[發明專利]一種基于車輛GPS軌跡的路段交通量分析方法

有效

• 申請號: 202110068588.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112652172B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 張國強;王斯琨;徐煒鈴;陳峻
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種基于車輛GPS軌跡的路段交通量分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，獲取路網上的每條路段信息以及路段實測交通量數據；

步驟2，獲取車輛GPS軌跡數據，并對車輛GPS軌跡數據進行清洗；

步驟3，運用Floyd最短路徑算法，計算并得到路網上任意兩個節點之間的最短路徑，所述節點為路網上的交叉口；

步驟4，對于經步驟2清洗后的車輛GPS軌跡數據，計算每個GPS軌跡點的匹配路段；

所述步驟4的具體過程如下：

步驟41，對于車輛第i個GPS軌跡點p_i，提取其車牌號nb、經緯度坐標(lng_i，lat_i)；

步驟42，查詢車牌號nb所對應的車輛類型；

步驟43，令GPS誤差半徑為R，找出以軌跡點p_i為圓心，R為半徑的圓所覆蓋的所有路段，得到候選路段集合Ω_i；

步驟44，對于任意一條候選路段seg_j∈Ω_i，計算軌跡點p_i到該候選路段的最短距離d_ij：如果軌跡點p_i的垂足位于該候選路段之上，則最短距離為軌跡點p_i到該候選路段的垂線段長度；如果軌跡點p_i的垂足位于該候選路段之外，則最短距離為軌跡點p_i到該候選路段的起始節點、終止節點的距離中的最小值；

步驟45，計算軌跡點p_i到所有候選路段最短距離的最小值則該最小值d_i所對應的候選路段就是軌跡點p_i的匹配路段；

步驟5，計算具有GPS軌跡數據的各種車輛類型在路段上的交通量；

所述步驟5的具體過程如下：

步驟51，對于具有GPS軌跡數據的車牌號nb，設定其所對應的車輛類型為tp，根據其GPS軌跡數據構建GPS軌跡點集合為traj_nb＝{p₁，p₂，…，p_z}，集合中的元素按照時間先后順序進行排列，p₁，p₂，…，p_z均為軌跡點；

步驟52，在GPS軌跡點集合traj_nb中，從第n₁個元素開始，n₁＝1,2，…，z，查找與其對應的匹配路段都是同一路段的其他軌跡點直至與其對應的匹配路段不是同一路段的軌跡點出現，n₂≥1，即匹配路段和匹配路段都是同一路段，但匹配路段和匹配路段不是同一路段；若n₂1，則進入步驟53，若n₂＝1，則進入步驟54；

步驟53，匹配路段為同一路段，設其為路段u，則令vol_u,tp＝vol_u,tp+1，n₁＝n₁+n₂-1，并返回步驟52，vol_u,tp表示類型為tp的車輛在路段u上的交通量；

步驟54，查詢由匹配路段到匹配路段的最短路徑Route，為路徑尾部路段，為路徑頭部路段，則令vol_u，tp＝vol_u，tp+1，n₁＝n₁+1，并返回步驟52；

步驟6，在所有GPS軌跡點的匹配路段中，選擇具有實測交通量的路段，采用K折交叉驗證的方法劃分這些路段，運用多種方法構建路段交通量預測模型，并根據平均誤差的大小選定最終的路段交通量預測模型；

步驟7，在所有GPS軌跡點的匹配路段中，選擇沒有實測交通量的路段，運用最終的路段交通量預測模型，計算路段交通量。

2.根據權利要求1所述基于車輛GPS軌跡的路段交通量分析方法，其特征在于，步驟1所述路段信息包括路段編號、路段長度、路段起始節點、路段終止節點、路段車道數和單車道通行能力；所述路段實測交通量數據包括路段編號、車輛類型、實測交通量。