[發明專利]一種基于DBSCAN+的道路擁堵識別可視化方法

有效

• 申請號: 201910128612.1
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN110176139B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 高尚兵;黃子赫;郭若凡;朱全銀;廖麒羽;惠浩;趙鋒鋒;周君;蔡創新;郝陽明;陳曉兵
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06K9/62
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 康燕文

1.一種基于DBSCAN+的道路擁堵識別可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對大量浮動車OBD車載終端上傳數據進行清洗預處理；

(2)根據其瞬時速度提取單位時段內行駛緩慢GPS軌跡點數據；

(3)將提取的數據點載入隊列，通過設定DBSCAN+聚類算法的掃描半徑、最小簇點數和分塊隊列個數進行并行聚類，標記行駛緩慢區域類簇塊相關數據點簇號標記；

(4)對聚類結果中每個類簇塊內各數據點之間分別通過經緯度計算地表距離，找出最遠兩點并擬合線段；

(5)將擬合線段根據實際路網信息中各路段間拓補關系進行地圖匹配糾偏，使其匹配符合實際道路；

(6)通過分別計算各類簇塊內不同車輛單位時間段內行駛距離，并綜合計算平均行駛距離判斷各類簇塊擁堵程度，并加以可視化區分；

步驟(3)中設定DBSCAN+算法參數并標記簇號的方法為：設定掃描半徑Eps為100m，最小包含點數MinPts為12，分塊隊列個數QueueNum為10000，將并行聚類后的各類簇塊依次累加設定簇號，并標定類簇塊中各軌跡數據點的類簇屬性簇號；

所述步驟(4)通過以下公式實現：

其中，L表示t分鐘前數據點與當前數據點間的距離，lat₁表示第一個數據點的緯度，lat₂表示第二個數據點的緯度，lng₁表示第一個軌跡點的經度，lng₂表示第二個軌跡點的經度，R表示地球半徑；其中用于對同一類簇塊中各數據點的線段擬合方法采用最小二乘法：

其中，error為預測與實際軌跡誤差值，h_θ(x)為預測函數，h_θ(x⁽ⁱ⁾)為預測值，y為實際軌跡點，m為樣本數；

所述步驟(6)包括以下步驟：

(61)對各類簇塊中t分鐘內各車輛行駛距離分別進行統計，并采用K-Means++算法對類簇塊中各行駛距離綜合計算平均移動距離；

(62)以平均行駛距離設定評判標準，判斷各類簇塊擁堵程度，并加以可視化區分：

其中，a，b，c為自定義值。

2.根據權利要求1所述的一種基于DBSCAN+的道路擁堵識別可視化方法，其特征在于，步驟(2)所述GPS軌跡點數據通過以下公式設定：

N＝{p∈M|V_p＜10kph,t_current-Min(t_p)＜T(min)}

其中，N表示滿足單位時間內緩行的所有GPS軌跡點集合，M表示所有GPS軌跡點，p表示滿足條件的數據點，V_p表示瞬時速度，t_current表示當前時刻，t_p表示軌跡數據點p的時間戳，Min(t_p)表示滿足條件的軌跡數據點p的最早時間戳，單位時間為T分鐘；在GPS數據軌跡中提取當前T分鐘內瞬時速度小于10kph(V)的GPS數據軌跡點序列N；保留滿足上式的GPS數據軌跡點。