[發明專利]一種基于交通多源數據融合的公交路況處理系統及方法

有效

• 申請號: 201410387772.5
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104134349A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 杜博文;杜念冰;張笑;肖道銳;呂衛鋒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

技術領域

本發明涉及智能交通系統的公交路況處理技術，特別涉及一種基于交通多源數據融合的公交路況處理系統及方法。

背景技術

數據融合技術是指利用計算機對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評估任務而進行的信息處理技術。

由于國內外交通數據源的組成不同、不同數據源的構成比例也不相同，在融合方面的研究點與技術也具有顯著差異，目前針對交通領域的數據融合方法皆存在以下局限性：(1)多為兩種類型數據的融合：目前的主流融合方法中，大多只涉及兩種類型數據源，如線圈/出租車、公交車/出租車，且模型對于新類型數據源不具備良好的可擴展性。(2)多為單級融合：主要根據不同粒度的數據，在不同層次進行融合，如線圈數據與浮動車數據在結構上差異較大，只能進行決策級融合；而公交車與出租車數據相差較小，一般是進行數據級的融合。若多種不同粒度數據同時出現，則只能在較高層次進行融合。(3)多使用某一類型數據作為主要數據：因主要面向需求為一般的出行路況，故這些技術方法中一般將出租車數據作為主要數據源，而其他類型數據僅作為輔助數據對主要數據進行一定調校，這樣的路況計算結果信息無法滿足特殊的公交需求。(4)需要樣本訓練且訓練成本高：主要針對人工神經網絡算法，作為目前廣泛使用的算法之一，其模型訓練過程對樣本量要求較高，訓練效率存在很大問題，且對于不穩定數據的處理能力稍差，最壞情況下訓練過程需重復若干次，數據源增加時甚至會導致神經網絡建立失敗。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于交通多源數據融合的公交路況處理系統及方法，用于提升公交路況計算和處理結果的準確率。

本發明技術解決方案：基于交通多源數據融合的公交路況處理系統，包括：預處理模塊、源數據處理模塊、數據源評估模塊、數據融合模塊；

數據預處理模塊：用于處理交通多源數據，以得到能夠供后續模塊使用的可用數據集合；通過異常數據清洗、地理坐標轉換、排序等步驟，獲得多數據源表征的路況信息，包括公交軌跡數據出租軌跡數據、視頻道路斷面流量數據，送至源數據處理模塊；

源數據處理模塊：數據預處理模塊輸出的多源交通數據種類繁多，各自以數據源本身的角度對交通路況進行描述，源數據處理模塊主要對這些數據進行處理，使他們能夠正確反映公交路況信息。通過一次曲線擬合等步驟，模塊輸出基于不同數據源的用以描述公交路況的多源交通數據，使各個數據源表征的路況信息與公交數據表征的路況信息更貼近，從而得到初步公交路況信息，送至數據源評估模塊；

數據源評估模塊：模塊通過建立一個用于評估多數據源質量的評估框架，對源數據處理模塊輸出的多源數據集中的各個數據源質量進行全面的量化的評估，從而得到各數據源在數據融合過程中的權重，并將這些權重信息作為輸出送至數據融合模塊作為融合流程的基礎依據；

數據融合模塊：模塊以源數據處理模塊得到的多源交通數據為基礎，輔以數據源評估模塊得到的各數據源權重，通過權重矩陣劃分、最優數據源計算、奇異數據清洗、數據融合等步驟，對多源數據進行融合計算，最終得到可用于展示的公交路況信息；

顯示模塊：將數據融合模塊處理得到的公交路況信息作為展示數據顯示在地圖上，供用戶使用或研究分析。

所述預處理模塊用于處理交通多源數據，以獲得多數據源表征的路況信息，包括公交數據、出租數據、視頻數據，具體實現如下：

(1)公交數據的預處理。輸入數據為公交GPS數據。首先，通過異常數據剔除、地理坐標轉換、公交上下行修正、外部排序，得到公交修正GPS數據。然后，通過路鏈匹配、進站判別、速度計算等步驟，得到公交軌跡數據。

(2)出租數據的預處理。輸入數據為出租GPS數據。首先，通過異常數據剔除、地理坐標轉換、外部排序，得到出租修正GPS數據。然后，通過路鏈匹配、速度計算等步驟，得到出租軌跡數據。

(3)視頻數據的預處理。輸入數據為道路斷面拍攝視頻片段。利用視頻處理軟件通過車輛識別、有效計數等，分析公交專用道數據，得到道路斷面流量數據，并根據流量/速度公式得到車輛行駛速度數據。

所述按路鏈分割是針對每一個數據源，根據每條數據所描述的路鏈，將其分為若干個數據集，確保每個數據集中的數據都是用以描述同一條路鏈路況特征。

所述源數據處理模塊具體實現為：

(1)讀取公交軌跡數據，判斷是否為進站、停站、出站狀態。如果是，則剔除當前數據；如果否，則保留當前數據至每條路鏈下，得到路鏈標識數據。直至數據讀取完畢。