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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119360612B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411465716.9，技术领域涉及：G08G1/01；该发明授权一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法是由宗芳;李宇暄;岳圣;唐明;吴欢;王思祺;赵昆;蒋硕设计研发完成，并于2024-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法。具体预测方法分为六个步骤，即步骤一、计算单一车辆对交通流产生的紊乱；步骤二、将单一车辆对交通流产生的紊乱进行道路单元分配；步骤三、计算所有道路单元的总紊乱；步骤四、构建滞后效应模型；步骤五、确定滞后效应模型的滞后期数与系数；步骤六、预测交通流速度。所述方法根据高速公路智能化程度辅以感应线圈、车载GPS等检测设备采集车辆实时轨迹信息并预测交通流速度，有利于及时采取交通管控措施，达到预防和缓解拥堵的目的，从而提升交通系统的运行效率和安全性，为高速公路交通流速度预测与交通流组织管控提供理论依据和模型支持。

本发明授权一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑车辆间运动状态差异和滞后效应的高速公路交通流速度预测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、计算单一车辆对交通流产生的紊乱 第一、获取高速公路交通流速度待预测区域内的交通流密度ρ、各车辆的速度与位移，其中高速公路交通流速度待预测区域长度不小于150米，宽度为单向行车方向的所有车道，交通流密度ρ为高速公路交通流速度待预测区域平均每千米的车辆数；计算交通流速度： 为交通流速度，即高速公路交通流速度待预测区域内所有车辆的平均速度；N为高速公路交通流速度待预测区域内的车辆总数；i为车辆编号；i＝1，2，…，N；vi为车辆i的速度； 第二、建立平面直角坐标系，以靠近中央隔离带的车道边缘线与高速公路交通流速度待预测区域上游边缘线的交点为原点，设定交通流速度方向为x轴正方向，垂直于交通流速度方向为y轴方向，其中沿x轴正方向逆时针旋转90度为y轴正方向； 第三、将各车辆的速度沿x轴正方向和y轴正方向进行分解，得到沿交通流速度方向的分速度vicosθi与垂直于交通流速度方向的分速度visinθi，其中，θi为车辆i速度方向与交通流速度方向之间的夹角，0≤θi≤π； 第四、计算各车辆之间的分速度差： △vxij＝vicosθi-vjcosθj △vxij为车辆i与车辆j之间沿x方向的分速度差；vjcosθj为车辆j沿x轴正方向的分速度，i为车辆编号；j＝1，2，…，N； △vyij＝visinθi-vjsinθj △vyij为车辆i与车辆j之间沿y方向的分速度差；vjsinθj为车辆j沿y轴正方向的分速度； 第五、计算各车辆之间的分位移差： △xij＝xi-xj △xij为车辆i与车辆j之间的位移横坐标差；xi为车辆i的位移横坐标；xj为车辆j的位移横坐标； △yij＝yi-yj △yij为车辆i与车辆j之间的位移纵坐标差；yi为车辆i的位移纵坐标；yj为车辆j的位移纵坐标； 第六、计算平均车辆间距 L为高速公路交通流速度待预测区域的长度；M为车道数； 第七、采用紊乱表达交通流中的车辆间运动状态差异，计算单一车辆对交通流产生的紊乱Ei： 其中，设定当交通流所有车辆速度大小与方向均相同时，单一车辆对交通流产生的紊乱为0； 步骤二、将单一车辆对交通流产生的紊乱进行道路单元分配 将高速公路交通流速度待预测区域划分为若干个等大的矩形道路单元，将车辆i对交通流产生的紊乱Ei分配到每个道路单元上，计算道路单元的单一车辆紊乱分配值Ei,p,q： p为道路单元几何中心的横坐标；q为道路单元几何中心的纵坐标；Li,p,q为车辆i几何中心到道路单元几何中心p,q的距离； 将各车辆对道路单元的单一车辆紊乱分配值进行加和，计算道路单元的紊乱分配总值Ep,q； 步骤三、计算所有道路单元的总紊乱 将所有道路单元的紊乱分配总值进行加和，计算高速公路交通流速度待预测区域总紊乱Ea： g为道路单元编号，g＝1，2，…，G；G为道路单元总数； 步骤四、构建滞后效应模型 采用滞后效应理论表示交通流速度与高速公路交通流速度待预测区域总紊乱之间的函数关系，建立滞后效应模型： 其中与分别为t时刻、t-1期时刻、t-2期时刻与t-m期时刻的交通流速度，其中t时刻与t-1期时刻之间的时间间隔为1个滞后期的时长，且1个滞后期的时长不大于2秒且不小于0.1秒；Eat-l、Eat-l-1、Eat-l-2与Eat-l-2分别为t-l期时刻、t-l-1期时刻、t-l-2期时刻与t-l-s期时刻的高速公路交通流速度待预测区域总紊乱；l为高速公路交通流速度待预测区域总紊乱的初始滞后期数，l∈N；s为高速公路交通流速度待预测区域总紊乱的最大滞后期数，s∈N+；m为交通流速度的最大滞后期数，m∈N+；α为滞后效应模型的常数项；βc为系数，c＝0，1，2，…，s；γd为系数，d＝1，2，…，m；ut为随机误差； 步骤五、确定滞后效应模型的滞后期数与系数 采用赤池信息准则构建目标函数： 其中，AIC为目标函数；SSR为残差平方和；n为样本量，即输入模型的时段所包含的时刻总数； 计算不同s、l与m取值组合情况下的目标函数值，得到目标函数AIC取得最小值对应的最佳s、l与m值； 采用阶梯回归方法估计滞后效应模型的常数项与系数，得到α、βc、γd与ut； 步骤六、预测交通流速度 6-1将高速公路交通流速度待预测区域总紊乱与交通流速度与作为滞后效应模型输入，其中高速公路交通流速度待预测区域总紊乱时间序列首项与末项的对应时刻分别为t-l期与t-l-s期，交通流速度时间序列首项与末项的对应时刻分别为t-1期与t-m期；计算t+1期时刻的交通流速度预测值作为模型输出，即 6-2将作为新的模型输入，更新高速公路交通流速度待预测区域总紊乱时间序列与交通流速度时间序列的首项与末项，则高速公路交通流速度待预测区域总紊乱时间序列首项与末项的对应时刻分别为t-l+1期与t-l-s+1期，交通流速度时间序列首项与末项的对应时刻分别为t与t-m+1期；计算模型输出，得到t+2期时刻的交通流速度预测值 6-3根据6-1与6-2的步骤重复迭代，计算未来各时刻的交通流速度，得到交通流速度预测值的时间序列。

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