基于浮动车数据提取车辆排队长度的方法技术

一种基于浮动车数据提取车辆排队长度的方法，包括步骤一、设立停止点浮动车记录子数据库；步骤二、计算停止点浮动车的投影距离；步骤三、用投影距离最大允许值过滤停止点浮动车所在路段；步骤四、通过回查的方式二次判定停止点浮动车所在路段；步骤五、计算每辆停止点浮动车到交叉口的距离；步骤六、对停止点浮动车的排队位置进行排序；步骤七、设定参考长度阀值；步骤八、对停止点浮动车的数量进行一次统计；步骤九、求最大和；步骤十、对停止点浮动车的数量进行二次统计；步骤十一、确定排队长度；本方法利用浮动车数据估算出路段交叉口车辆的排队长度，避免了现有技术中使用视频检测设备及现场实测数据的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通道路实时信息处理
，特别涉及一种利用浮动车数据获取交通信息的方法。具体地说，是一种利用浮动车数据提取路段交叉口排队长度的 方法。
技术介绍
浮动车也称GPS探测车，是近年来国际智能交通系统(ITS)中所采用的获取路 段交通信息的先进技术手段之一，具有应用方便、经济、覆盖范围广的特点。浮动车是由安装有车载GPS (Global Position System，全球定位系统)设备，自由行驶在实际路段上的车辆构成，目前大部分浮动车是由正常运营的装有GPS设备的出租 车构成。浮动车按照一定的周期通过无线通信向后台回传数据，数据包括车辆GPS设备 编号、车辆GPS位置坐标、瞬时速度、方位角(行驶方向角)、回传时间等。后台计算机处理中心将浮动车数据进行汇总，经过特定的模型和算法处理，生 成反映实时路段情况的交通信息如路段平均速度、行程时间、拥堵状态等，为交通管 理部门和公众提供动态、准确的交通控制、诱导信息。在智能交通控制系统中，路网中各路段交叉口的车辆排队长度是最关键的交通 参数之一，可以为交通信号控制和管理提供非常重要的信息。目前常用的检测交叉口车 辆排队长度的方法有两种第一种是视频检测技术测量交叉口的车辆排队长度，即通过固定摄像头得到的 车辆排队的视频序列，综合利用车辆检测和运动检测来计算车辆排队长度。它需要在交 叉口安装检测设备，此外视频流检测排队长度容易受天气、光照、摄像头抖动等因素的影响。第二种是通过建立基于统计的排队长度与信号灯配时、车辆到达率及交通量的 关系模型，它需要大量实测数据，且模型移植性差。在现有技术中，还没有利用浮动车数据检测交叉口车辆排队的方法。这是因为 缺乏有效的利用浮动车数据进行交叉口排队车辆点提取和判断方法。在浮动车传回的数据中，可分为两大类，一类是移动点浮动车数据，也就是浮 动车处于行驶状态，瞬时速度不为O时回传的GPS数据，另一类是停止点浮动车数据， 也就是浮动车处于停止状态，瞬时速度为0时回传的GPS数据。在交通管理部门的后台计算机中心的浮动车信息数据库中存放有包括移动点、 停止点在内的所有浮动车数据记录，其中所有移动点浮动车数据已经通过常规的地图匹 配方法完成了路段的匹配。常规的地图匹配方法是通过投影距离和车辆行驶方向与路段矢量方向差值加权 的方法来进行地图匹配，判断出车辆行驶的路段。这种方法需要用车辆行驶方向的方位 角作为主要参数，当浮动车的瞬时速度不是O时，其回传的GPS方位角是准确的，可以 用常规的方法进行地图匹配，当浮动车的瞬时速度是O时，其回传的GPS方位角是不准确的，不能用常规的方法 进行地图匹配。若想用浮动车数据进行排队长度的计算，只能使用停止点浮动车数据，而不能 用移动点浮动车数据，因为车辆排队时处于停止状态，交叉口附近停止点浮动车数据与 车辆排队状态有一定的联系，与路段也有联系，如何利用这些联系，判断停止点浮动车 所在路段，并估算出排队长度是本专利技术要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种，该方法首 先通过路段匹配技术提取出路段交叉口前正常排队等待通过的浮动车数据；然后对浮动 车停止点距离交叉口的位置分布变化进行统计，估算出排队长度。本方法无需安装检测 设备及人工进行大量的现场实测，可节省大量的人力物力。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种，包括以下步骤步骤一、设立停止点浮动车记录子数据库从后台计算机处理中心的浮动车信息总数据库中取出停止点浮动车记录，每条 停止点浮动车数据记录包括GPS设备编号及回传时间、GPS位置坐标、瞬时速度、方位 角，将各条记录按回传的时间顺序排列，存放在停止点浮动车记录子数据库中；步骤二、计算停止点浮动车的投影距离用步骤一得到的停止点浮动车记录子数据库中的数据计算每辆停止点浮动车的 投影距离，投影距离是每辆停止点浮动车的GPS位置坐标到路段间的直线距离，将计算 好的投影距离存放在浮动车投影距离子数据库中；步骤三、用投影距离最大允许值过滤停止点浮动车所在路段将步骤二得到的浮动车投影距离子数据库中的投影距离与最大允许值进行比 较，取所有投影距离小于最大允许值的停止点浮动车记录，将其存放在浮动车投影距离 满足设定条件子数据库中；步骤四、通过回查的方式二次判定停止点浮动车所在路段将步骤三得到的浮动车投影距离满足设定条件子数据库中停止点浮动车的GPS 设备编号与浮动车信息总数据库中原有的移动点浮动车路段匹配子数据库中移动点浮动 车的GPS设备编号进行对比，如果记录在浮动车投影距离满足设定条件子数据库中的停 止点浮动车的GPS设备编号能够在移动点浮动车路段匹配子数据库中找到相同的移动点 浮动车GPS设备编号，则匹配成功，就判定该停止点浮动车属于该路段，将所有匹配成 功的停止点浮动车数据放入停止点浮动车二次路段匹配子数据库中；步骤五、计算每辆停止点浮动车到交叉口的距离从步骤四得到的浮动车二次路段匹配子数据库中取出每辆停止点浮动车GPS位 置坐标，根据点到直线距离公式，计算出每辆停止点浮动车到路段交叉口的直线距离， 将计算后得到的距离存放在浮动车到交叉口距离子数据库中；步骤六、对停止点浮动车的排队位置进行排序对步骤五得到的浮动车到交叉口距离子数据库中各条浮动车记录按到交叉口距 离从小到大的顺序进行排列，然后将排序好的浮动车记录放在浮动车到交叉口排队序列子数据库中；步骤七、设定参考长度阀值设定一个参考长度阀值，该参考长度阀值是通过比较多个实测排队长度数据和 浮动车单位长度内排队车辆密度分布之间的关系得到的最佳判断建议值；步骤八、对停止点浮动车的数量进行一次统计以步骤七中的参考长度阀值为一次度量区间，对步骤六得到的浮动车到交叉口 排队序列子数据库中的浮动车的数量进行统计，统计出每个一次度量区间内的浮动车的 数量，直到出现连续两个一次度量区间内浮动车的数量为零；将统计结果放入排队车辆 一次统计结果表中；步骤九、求最大和找出步骤八得到的浮动车数量最大的和次大的两个一次度量区间，对这两个一 次度量区间中的浮动车数量进行相加求最大和；步骤十、对停止点浮动车的数量进行二次统计以步骤七中的参考长度阀值的两倍作为二次度量区间，以一次度量区间大小为 间隔，对步骤六得到的浮动车到交叉口排队序列子数据库中的浮动车的数量进行统计， 依次统计出每个二次度量区间内的浮动车的数量，将统计结果放入排队车辆二次统计结 果表中；步骤十一、确定排队长度用步骤九得到的最大和与步骤十得到的排队车辆二 次统计结果表中的每个二次度量区间的浮动车数量比较，直到第一次出现二次度量区间 内浮动车的数量小于最大和的1/4，则取该二次度量区间的中间值为排队长度值。浮动车数据由移动点数据和停止点数据两部分组成，停止点数据中又有相当一 部分是车辆在交叉口排队等待信号灯时产生的，这些停止点集中在路段交叉口附近，位 置沿路段距交叉口距离由小到大排列。由于等待信号灯而引起的停止点在区间排列具有 一定的规律性，和单位时间段内实际的车辆排队长度具有较强的相关性，是排队车辆的 数据表现形式，因此我们可以利用这些停止点数据计算车辆排队长度。本方法首先将停止点浮动车数据匹配到路段上，提取出排队车辆点；然后以交 叉口为起点，按照到交叉口距离从近到远的顺序排列。分段统计路段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于浮动车数据提取车辆排队长度的方法，包括以下步骤：步骤一、设立停止点浮动车记录子数据库：从后台计算机处理中心的浮动车信息总数据库中取出停止点浮动车记录，每条停止点浮动车数据记录包括ＧＰＳ设备编号及回传时间、ＧＰＳ位置坐标、瞬时速度、方位角，将各条记录按回传的时间顺序排列，存放在停止点浮动车记录子数据库中；步骤二、计算停止点浮动车的投影距离：用步骤一得到的停止点浮动车记录子数据库中的数据计算每辆停止点浮动车的投影距离，投影距离是每辆停止点浮动车的ＧＰＳ位置坐标到路段间的直线距离，将计算好的投影距离存放在浮动车投影距离子数据库中；步骤三、用投影距离最大允许值过滤停止点浮动车所在路段：将步骤二得到的浮动车投影距离子数据库中的投影距离与最大允许值进行比较，取所有投影距离小于最大允许值的停止点浮动车记录，将其存放在浮动车投影距离满足设定条件子数据库中；步骤四、通过回查的方式二次判定停止点浮动车所在路段：将步骤三得到的浮动车投影距离满足设定条件子数据库中停止点浮动车的ＧＰＳ设备编号与浮动车信息总数据库中原有的移动点浮动车路段匹配子数据库中移动点浮动车的ＧＰＳ设备编号进行对比，如果记录在浮动车投影距离满足设定条件子数据库中的停止点浮动车的ＧＰＳ设备编号能够在移动点浮动车路段匹配子数据库中找到相同的移动点浮动车ＧＰＳ设备编号，则匹配成功，就判定该停止点浮动车属于该路段，将所有匹配成功的停止点浮动车数据放入停止点浮动车二次路段匹配子数据库中；步骤五、计算每辆停止点浮动车到交叉口的距离：从步骤四得到的浮动车二次路段匹配子数据库中取出每辆停止点浮动车ＧＰＳ位置坐标，根据点到直线距离公式，计算出每辆停止点浮动车到路段交叉口的直线距离，将计算后得到的距离存放在浮动车到交叉口距离子数据库中；步骤六、对停止点浮动车的排队位置进行排序：对步骤五得到的浮动车到交叉口距离子数据库中各条浮动车记录按到交叉口距离从小到大的顺序进行排列，然后将排序好的浮动车记录放在浮动车到交叉口排队序列子数据库中；步骤七、设定参考长度阀值：设定一个参考长度阀值，该参考长度阀值是通过比较多个实测排队长度数据和浮动车单位长度内排队车辆密度分布之间的关系得到的最佳判断建议值；步骤八、对停止点浮动车的数量进行一次统计：以步骤七中的参考长度阀值为一次度量区间，对步骤六得到的浮动车到交叉口排队序列子数据库中的浮动车的数量进行统计，统计出每个一次度量区间内的浮动车的数量，直到...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王东柱，李亚檬，朱书善，宋向辉，陈艳艳，谌仪，刘楠，赵佳海，
申请(专利权)人：交通部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]