[发明专利]基于车辆自动识别设备的动态OD矩阵估计方法

权利要求书

1.一种基于AVI检测设备的动态OD矩阵估计算法，其特征在于具体步骤如下：

 (1) AVI信息数据的提取与分类

     将AVI获得的信息以车辆牌照数据作为主要索引数据，将车辆牌照信息相同的数据进行匹配组合，并根据任一相同车辆牌照的信息量将车辆信息分为以下3大类：

①、包含车辆起点，终点以及经过的所有路径节点的数据称为路径全知型车辆数据；

②、至少包含车辆的经过的两个路径节点的数据称为路径半知型车辆数据；

③、仅包含车辆经过的一个路径节点的数据称为路径单知型车辆数据；

(2)先验信息的扩样

 以AVI捕获的车辆数为基础，将先验信息根据实际捕获的车辆数进行扩样处理；

(3)过滤路径全知型车辆数据

 将路径全知型车辆数据转换成OD矩阵信息，并将此OD矩阵信息与扩样后的先验信息进行相减，若先验信息中对应的OD对流量小于0，则赋予一个最小流量1，进而获得过滤后的先验OD信息；

(4)估计时段内的路径行程时间

根据不同AVI的布设信息，将任意相邻两组AVI经过的车辆的行程时间进行统计获得其平均行程时间；根据不同车辆行程时间分布，基于概率论模型，建立AVI行程时间概率分布函数，并通过此函数分析其余车辆未经过这两组AVI检测器的可能性；接着通过路段-路径行程时间关系函数，获得路径的行程时间，并将此作为一个判断车辆是否在估计时段内进入路网的判据；

(5)路径半知型车辆的路径估计

 将路径半知型车辆缺失的部分路径按行车方向划分为上游缺失路径与下游缺失路径；根据不同的缺失路径，参照检测器可测性依据，通过贝叶斯估计算法，对任意车辆的可选缺失路径迅速缩小搜索范围，并在过滤先验OD信息的基础将可能路径的选择概率进行修正；最后通过蒙特卡洛随机仿真对任意车辆在其可选路径中作出路径选择，并以此进行路径修复；已获得的任意一组路径半知型车辆的路径信息，通过路径行程时间，判断车辆进入路网的时间和离开路网的时间；

(6)先验OD信息的二次过滤

     将修复后的路径半知型数据转换成OD矩阵信息，并将此OD矩阵信息与扩样后的先验信息进行相减，若先验信息中对应的OD对流量小于0，则赋予一个最小流量1，同时根据剩余的单知型车辆数进行二次扩样，最终获得二次过滤后的OD信息；

    （7） 路径单知型车辆的路径估计

路径单知型车辆路径估计的方法与路径半知型车辆的路径估计的方法相似，根据步骤(5)的路径半知型车辆路径估计方法，并以此得到单知型车辆信息的OD矩阵信息；

（8） 初始修复OD矩阵获得

将前面3类得到的OD矩阵信息进行累加以获得初始修复OD矩阵；

（9） 基于流量调整初始修复OD矩阵信息

将初始修复的OD矩阵信息与AVI检测的路段流量信息根据路段—路径流量函数关系进行动态漫步拟合；当路径流量与路段实测流量相对误差为5%时，停止漫步拟合，并以此为最终的OD矩阵信息。

2.根据权利要求1所述的基于AVI检测设备的动态OD矩阵估计方法，其特征在于步骤(5)中所述路径半知型车辆的路径估计和步骤(7)中路径单知型车辆的路径估计，具体为：

当某一车辆有充足时间到达下一个路段检测器，但车辆的路径信息却不包含下一路段检测器时，存在下述情况中的任一种：

(1)、车辆通过下一路段，但由于检测误差而没有被记录；

(2)、车辆没有经过布设检测器的路段，直接到达无检测器布设的路段；

对车辆的可能剩余路径，依据先验信息建立初始的路径选择概率集，                                                ，然后根据下式分析车辆能否在本时段内通过下一路段，并以此缩小对剩余路径的选择范围；

                               （1.1）

                                                                 （1.2）

                             （1.3）

其中：表示任意两个AVI之间的行程时间；

：表示第i辆车经过任意相邻AVI检测器的时间；

       ：表示任意两个相邻AVI检测器之间的距离；

：表示两个AVI检测器之间所在的两个节点之间的距离；

：表示行程时间计算中的随机误差；

：表示h时段内，通过两个AVI检测器的第i个行程时间区间的选择概率；

：表示h时段内，通过两个AVI检测器的第i个行程时间区间的车辆数；

：表示h时段内，通过两个AVI检测器的车辆总数；

：表示h时段内，编号为j的车辆通过两个AVI检测器的行程时间；

：表示h时段内，根据两个AVI检测器检测车辆平均行程时间；

S ：表示随机概率数值；

n ：表示时间区间长度，即单位时间长度；

：表示计算的随机误差；

对于可以选择的剩余路径，依据下式重新修订剩余路径的选择概率，获得新的路径选择概率集；

    （2.1）

    （2.2）

：表示下游行驶方向中第n组缺失路径的先验信息；

   ：表示上游行驶方向中第n组缺失路径的先验信息；

：表示第n组缺失路径下游行驶方向中符合可测条件的AVI检测器共有j组；

：表示第n组缺失路径上游行驶方向中符合可测条件的AVI检测器共有k组；

   ：表示在车辆i最后一次被检测到的时刻；

：表示在车辆i第一次被检测到的时刻；

    ：表示估计时段的开始时刻；

   ：表示估计时段的长度。