[發明專利]基于出租車和公交GPS數據的公交運行狀態判別方法及應用系統

有效

• 申請號: 201410097193.7
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103871239A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 滕靖;張力楠;譚華東
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G06F17/30
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

技術領域

本發明涉及一種基于城市道路出租車GPS數據與公交車GPS數據的公交運行狀態判別方法，屬于智能交通技術領域。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的迅速發展，城市機動車保有量快速增加，城市交通需求持續增長，中國很多城市交通擁堵日益突出。為緩解交通擁堵，倡導綠色出行，很多城市推出了“公交都市”的概念。“公交都市”與傳統的公交出行的概念有很大的差異，“公交都市”通過引入ITS技術，逐步實現公交出行的數字化、網絡化、集成化、智能化。然而，建設“公交都市”仍然存在很大的問題：現有的公共交通信息數據本身存在較大的缺陷，如數據質量的不穩定導致發布結果的不可靠性，定位數據發送周期的較大導致識別公交車到站與交叉口停靠信息較為困難；公交信息源單一，缺乏與道路實時信息的融合，導致計算得到的公交運行狀態判別結果并不準確；現有的公交信息系統計算效率低，難以滿足實時運行狀態監測的需求等等。這些問題嚴重阻礙了“公交都市”的發展，給倡導“綠色公交出行”帶來了極大的困難。

經過現有技術文獻檢索發現，利用出租車和公共汽（電）車全球衛星定位系統（Global?Position?System，GPS）數據的公交運行狀態判別技術未見公開報道。

發明內容

本發明針對以上問題的思考與研究，產生了基于出租車與公交車GPS數據的公交運行狀態判別的技術思路和實現方法，有較大推廣前景。

本發明針對城市出租車與公交車實時數據融合分析技術的應用推廣，結合中國城市公交運行的實際情況，提出了一種新的多源交通實時數據融合運用方法，以提供一種高效、可靠、精確、穩定的城市公交運行狀態判別技術。

為達到以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一、系統技術方案：

一種基于出租車與公交GPS數據的公交運行狀態判別系統，其特征在于，整個系統包括前端出租車與公共汽（電）車GPS實時數據采集系統和后臺核心數據處理系統兩個部分，所述前端出租車與公共汽（電）車GPS實時數據采集系統為所述后臺核心數據采集系統提供實時的基礎數據。

所述前端出租車與公交GPS數據實時采集系統包括車載出租車GPS設備、公共汽（電）車GPS數據兩個終端設備，以及現有的線路站點信息表、路網GIS地圖，它們提供的基礎數據分別是：出租車GPS實時數據、公共汽（電）車實時數據、線路站點基礎信息數據表、GIS空間數據庫。

所述后臺核心數據處理系統又包括有預處理模塊、交通參數估計模塊、公交運行狀態判別模塊和歷史數據庫，其中：

所述預處理模塊，包括異常數據識別模塊、數據地圖匹配模塊、路段數據修正模塊、和公交數據補充模塊，

所述異常數據識別模塊以出租車GPS數據與公交GPS數據作為輸入，根據兩者在歷史數據庫中的歷史數據特征與相關性來識別剔除掉其中的異常數據，

所述數據地圖匹配模塊對異常數據識別模塊輸出的出租車及公交車GPS數據，再結合線路站點信息表、路網GIS地圖對其進一步進行路段和站點的匹配，從而剔除其中錯誤的數據，

所述路段數據修改模塊對于數據地圖匹配模塊輸出的速度正常但其它字段有異常的克服其存在的小問題，利用相鄰數據完成數據的修正，

所述公交數據補充模塊對路段數據修改模塊輸出的修正數據后，在實時數據輸入樣本量不足的情況下，則調取歷史數據庫中的歷史數據進行補充，如此通過融合歷史數據來提高數據質量，

該輸出的高質量數據分別更新歷史數據庫和提供給交通參數估計模塊加以提取其中有用的參數。

所述交通參數估計模塊，包括交通參數提取模塊和公交運行特征估計模塊，所述的交通參數提取模塊提取從預處理后輸出的同一時刻對應該路段的公交車GPS數據和出租車GPS數據兩種基礎數據，從中分別提取出公交路段行程時間、公交數據樣本量、出租車路段運行速度、出租車數據樣本量這四項參數。

所述公交運行特征估計模塊利用海量歷史數據（至少一周）進行模型擬合，獲取不同道路特征下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特征庫，路段公交運行特征基礎模型如下：