[發明專利]基于GPS浮動車的交通數據故障識別與修復方法

無效

• 申請號: 200910217821.X
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN101739825A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 姜桂艷;常安德;李琦;牛世峰;吳正言;楊兆升;張瑋;李繼偉;張偉;李明濤;李紅偉;姜卉;張春勤;孟志強;唐勇勇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/052
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 趙正

技術領域

本發明涉及智能交通領域中的交通信息采集與處理技術，具體是一種服務于交通誘導系統與交通狀態識別系統的基于GPS浮動車的交通數據故障識別與修復方法。

背景技術

行程速度作為反映道路擁擠程度最為直觀的交通參數，歷來受到交通管理與控制部門的高度重視。行程速度數據的精確度、時效性與完整性，直接影響動態交通管理措施的應用效果。因此，獲得準確、實時、充足的行程速度數據是交通信息采集技術研究的重要目的之一。

GPS浮動車作為行程速度采集的主要手段，以其具有建設周期短、覆蓋范圍廣等優點，同時便于和車輛調度、監控系統共享基礎數據及系統框架，自其問世以來，迅速獲得世界各國的關注。

目前，有關GPS浮動車交通信息采集技術的研究主要分為單車路段行程速度(Individual?Link?Speed，ILS)估計與路段平均行程速度(Average?Link?Speed，ALS)估計兩個內容。ILS估計方法大多只是考慮如何利用GPS和GIS數據重現車輛的運行過程，從而得到車輛經過路段的平均速度或者消耗的全部時間，并將這些ILS數據直接用于ALS實測數據的計算，而忽略了單車運行過程的個體特征對數據質量的影響。ALS估計方法大多只是判斷實測數據是否缺失，并且依據判斷結果選擇輸出實測數據，還是歷史趨勢數據，而忽略了交通環境相關的隨機因素對數據質量的影響。

發明內容

本發明利用基于GPS浮動車的單車路段行程速度采集系統獲取的單車路段行程速度數據，研究基于GPS浮動車的交通數據故障識別與修復方法。

本發明具體包括單車路段行程速度數據故障識別與修復方法和路段平均行程速度數據故障識別與修復方法：單車路段行程速度數據故障識別與修復過程主要考慮數據的有效性與離散性兩個方面；路段平均行程速度數據故障識別與修復過程主要考慮數據的缺失性、突變性與正確性三個方面。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

1)通過實時進行浮動車停車狀態識別，得到車輛停車持續時間，然后結合交叉口控制信號配時數據進行單車路段行程速度數據的有效性識別，從而消除浮動車長期異常停車對路段平均行程速度數據質量的影響。

2)通過實時判斷同一數據分析時間間隔內的單車路段行程速度樣本數據的標準離差率是否超過閾值，進行單車路段行程速度數據的離散性識別，從而消除離散程度較大的單車路段行程速度數據對路段平均行程速度數據質量的影響。

3)通過實時檢測路段平均行程速度實測數據偏離歷史趨勢數據的幅度是否超過閾值，進行路段平均行程速度實測數據的突變性識別，以便明確實測數據能否反映真實的道路擁擠程度。

4)根據當前數據分析時間間隔前一間隔的路段平均行程速度實測數據是否發生突變，選擇采用路段平均行程速度的歷史趨勢數據還是相鄰數據分析時間間隔的輸出數據進行缺失數據的修復。

5)選擇適當數量的路段平均行程速度歷史趨勢數據，采用σ原則設置正常數據的上限和下限，進行單車路段行程速度數據的正確性識別，從而剔除隨機波動較大的路段平均行程速度實測數據。

本發明的顯著效果在于：本發明提供的基于GPS浮動車的交通數據故障識別與修復方法克服了已有GPS浮動車交通數據采集系統直接輸出實測數據，不考慮其精度高低的問題，使得輸出交通數據的質量顯著提高，輸出交通數據的數量顯著增加，從而可為交通狀態識別系統和車輛動態導航系統提供更加可靠的決策支持，以便幫助出行者選擇更加便捷的出行路線。

附圖說明

圖1是ILS離散數據修復流程圖示；

圖2是ALS實測數據故障識別與修復流程圖示。

具體實施方式

1)交通數據的故障識別指標是一種反映交通數據質量好壞程度的度量，確定合理的識別指標是進行交通數據故障識別與修復的前提條件。針對任意數據分析時間間隔(相鄰兩次計算ALS實測數據的時間間隔)內的每個ILS數據的特點以及所有ILS數據之間的關系，本發明選擇有效性和離散性作為ILS數據的故障識別指標，即對ILS數據分別進行有效性識別和離散性識別。通過浮動車的GPS系統，得到車輛停車持續時間，結合交叉口控制信號器的配時數據獲得車輛的速度和行車距離數據，經過信號傳輸裝置送至交通指揮中心的計算機處理器，進行單車路段行程速度數據的有效性識別。