(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111465207.2 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 武汉工程大 学 地址 430000 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区光谷一路20 6号 (72)发明人 刘玮　华鑫　张彦铎　卢涛　 李晓林　陈灯　栗娟　张俊杰　 张飞　张鹏　邵俊杰　 (74)专利代理 机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 陈熙 (51)Int.Cl. G08G 1/01(2006.01) G06F 16/36(2019.01) G06N 3/04(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) (54)发明名称 一种多层时空交通知识图谱重建的交通预 测方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种多层时空交通知识图谱重 建的交通预测方法及系统， 包括： 基于待预测区 域的交通道路网数据构建交通知识图谱路网层， 并基于实时路况数据、 交通道路网数据和ST ‑GCN 模型计算得到交通流量预测值； 根据交通流量预 测值对路网层进行重建， 得到交通知识图谱流量 层； 利用算法对交通流量层的数据进行聚类并以 此进行重建， 得到交通知识图谱功能层； 基于功 能层对待预测区域进行功能划分并对待预测区 域的交通进行预测。 本发明通过融合待预测区域 的交通道路网数据和实时路况数据， 构建一个多 层交通知识图谱并将其分为路网层、 流量层和功 能层， 该交通知识图谱通过感知其他节点的信息 作为补充， 实现对未来短时间交通流量更准确的 预测。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114360239 A 2022.04.15 CN 114360239 A 1.一种多层时空 交通知识图谱重建的交通预测方法， 其特 征在于， 包括： 基于待预测区域的交通道路网数据构建交通知识图谱路网层， 并基于所述待预测区域 的实时路况 数据、 所述交通道路网数据和训练后的ST ‑GCN模型计算得到交通 流量预测值； 根据所述交通流量预测值对所述交通知识图谱路网层进行重建， 得到交通知识图谱流 量层； 利用Mean ‑Shift算法对所述交通知识图谱流量层的流量数据进行聚类， 得到聚类数 据， 并根据所述聚类数据对所述交通知识图谱流 量层进行重建， 得到交通知识图谱功能层； 基于所述交通知识图谱功能层对所述待预测区域进行功能划分， 基于功能划分后的结 果对所述待预测区域的交通进行 预测。 2.根据权利要求1所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测方法， 其特征在 于， 在所述基于待预测区域的交通道路网数据构建交通知识图谱路网层之前， 还 包括： 基于所述待预测区域的历史路况数据和所述交通道路网数据对预设的ST ‑GCN模型进 行训练， 得到所述训练后的ST ‑GCN模型。 3.根据权利要求2所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测方法， 其特征在 于， 在所述基于所述待 预测区域的历史路况数据和所述交通道路网数据对预设的ST ‑GCN模 型进行训练， 得到所述训练后的ST ‑GCN模型之前， 还包括： 对所述交通道路网数据、 历史路 况数据和当前路况 数据进行 预处理。 4.根据权利要求1所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测方法， 其特征在 于， 所述基于所述待预测区域的实时路况数据、 所述交通道路网数据和训练后的ST ‑GCN模 型计算得到交通 流量预测值， 具体包括： 根据所述交通道路网数据构建邻接矩阵， 并根据实时路况数据构建实时属性矩阵， 将 所述邻接矩阵和所述 实时属性矩阵输入 所述训练后的ST ‑GCN模型， 计算得到所述交通流量 预测值。 5.根据权利要求4所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测方法， 其特征在 于， 所述交通知识图谱路 网层包括： 多个无向的路段实体； 所述根据所述交通流量预测值对 所述交通知识图谱路 网层进行重建， 得到交通知识图谱流量层， 具体包括： 基于所述交通流 量预测值对所述交通知识图谱 路网层中的所述多个无向的路段实体之 间的关系进 行重建， 得到所述交通知识图谱流 量层。 6.一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测系统， 其特征在于， 包括： 创建模块、 第 一处理模块、 第二处 理模块、 运行模块； 所述创建模块用于： 基于待预测区域的交通道路网数据构建交通知识图谱路网层， 并 基于所述待 预测区域的实时路况数据、 所述交通道路网数据和训练后的ST ‑GCN模型计算得 到交通流量预测值； 所述第一处理模块用于： 根据 所述交通流量预测值对所述交通知识图谱路网层进行重 建， 得到交通知识图谱流 量层； 所述第二处理模块用于： 利用Mean ‑Shift算法对所述交通知识图谱流量层的流量数据 进行聚类， 得到聚类数据， 并根据所述聚类数据对 所述交通知识图谱流量层进 行重建， 得到 交通知识图谱功能层； 所述运行模块用于： 基于所述交通知识图谱功能层对所述待预测区域进行功能划分，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114360239 A 2基于功能划分后的结果对所述待预测区域的交通进行 预测。 7.根据权利要求6所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测系统， 其特征在 于， 在所述创建模块之前， 还 包括： 训练模块； 所述训练模块用于： 基于所述待预测区域的历史路况数据和所述交通道路网数据对预 设的ST‑GCN模型进行训练， 得到所述训练后的ST ‑GCN模型。 8.根据权利要求7所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测系统， 其特征在 于， 在所述训练模块之前， 还 包括： 预处 理模块； 所述预处理模块用于： 对所述交通道路网数据、 历史路况数据和当前路况数据进行预 处理。 9.根据权利要求6所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测系统， 其特征在 于， 所述创建模块具体用于： 根据所述交通道路网数据构建邻接矩阵， 并根据实时路况数据构建实时属性矩阵， 将 所述邻接矩阵和所述 实时属性矩阵输入 所述训练后的ST ‑GCN模型， 计算得到所述交通流量 预测值。 10.根据权利要求9所述的一种多层时空交通知识图谱重建的交通预测系统， 其特征在 于， 所述交通知识图谱路网层包括： 多个无向的路段实体； 所述第一处理模块具体用于： 基 于所述交通流量预测 值对所述交通知识图谱路网层中的所述多个无向的路段实体之间的 关系进行重建， 得到所述交通知识图谱流 量层。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114360239 A 3