[發(fā)明專利]基于出租車GPS數(shù)據(jù)挖掘的交通異常識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510060839.9
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104573116B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安實;張昕明;崔建勛;王健;姚焓東;魏艷波
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于出租車GPS數(shù)據(jù)挖掘的交通異常識別方法，其特征在于：所述交通異常識別方法通過以下步驟實現(xiàn)：

步驟一、在城市路網(wǎng)地圖內(nèi)獲得各出租車GPS點數(shù)據(jù)P_k，通過地圖匹配方法將出租車GPS點數(shù)據(jù)軌跡化，形成由連續(xù)的時間序列點集合表示的出租車GPS軌跡Tr:P₁→P₂→...→P_n，將以點形式記錄的出租車GPS點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以軌跡形式記錄的出租車GPS軌跡數(shù)據(jù)；其中，城市路網(wǎng)地圖表示城市待檢測區(qū)域，出租車GPS點數(shù)據(jù)P_k＝(經(jīng)度，緯度，時間戳)；

步驟二、將步驟一的城市路網(wǎng)地圖按照由一組等大小的正方形形成的方格網(wǎng)進行劃分，從而形成具有一組單元區(qū)域R的路網(wǎng)圖結(jié)構(gòu)，則出租車GPS軌跡會穿過劃分后的單元區(qū)域R或與單元區(qū)域R鄰接；且所述出租車GPS軌跡Tr:P₁→P₂→...→P_n中，若相鄰兩個出租車GPS點數(shù)據(jù)P_k和P_k+1,1≤k≤n+1分別位于不同的單元區(qū)域，則在這兩個單元區(qū)域間存在轉(zhuǎn)換軌跡F，每個轉(zhuǎn)換軌跡F都具有一個離開時間和一個到達時間，離開時間即為出租車GPS點數(shù)據(jù)P_k的時間戳，到達時間即為出租車GPS點數(shù)據(jù)P_k+1點的時間戳；

步驟三、對步驟二形成的單元區(qū)域內(nèi)出租車軌跡數(shù)據(jù)的交通異常進行識別；

步驟四、將出租車GPS軌跡轉(zhuǎn)換成出租車軌跡通過單元區(qū)域之間的序列，然后對步驟二形成的單元區(qū)域之間具有連接性交通異常進行識別；

至此，通過單元區(qū)域內(nèi)交通異常識別和單元區(qū)域間連接性交通異常識別這兩部分完成交通異常的識別過程；其中，交通異常是指交通事故、交通擁堵、惡劣天氣和道路交通緊急事件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于出租車GPS數(shù)據(jù)挖掘的交通異常識別方法，其特征在于：步驟一所述通過地圖匹配方法將出租車GPS數(shù)據(jù)軌跡化的過程為，

步驟一一、在城市路網(wǎng)地圖內(nèi)，以出租車的初始位置點為中心畫半徑為r的圓，將與此圓相交或相切的路段都作為此出租車初始位置點的備選匹配路段；

步驟一二、計算每個備選匹配路段對于初始位置點的方向權(quán)重：W_h＝H_wcos(θ)，

距離權(quán)重：以及初始總權(quán)重：T₀＝W_h+W_D，選定初始總權(quán)重T₀值最大的備選匹配路段作為初始位置點的匹配路段，之后將出租車的初始位置點在匹配路段上的垂直投影作為精確位置點的估計值；式中，H_w表示方向權(quán)重系數(shù)，D_w表示距離權(quán)重系數(shù)，θ表示出租車車頭朝向與匹配路段方向之間的夾角，D表示出租車初始位置點與匹配路段的垂直距離，D的取值范圍為[0,160]，f(D)的取值范圍為[-1,1]，若出租車位置點剛好落在路段上，此時f(D)的值為1，而當(dāng)出租車位置點與路段的垂直距離D為160米，此時f(D)的值為-1；

步驟一三、從出租車的第二個位置點開始，依次計算以位置點為中心、半徑為r的圓內(nèi)的每個備選匹配路段的方向權(quán)重W_h、距離權(quán)重W_D、連通性權(quán)重W_c、轉(zhuǎn)彎限制權(quán)重W_t以及總權(quán)重T，選定總權(quán)重T值最大的備選匹配路段作為所述位置點的匹配路段；其中，連通性權(quán)重W_c的計算公式為：W_c＝C_wX，轉(zhuǎn)彎限制權(quán)重W_t的計算公式為：W_t＝T_wY，總權(quán)重T的計算公式為：式中，C_w表示連通性權(quán)重系數(shù)，參數(shù)X表示連通情況，參數(shù)X的值取決于此位置點與上一位置點之間連通情況：當(dāng)此位置點與上一位置點之間連通，X取值為1，當(dāng)此位置點與上一位置點之間不連通，X取值為-1；T_w表示轉(zhuǎn)彎限制權(quán)重系數(shù)，當(dāng)出租車的位置點的位置接近于交叉口時，需要引入轉(zhuǎn)彎限制權(quán)重W_t以便決定具體的匹配路段，參數(shù)Y表示轉(zhuǎn)彎限制范圍參數(shù)，參數(shù)Y的取值范圍為{-1,1}。