[發明專利]高頻GPS數據的過濾方法及系統

有效

• 申請號: 201110337197.4
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN103093608A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 郭勝敏;于曉;張高峰;夏曙東
• 申請（專利權）人: 北京掌城科技有限公司
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

技術領域

本發明涉及智能交通技術領域，特別涉及一種高頻GPS數據的過濾方法及系統。

背景技術

在智能交通領域，實時動態交通信息服務能夠為公眾出行、交通運輸等提供高效可行的交通誘導和出行規劃信息，從而達到節省時間、降低成本和低碳環保等目的。浮動車(FCD，Floating?Car?Data)技術是智能交通系統中獲取道路實時交通信息的技術手段之一，它利用定位技術、無線通信技術和信息處理技術，實現對道路上行駛車輛的GPS位置信息、瞬時行駛速度和方向等交通參數的采集，再結合城市道路路網數據，對采集的交通參數進行地圖匹配、路徑推測和路況信息融合等計算，形成反映實時道路擁堵情況的交通信息，為交通管理部門和公眾提供動態的交通控制和誘導服務。

目前城市內浮動車采用的數據源是出租車，為了調度和安保的需要，大城市的出租車普遍裝備了GPS定位設備。圖1所示是浮動車的技術原理圖，車輛的定位信息通過無線通信定時上傳給車輛指揮調度中心，調度中心再將收到的車輛定位信息實時傳送給浮動車計算處理中心，處理中心接收到數據后，進行處理并生成路況信息。

隨著無線通信技術的發展和通信成本的降低，出租車GPS定位信息的上傳頻率有逐漸提高的趨勢(目前有的出租車數據源已經達到了10秒甚至更短的上傳間隔)，這極大地迎合了出租車調度指揮和安保監控的需要，但卻給浮動車信息處理帶來了一定的負面影響。

依據浮動車技術原理，通過將相鄰兩個GPS點匹配到城市路網上，推測兩個GPS之間車輛行駛的軌跡，最終生成車輛在兩個GPS點之間途經道路的路況信息。一般比較適合的相鄰兩個GPS上傳間隔為30秒～1分鐘。如果GPS上傳間隔過短，除了消耗大量的計算資源外，由于車輛行駛的距離較短，還會造成計算出的車速變化劇烈，極不穩定；如果GPS上傳間隔過長，車輛行駛的距離過長，給路徑推測造成了一定的難度，而且不易捕捉車速在局部路段上的變化。因此，對于較高頻率的GPS點上傳，在計算過程中會對GPS點按照一定的時間間隔進行過濾，過濾后的GPS點的子集參與浮動車計算。

GPS的過濾必須是以車輛為單位進行的，否則會出現有的車輛過濾掉的信息多，有的車輛過濾掉的信息少的情況，不能滿足實際的需要。以車輛為單位進行過濾，必須將GPS數據進行解析并按照車輛進行存儲和查詢，這需要消耗一定的計算資源。

在GPS傳輸過程中對GPS進行過濾，可以有三個地方選擇部署過濾模塊，如圖2所示：

一、在車輛指揮調度中心(過濾模塊A)：指揮調度中心存儲和轉發的GPS數據是最原始的記錄，在指揮調度中心進行GPS過濾，會產生如下問題：①造成數據源的不完整；②由于在過濾過程中消耗大量的計算資源，造成轉發數據的延遲；③過濾的需求不是指揮調度中心所必須的。

二、GPS數據接收系統(過濾模塊B)：在GPS數據接收系統處進行過濾，同樣存在原始數據保存不完整和轉發延遲的問題。

三、FCD處理系統(過濾模塊C)：在FCD處理過程中進行過濾，因為FCD處理過程是以車輛為單位進行計算的，所以進行過濾有著天然的便利，同時也不存在數據延遲和數據不完整的問題(完整的GPS數據在接收的同時已進行了存儲)。

因此，一般采用第三種方案進行數據過濾。

在現有的GPS數據過濾方法中，主要是設置數據源的篩選間隔為T(單位為秒)，對于上傳間隔過短的GPS數據源，根據篩選間隔選擇性的處理GPS記錄，具體方法為：

系統啟動后對于車輛C_k，k∈[0，K]，設其最新的被采用的第i條GPS記錄為g_ki，對應的最新處理的GPS時間為T_k＝t_ki，對于后來的若干條記錄，設為g_ki(j＞i)，有：

(1)若t_kj-t_ki＜T，則g_kj不被處理；

(2)若t_kj-t_ki之T，則g_kj被處理，同時設定新的最新處理GPS時間為T_k＝t_kj。

如圖3所示，以上傳間隔10秒，篩選間隔30秒為例，1分鐘會有6個GPS點上傳，從A點開始，B和A間隔10秒，所以被拋棄；C和A間隔20秒，被拋棄；D和A間隔30秒，被采用，依次類推。空心的三角形是被拋棄的，實心的三角形是被采用的。