损坏及人员伤亡,这些不可预知的交通事件给国家和人民带来极大的损失,严重影响高速公路的正常运行。 当高速公路发生突发事件时,发生路段在短时间内,上游交通流出现拥挤,车速变慢,密度超过正常平均值;下游交通流出现疏散,密度小于平均值,这将会导致通行能力迅速下降。如果下降到低于交通需求时,就会产生偶发性交通拥挤,致使交通瘫痪。 然而,交通事件的发生频率一般比较小,大部分时间为无事件发生情况,即对于采集的样本数据,大量的样本会集中在某一个紧凑区域,称为正常样本;而少量事件样本会根据事件发生时的特征散布在紧凑区域的周围。为了达到检测目的,本论文引入基于SVM的一类学习方法来解决此问题。该方法在特征空间上建立学习样本分布区域的模型并构造判决函数,当未知样本落入判决区域内部时判为正常,否则判为异常。该方法无须对样本的分布给出任何先验的统计假设,即使样本分布是非凸、非连通的也可以得到很好的判决函数,学习的过程也不存在局部收敛问题。并且对于事件检测时的漏报和误报,只需让判决函数尽可能紧凑的覆盖学习样本即可。 针对高速公路事件发生时各个交通参数变化的特征,论文中采用对事件发生敏感度最高的3个交通参数的变换量作为特征值,根据实地数据进行样本的训练学习,标定了判别模型;对于实际中存在的检测率和误报率之间的对立矛盾,采用折中的处理方式,保证检测率较高的前提下,降低事件的误报率,增强实时处理能力,实验检测结果表明该方法具有较高的检测率,误报率得到有效的控制,具有较高的应用价值。
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