榴莲视频app下载動態

聚焦智能交通 | 基於深度學習的智慧共享單車榴莲视频app色版車庫的研究與實現

2019年01月22日 熱度:471 ℃

摘要:近年來,很多人將共享單車作為短途代步工具,這些單車會階段性地聚集在人流密集的交通樞紐,共享單車榴莲视频黄色下载車庫可將這些車輛收容,減少擁堵,但現階段的共享單車榴莲视频app色版車庫車輛出入庫速度較慢,調度不當的話會造成用戶等待時間過長。現有的調度算法主要是為小型車榴莲视频app下载車庫設計,不適合共享單車榴莲视频下载app車庫。共享單車榴莲视频app下载安装ioses車庫的調度算法需要能夠識別車輛類型,預測下一時段不同類型車輛的出入庫情況,在空閑階段調整車輛存放位置,保證車輛能夠快速入庫、快速出庫。本文基於深度學習技術實現共享單車識別模型、共享單車出入庫預測模型,並基於該預測模型設計結果,結合調度論體係實現一種共享單車榴莲视频app下载安装ioses車庫調度策略。通過實驗驗證,本文提出的調度算法有效地避免了調度不當問題,減少了用戶等待時間。

1 背景

近年來共享單車種類和數量越來越多,由於租借容易,使用方便,容易找到,很多人將其作為短途代步工具。但隨著人流流動,這些共享單車會階段性地聚集在人流密集的交通樞紐,如地鐵站、公交站,最終導致大量道路麵積被占用,嚴重時會妨礙車輛行人通行,造成交通擁堵。

共享單車榴莲视频下载官网入口車庫可將這些共享單車收容,減少車輛占用道路麵積。本文所述的共享單車榴莲视频黄色下载車庫為具有如下特征的榴莲视频app下载車庫:榴莲视频下载app車庫隻有一個通行口;自行車出庫/入庫操作是串行的,即一輛車出庫/入庫之後才能出庫/入庫第二輛;每一個車位隻能存放一輛自行車;同一車位上車輛的出庫時間和入庫時間相等;榴莲视频下载官网入口車庫中,不同車位上的車輛出庫時間不同;榴莲视频app下载車庫的容量大。

由於共享單車榴莲视频app下载安装ioses車庫容量大、存放的車輛類型不單一、榴莲视频下载官网入口車庫中距離通行口遠的車位出庫/入庫時間很長,所以當調度不當時,會導致共享單車出庫/入庫時間過長,致使用戶長時間等待。因此,如何合理地進行榴莲视频app下载安装ioses車庫內的車位調度就成為亟待解決的問題。

2 相關工作

目前,現有的榴莲视频黄色下载車庫調度算法大多是為小型車榴莲视频下载app車庫設計的,主要算法包括基於隊列的調度算法、基於窮搜的調度算法、遺傳算法和蟻群算法[1、4、5、8]。

這些調度算法並不能直接應用於共享單車榴莲视频app下载車庫的調度。和小汽車榴莲视频下载app車庫不同,共享單車榴莲视频下载app車庫中存放的車輛屬於多個類別,出庫時隻需出庫同一類型車輛中的任意一輛即可。共享單車的存取會受到早晚上下班高峰、天氣、節假日等因素的影響,具有規律性,調度算法需要根據曆史信息預測下一時刻的車輛出入庫情況,根據預測結果調整榴莲视频app下载安装ioses車庫中共享單車存放位置。因為用戶存入共享單車時輸入的車輛類型很有可能和實際入庫的車輛類型不一致,所以,在收集曆史信息時,算法要能夠根據車輛入庫時榴莲视频黄色下载車庫拍攝的圖片主動識別車輛類型。

綜上所述,必須為共享單車榴莲视频app下载安装ioses車庫設計專門的車輛出入庫調度算法。該算法需要能夠識別車輛類型,預測下一時段車輛的出入庫情況,在空閑階段調整車輛存放位置,保證車輛快速出庫/入庫,縮短用戶等待時間。本文闡述的算法可以滿足以上需求。

3 算法描述

本文提出的調度算法由三部分組成:調度策略、共享單車出入庫預測、共享單車識別。其中,調度策略需要依賴共享單車出入庫預測部分提供的預測信息,後者又需要依賴共享單車識別部分提供的識別信息。

3.1 調度策略描述

建立數組T,T的大小為共享單車榴莲视频app色版車庫中車位的數量n。為車位編號,按照每個車位上車輛出庫時間,由小到大對車位進行排序,然後將數組T的下標按順序[0,1,…,n-1]分配給排好序的車位,0號車位上車輛出庫時間最短,(n-1)號車位上車輛出庫時間最長。T[i]表示第i號車位的狀態,若i號車位上有共享單車,則T[i]的值為該共享單車的類型,即T[i]=共享單車類型;若i號車位上無車,則T[i]的值為0,即T[i]=0。

共享單車榴莲视频黄色下载車庫有三種狀態:出庫、入庫、空閑。

當出庫時,設出庫車輛類型為type_i,遍曆數組T,找到第一個值為type_i的元素T[m],將車位m上的自行車出庫,並設置T[m]=0。

當入庫時,設入庫車輛類型為type_j,遍曆數組T,找到第一個值為0的元素T[m],將自行車入庫到m號車位,並設置T[m]=type_j。

當空閑時,調整榴莲视频app色版車庫中自行車的位置。使用共享單車出入庫預測模塊預測下一時刻每種類型車輛的出入庫情況bicycle_ini和bicycle_outi。bicycle_ini表示第i種類型共享單車的入庫量,bicycle_outi表示第i種類型共享單車的出庫量。將榴莲视频app下载安装ioses車庫中的車位分成兩部分:0到(r-1)號車位為首部,r到(n-1)號車位為尾部。設r的粗略值為r_e,r_e的計算公式如下:

設為b_r _in為需要調整的0到(r_e-1)號車位中,應當處於空閑的車位的個數,其計算公式為:

設為b_r_outi為需要調整的0到(r_e-1)號車位中,應當存放的每種共享單車的個數,其計算公式為:

設r的實際值為rreal,rreal的計算公式為:

檢索T[0,…,rreal-1],若空閑車位小於b_r_in,則檢索T[0,…,rreal-1]中的每種共享單車的車輛個數,找到個數大於對應的b_r_outi的共享單車類型,將下標最大的元素對應的車輛放入T[rreal,…,n -1]中第一個檢索到的空閑車位。然後檢索T[0,…, rreal-1]中的每種共享單車的車輛個數,找到個數小於對應的b_r_outi的共享單車類型,從T[rreal,…,n -1]中找到第一個該類型的共享單車放到T[0,…, rreal-1]中下標最大的空閑車位中。

3.2 共享單車出入庫預測描述

共享單車出入庫預測使用深度學習技術,一種共享單車類型建立一個預測模型,設共享單車類型為m,則需要m個共享單車出入庫預測模型,所有預測模型采用同一種網絡結構[2],具體結構如圖1所示。

3.3 共享單車識別描述

共享單車識別使用深度學習技術,由兩個模型(自行車檢測模型和自行車識別模型)組成,采用級聯方式[3]。自行車檢測模型Bicycle_Detect_Net(BDN)用來檢測圖像中的自行車,輸出自行車在圖像中的坐標。自行車識別模型 Bicycle_Recognize_Net(BRN)用來識別輸入的自行車屬於哪種共享單車。整體流程為:輸入圖片到BDN中,根據輸出坐標截取圖片中對應的車輛,然後將截取出的圖像輸入到BRN中,識別出自行車所屬的共享單車類型,如圖2所示。

4 算法實現

4.1 共享單車識別

4.1.1 訓練樣本的製作

拍攝各個種類的共享單車的視頻,拍攝的視頻需要滿足:包含共享單車各個角度、不同遠近、無幹擾物品的僅包含共享單車的圖片。將視頻按幀拆分成圖片,並剔除相似度高的、有遮擋的或有噪聲的圖片,要求篩選後的每類共享單車的圖片數量在2000以上[6]。之後使用標注工具,標注篩選後的圖片,標注需要滿足標注框緊貼圖片中共享單車的邊緣。將標注後的圖片按照9:1的比例分為訓練集和驗證集。

4.1.2 模型的訓練

自行車檢測模型和自行車識別模型分開訓練。首先訓練自行車檢測模型,然後訓練自行車識別模型。當增加一個新類型的共享單車時,自行車檢測模型不需要重新訓練,自行車識別模型需要重新訓練。

4.1.3 模型的使用

輸入圖片到自行車檢測模型,得到自行車在圖片中的坐標,截取出自行車所在的那部分圖像,縮放並填充截圖,得到一個正方形圖,將該正方形圖輸入到自行車識別模型,最後輸出共享單車的類型。

4.2 共享單車出入庫預測

4.2.1 訓練樣本的製作

訓練樣本需要從共享單車榴莲视频app色版車庫和網絡實時收集數據,需要收集的數據主要包括車輛出/入庫時間、車輛類型、車輛位置、天氣信息(陰晴雨雪、溫度、濕度、風速、風向)、PM2.5、是否節假日、周邊事故個數、周邊擁堵程度等[7]。其中,車輛類型由共享單車識別模塊檢測識別得到。以十分鍾為一個單位時間段,其中t0表示00:00-00:10,t1表示00:10-00:20,以此類推。將上述信息按照單位時間段進行統計。每條樣本數據包括(tx、時間距離、陰晴雨雪、溫度、濕度、風速、風向、PM2.5、是否節假日、……),tx表示第x個時間段,時間距離表示當前日期距離數據采集日期的天數。每條樣本對應的標簽為車輛類型1的出庫數量、車輛類型1的入庫數量、車輛類型2的出庫數量、車輛類型2的入庫數量……車輛類型k的出庫數量、車輛類型k的入庫數量。

4.2.2 模型的結構

預測模型的隱藏層由8層組成,每層都采用全連接網絡,激活函數都采用ReLU,每層包含的神經元個數分別為:512、512、256、256、128、128、64、64。輸出層的神經元個數為2k,k為共享單車類型總數。 

4.2.3 模型的訓練

模型訓練時,訓練集不做特殊要求,校驗集有特殊要求,校驗集需要選用距離當前時刻較近的樣本,即時間距離值較小的樣本。訓練頻率為每3天一次。每次訓練時,訓練樣本需要重新製作,需要添加最近3天的共享單車榴莲视频黄色下载車庫出入庫信息、天氣信息、交通信息等,訓練樣本中的“時間距離”也需要重新計算,校驗集也要重新選擇。

4.2.4 模型的使用

輸入當前時刻的(tx、時間距離、陰晴雨雪、溫度、濕度、風速、風向、PM2.5、是否節假日等)到預測模型中,獲得模型輸出的每種共享單車出入庫預測情況,包括車輛類型1的出庫數量、車輛類型1的入庫數量……車輛類型k的出庫數量、車輛類型k的入庫數量。

4.3 調度策略

調度策略包含三部分:出庫策略、入庫策略和空閑時的調整策略。

4.3.1 出庫

若係統發出出庫指令,出庫車輛的類型為type_k,則從前到後檢索數組T,找到值為type_k的元素的下標,出庫對應下標的車位上的自行車,同時該元素的值設置為0。

4.3.2 入庫

若係統發出入庫指令,入庫車輛的類型為type_g,則從前到後檢索數組T,找到值為0的元素的下標,將自行車入庫到對應下標的車位上,同時該元素的值設置為type_g。

4.3.3 調整

當共享單車榴莲视频app下载安装ioses車庫進入空閑階段時,調用共享單車出入庫預測部分,獲得每種共享單車的出入庫數量。由公式1,2,3,4計算得到rreal、b_r_in、 b_r_outi。具體調整過程如偽代碼所示:

while (未收到入庫指令 && 未收到出庫指令):

if 空閑車位數 < b_r_in: 

for i in [1,2,…,k]:

 if T[0,…,rreal-1]中i種類型車輛總數 > b_r_outi:

將T[0,…,rreal-1]中i種類型車輛下標最大的元素對應的車輛放入T[rreal,…,n -1]中第一個檢索到的空閑車位。 

for i in [1,2,…,k]:

 if T[0,…,rreal-1]中類型i的車輛個數 <b_ r_outi:

從T[rreal,…,n -1]中找到第一個該類型的共享單車放到T[0,…,rreal-1]中下標最大的空閑車位中。

5 實驗

以層高5層,每層10個車位的共享單車榴莲视频app色版車庫進行測試。測試結果如表1所示。

表1 D表示日期(天), S表示出入庫等待時間(秒), A表示算法

通過表1可以發現,隨著時間的推移,使用貪心算法的調度,車輛出入庫平均等待時間在變長,最終穩定在70s左右,最長等待時間達100s以上;使用本文算法的調度,平均等待時間是穩定的,最大等待時間也是穩定的,並且遠遠小於使用貪心算法的調度。

6 結論

本文提出的算法能夠識別共享單車車輛類型;預測下一時段不同類型車輛的出入庫情況,並且預測模型每3天更新一次,做到根據近期車輛出入庫規律及時調節;在空閑階段調整車輛存放位置,保證車輛能夠快速入庫、快速出庫,縮短用戶等待時間。

7 未來工作

本文提出的算法在共享單車榴莲视频app色版車庫調整車輛位置階段,對r_e的選值比較固定,不夠靈活,這部分有改進的空間。在共享單車識別部分,每增加一種車輛類型,就需要人工標注新類型的車輛,製作訓練樣本,然後重新訓練自行車識別模型,這部分也有改進的空間。

作者簡介

宋 揚(1990-),男,吉林長春人,碩士,現任首鋼自動化信息技術有限公司智慧城市創新中心大數據人工智能研發室副主任,主要研究方向為高性能計算。

田 野(1990-),男,遼寧海城人,研究生,現就職於百度在線網絡技術(北京)有限公司智能雲業務運營部,主要研究方向為計算機科學。

陳 星(1987-),男,河北遵化人,碩士,現任首鋼自動化信息技術有限公司智慧城市創新中心大數據人工智能研發室算法架構師,主要研究方向為計算機視覺。

蘇睿聰(1991-),男,吉林長春人,碩士,現任首鋼自動化信息技術有限公司智慧城市創新中心大數據人工智能研發室算法架構師,主要研究方向為計算機科學。

發表評論
◎歡迎參與討論,請在這裏發表您的看法、交流您的觀點。

相關文章

尷尬!麵包車進榴莲视频app色版車庫被卡 消防噴淋被撞彎

尷尬!麵包車進榴莲视频app下载安装ioses車庫被卡 消防噴淋被撞彎

1月16日上午,西安市民逯先生開著自己的麵包車到西安開遠半島小區辦事,他準備將車停在榴莲视频下载官网入口車位上,可剛開進去了一半,尷尬的事情發生了……當《都市熱線》全媒體記者趕到事發現場時,逯先生的麵包車還停放在原地...

【寶樂科普】榴莲视频app色版車庫發展史

【寶樂科普】榴莲视频下载app車庫發展史

關於榴莲视频下载app車庫的相關研究要追溯到20世紀70年代末,世界經濟高速發展,汽車保有量不斷增加,迫使地少人多的國家、地區,特別是一些發達國家開展了榴莲视频app下载安装ioses車庫停車技術的研究。關於最早的榴莲视频黄色下载車庫建於1918年,位於...

涉及界首中原路、文昌路、大橋北路、東升路、市政府,界首要建榴莲视频app色版停車場!

涉及界首中原路、文昌路、大橋北路、東升路、市政府,界首要建榴莲视频app下载安装ioses停車場!

記者昨日從界首市獲悉該市計劃新建5座榴莲视频app下载停車場其中3座已開工建設據了解,5個停車場為智能垂直式榴莲视频下载官网入口停車場,選址分別位於大橋北路地塊、中原路地塊、文昌路地塊、東升路地塊和界首市政府地塊。外型建築風格統一...

2019廊坊國際智能停車展覽會休閑一日下午茶 01月19日 星期六

2019廊坊國際智能停車展覽會休閑一日下午茶 01月19日 星期六

2019廊坊停車展休閑一日春節的腳步越來越近,過年的氣氛也越來越濃。如今,春節的影響力已不僅局限於中國,而是擴大到世界其他一些國家和地區,成為國際性節日。為迎接中國己亥豬年的到來,很多國家都準備了豐富...

赤峰第一個榴莲视频app色版停車場新建,共九層!看看具體在哪?

赤峰第一個榴莲视频下载app停車場新建,共九層!看看具體在哪?

錦山生活?@睡前伴你每次去市醫院看病,找車位簡直比排號還難門前的停車位根本不夠用院裏的車位還常常爆滿到了高峰期周圍更是擁堵不過▼▼▼赤峰市醫院榴莲视频app下载安装ioses停車樓建築麵積14300平方米,共9層。此地上榴莲视频app色版停車...

公司承攬地下智能榴莲视频app下载車庫設計任務

近日,公司礦井所成功承攬中國煤炭科工集團西安研究院有限公司高新院區地下智能榴莲视频app色版車庫項目,目前該項目已進入施工圖設計階段。該地下智能榴莲视频app下载車庫地上部分僅為車輛出入口,占地麵積小,節約用地,適用於繁華市區、...