[發明專利]一種快速準確預測車輛通過路段旅行時間的方法

有效

• 申請號: 201410270534.6
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104021674A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 王虹;索丹;陳嵐;張仁輝;張景
• 申請（專利權）人: 武漢烽火眾智數字技術有限責任公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及智能交通領域，尤其涉及一種快速準確預測車輛通過路段旅行時間的方法。?

背景技術

路段旅行時間是最重要、最被廣泛關注和最能反映交通運行狀態的信息，與地點交通參數相比，可以更好地評價道路的暢通程度，能夠反映道路的運輸效率，體現實時的道路交通擁擠情況。路段旅行時間預測是交通流誘導系統重點研究內容，被認為是預測現代城市擁擠問題最為有效手段之一。?

現有技術中，在進行旅行時間預測時，主要有神經網絡預測方法、卡爾曼濾波預測方法、時間序列法和GPS浮動車技術等方法。?

神經網絡預測方法在交通流預測中的應用，在一定程度上消除了建立精確數學模型的困難，能保證一定的預測精度，但是它的網絡訓練時間過長，參數調整過于繁瑣，尤其在輸入輸出單元較多以及隱含層單元較多時，計算較為復雜，難于在線實現。?

時間序列法建模簡單，容易理解，在數據充分的情況下，能達到較高的預測精度，但是該方法只利用了路段旅行時間的歷史數據，并沒有考慮其它影響因素，當交通狀態發送急劇變化時，預測結果和實際結果會存在明顯的時間延遲現象。?

而對于GPS浮動車技術，由于GPS定位點不一定正好與路段起始點與終止點重合，因此，這兩個點的地圖匹配非常關鍵，而且當丟失數據較多時，特別是路段起止點附近無GPS定位點的數據時，誤差會較大，甚至會出現沒有計算結果的情況。?

卡爾曼濾波預測方法應用于行程時間預測具有實時性較高的優勢,而應用此法的主要困難是模型參數的正確確定。?

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的上述問題和不足，對卡爾曼濾波模型的參數進行優化處理，提供一種快速準確預測車輛通過路段旅行時間的方法。?

本發明的目的是這樣實現的：?

采用卡爾曼濾波模型，并對卡爾曼模型參數進行優化處理，采用定時器機制定時將所有卡口站點最新的過車數據存入任務鏈表中運算；通過車牌號碼匹配獲取從起點卡口為出發點，終點卡口為目的點的車輛，根據前一時段和當前時段各車輛通過各卡口站點的經過時刻差值獲取旅行時間，最后將獲取到的路段前一時段的旅行時間和當前時段路段旅行時間輸入到模型中，預測路段下一時段的旅行時間。本發明有效解決了現有技術在進行路段旅行時間預測時出現的預測結果不準確和計算復雜的問題。?

一、一種快速準確預測車輛通過路段旅行時間的系統(簡稱系統)?

本系統包括工作環境：網格化監控平臺、前端數據接入單元和旅行時間預測服務器；?

其連接關系是：網格化監控平臺、前端數據接入單元和旅行時間預測服務器依次連接。?

工作原理?

網格化監控平臺的各個子監控平臺建立在各個卡口站點上，當有車輛經卡口站點時，該卡口站點對應監控平臺會自動獲取該車輛的圖像并計算得出該車輛的包括車牌號碼、車輛經過卡口站點的時間等信息在內的車輛信息，然后把車輛信息通過前端數據接入單元發送給旅行時間預測服務器，旅行時間預測服務器根據接收到的車輛信息和服務器內緩存歷史車輛信息通過本發明的方法實時預測出該車輛到達各相鄰卡口站點的旅行時間。?

二、一種快速準確預測車輛通過路段旅行時間的方法(簡稱方法)?

本方法主要是通過建立卡爾曼模型來進行路段旅行時間預測的方法。同時為減低旅行時間預測服務器CPU及內存占用率及提高旅行時間預測的準確性采用定時機制定時啟動旅行時間預測算法。該方法通過卡口站點間的距離和限速值計算出各個卡口站點間的理論最小Tmin和最大行駛時間Tmax，當在時刻T有車輛經過終點卡口站點時，通過卡口站點間關系，在其起點卡口站點的車輛緩存中找時間段[T-Tmax，T-Tmin]里的車輛，通過車牌號碼匹配，找出以起點卡口為出發點，以終點卡口站點為達到卡口點的車輛。根據車輛通過起點卡口站點和終點卡口站點的經過時刻差值得出車輛通過起點卡口站點到終點卡口這一路段的旅行時間。最后將得到的旅行時間作為輸入參數，輸入到已經建好的卡爾曼模型中，預測下一時段車輛通過起點卡口站點到終點卡口站點這一路段的旅行時間。?

具體地說，本方法包括以下步驟：?

a、獲取所有卡口站點信息及一段時間內的歷史車輛信息；?

b、獲取起點卡口站點A的車輛緩存；?

c、判斷與卡口A相鄰的卡口Bi的旅行時間預測是否完畢，是則轉跳到步驟h，否則進入步驟d；?

d、車牌號碼匹配查找以卡口A為起點，Bi為終點的車輛記錄；?

e、計算當前時段和前一時段車輛從起點卡口站點A到終點卡口站點Bi的旅行時間；?