[發明專利]一種基于浮動車GPS實時數據的城市交通擁堵指數計算平臺

有效

• 申請號: 201710163201.7
• 申請日: 2017-03-19
• 公開（公告）號: CN106971535B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 陳智宏;孟凡強;方秀川
• 申請（專利權）人: 北京通途永久科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種基于浮動車GPS實時數據的城市交通擁堵指數計算平臺，其特征在于：該平臺框架采用獨立構件架構設計，使用多進程處理數據，并使用消息進行進程間的通信；將需要處理的數據，通過共享文件的方式依次傳送處理；處理數據模塊之間通過異步消息中傳遞控制流信息；數據的處理流程，通過spring的配置文件動態配置；總的數據流程是GPS數據由數據接收器接收，并按照配置的頻率形成數據文檔，通知下一級功能處理模塊；下一級模塊從上級輸出文件夾中，讀取數據處理，并形成結果發送至下級處理模塊中；

該計算平臺的實現包括如下步驟：

(1)GPS實時數據接收

具體而言，按照網絡通信傳輸協議格式808/809協議或者用戶選擇的其他協議，從出租車公司或調度中心通過TCP/IP協議，實時、準確地從調度中心接收浮動車GPS實時數據到交通擁堵指數計算服務平臺中；

由于調度中心與交通擁堵指數計算服務平臺之間的網絡傳輸協議有所不同，需要開發原始GPS數據接收程序，以方便后續計算；為提高程序的處理效率，只有當接收到的數據達到指定數量時，才統一處理，對每接收5分鐘GPS原始數據才統一處理一次；同時在處理過程中，忽略對于邏輯不滿足或數據字段丟失的數據；

GPS數據接收完成后，通過Socket監聽方式，對所有連接上的IP轉發以GPS內部數據處理標準格式編碼的GPS數據；

(2)地圖匹配

路鏈結構中，圖層數據結構由Link，LinkSection，LinkPoint，LinkMatrix，LinkGrid構成；Link為道路路鏈，由導航圖自然劃分的路鏈組成，對應導航圖中R表；LinkSection為導航圖提取節點后數據，由起點和終點構成；每個LinkSection對象為一條直線線段；LinkPoint為Link上的一點；LinkMatrix使用m*n個網格，定義了整個路網網絡，其中m、n分別為路鏈柵格的長度和寬度；LinkGrid定義Matrix中的單個網格；

地圖匹配模塊的輸入是出租車按照時間排序好的GPS數據，地圖匹配由工具類MapMatchHandler完成；MapMatchHandler接收GPS坐標的數據，并輸出地圖匹配結果；

(3)路徑推測

路徑推測功能由PathPrediction類實現；PathPrediction的輸入是同一輛車的某個時間段內的GPS數據輸入，輸出是連續多個點之間的行駛路徑；PathPrediction的輸入為List的CarGps類，記錄了車輛單個Gps點的關鍵數據；List中的Gps數據按照數據時間排序；

PathTree類定義了路徑搜索樹及樹操作的關鍵方法；

PathTreeNode定義了樹的葉子節點；PathPrediction計算完成后，以List<EstimatedResult>類輸出；EstimatedResult定義了車輛的起點匹配結果，終點匹配結果，兩點之間的多個路段或路鏈，路線行駛情況，匹配權值；

(4)旅行時間

根據單車匹配的路鏈結果，匹配gps點的時間計算單路鏈平均速度及旅行時間；

多個匹配點路鏈移動距離的計算公式為：

根據多個點得到距離后，經過如下公式得到近似的路鏈平均速度：

通過平均速度，經過如下公式得到路鏈的旅行時間：

其中，v表示速度，t表示時間，d表示兩個gps點之間的距離，L表示路鏈長度，tn表示浮動車的第n個gps點；

(5)道路融合

讀取某個時間區間內的link旅行時間平均速度，相同Link的平均速度放到同一個List中；將Link速度，按照交通部標準，劃分到嚴重擁堵、中度擁堵、輕度擁堵、基本暢通、暢通中；道路路況通過DS證據推理理論，計算最終的Link平均速度及道路狀況并保存。