[發明專利]基于低頻GPS數據的路段行程時間估算方法

有效

• 申請號: 201510080642.1
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104615897B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 王志建;馬超鋒;陳兆盟;李敏;劉小明;王力
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務所32254
• 代理人: 馬勇

技術領域

本發明涉及基于交通信息采集數據的路段行程時間估算領域，尤其涉及考慮交叉口信號延誤的路段行程時間估算領域。

背景技術

利用GPS浮動車技術為采集手段進行路段行程時間估算的方法有很多，主要包括幾個過程：GPS地圖匹配、行駛路徑估算、單車路段行程時間(速度)估算、交通流路段行程時間(速度)估算。但在實際應用中由于GPS數據丟失、通信成本高或海量數據存儲限制等原因，致使GPS數據采集頻率往往較低(30s-180s次)。就會造成某些路段上的GPS數據過少，甚至沒有數據的情況發生，極大地增加了行程時間估算的誤差與難度。本發明針對此問題，在前兩步已完成的情況下，研究單車路段行程時間估算方法以提高低頻GPS數據下的估算精度。

目前常用的單車行程時間估算模型是速度-時間積分模型與坐標-時間內插模型。如速度-時間積分法和基于運行時刻的內插值法，但主要適用于較高頻GPS數據，在低頻GPS數據限制下使用會有很大的誤差。此外，這些算法大都忽略了交叉口信號控制延誤對行程時間估算的重要影響。而針對交叉口延誤的算法，現有技術中提出了基于GPS數據的交叉口延誤估算模型，但都建立在交叉口范圍內存在一定GPS數據的條件下，對低頻GPS也不適用。因此，針對低頻GPS數據和交叉口信號延誤造成的路段行程時間估算難題，研究解決這一難題的估算方法提高其準確度非常具有必要性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明通過交叉口信號延誤分析，針對低頻GPS數據在交叉口影響區域的四種分布特征，對單車行程時間估算方法進行了設計。本發明具體采用的技術方案是：包括如下步驟：

(1)計算車輛通過交叉口影響域所用時間t′_h，

t′_h＝t′_N+h-t′_m+h；

其中，N和m為路段節點，h為路段編號，h≧1，節點N+h代表第h個交叉口出口對向停止線的延長線位置，節點m+h代表第h個交叉口影響區域的邊界點，t′_N+h為車輛在路段平穩區域勻速到達節點N+h的時刻，t′_m+h為車輛在路段平穩區域勻速到達節點m+h的時刻；

(2)計算車輛以暢行速度通過交叉口影響區域的時間t_s，

t_s＝(l+l')/v_s；

其中，l’為車輛通過交叉口的行駛距離，l為交叉口域范圍選取值，v_s為車輛暢行速度；

(3)計算交叉口影響區域的延誤時間

(4)在交叉口延誤時間下，計算車輛實際通過路段邊界點N+h的時刻t_N+h,

其中，t"_N+h為不考慮交叉口延誤時間時車輛平穩通過路段邊界點的時刻；

(5)計算路段行程時間t_h，

t_h＝t_N+h-t_N+(h-1)；

其中，t_N+(h-1)車輛實際通過上一路段邊界點的時刻。

優選地，還包括如下步驟：

(一)判斷兩個連續GPS匹配點是否跨越一個交叉口并分別位于兩個路段的平滑區域；

若是，則路段行程時間無需修正；

若否，則進入步驟(二)；

(二)判斷兩個連續GPS匹配點是否跨越一個交叉口并分別位于兩條路段的平滑區域，同時位于交叉口域還有一個或多個GPS匹配點P_i(i≥1)；

若是，則計算所述步驟(1)前，t′_m+h或t′_N+h采用車輛通過P_i點的時刻t_Pi進行修正，修正方法為：當t′_m+h>t_P1時，令t′_m+h＝t_P1；當t′_N+h<t_Pi時，令t′_N+h＝t_Pi；其中t_P1為車輛行駛至P₁點的時刻，然后依次進行步驟(1)-(5)。

若否，則進入步驟(三)；

(三)判斷兩個連續GPS匹配點是否跨越兩個交叉口并分別位于兩條路段的平滑區域；