[发明专利]基于建成环境和低频浮动车数据的路段行程时间估计方法

权利要求书

1.一种基于建成环境和低频浮动车数据的路段行程时间估计方法，其特征在于，步骤如下：

(1)建立发送报告次数与运行时间的关系

将浮动车发送报告这一事件作为随机变量，建立检测到的在各点浮动车发送报告次数与该点运行时间之间的关系

浮动车发送报告的时间间隔是固定的，每个浮动车在任意时刻发送报告的可能性一致，设浮动车在每一时刻发送报告的概率均为ε，则

其中，T为浮动车两次发送报告之间的时间间隔，ε为浮动车发送报告的频率；

在任意一点，浮动车在该点x汇报其位置的可能性ρ_x与该浮动车在该点x的运行时间成正比

其中t(x)＜T

如果浮动车在某点处停留的时间大于u个发送报告周期，即t(x)＞uT，其中u∈N₊且则u是最少发送报告的次数；其发送报告次数为u+1次的概率ρ_x为

假设在研究的时间段内，交通状态不变，也就是各点的运行时间均不变；分别把每个点浮动车经过作为一随机事件，假设浮动车在这一交通状态不变的时间段内运行是无差异的，认为多个浮动车经过是独立重复试验，服从伯努利分布，

则当t(x)＜T，在各点汇报其位置次数为n_x的概率p_x为

当t(x)＞uT,其中u∈N₊时，在各点汇报其位置次数为n_x的概率p_x为

其中，0＜n_x-mu＜m，即mu＜n_x＜m(u+1)，假设在每一小段车辆发送报告的次数最多差一次；

(2)路段运行时间与交叉口及建成环境的关系

将路段划分为若干节段，每一节段的运行时间取决于观测到和未观测到的节段属性，节段属性包括该节段距离下游交叉口的距离、距离人行横道的距离和该节段所属路段的属性；用线性结构表示与节段的运行时间的解释变量和特定节段的长度对节段运行时间t'(x)的影响，即

其中，X表示路段，x表示其中某一节段，A_j表示影响节段运行时间的解释变量的值，α_j表示各解释变量对节段运行时间的影响程度，为待估计的参数；

得到路径运行时间的观测值为k表示某一运行时间观测值，K表示所有运行时间观测值；各路段观测运行时间是其经过各节段的运行时间之和；观测路段与节段的关系用K×X关联矩阵R表示，其中各个元素r_kx表示各观测值k经过各节段x的距离与该节段总距离的比值；

于是估计各个节段的运行时间转化成一个极大似然估计问题：

其中，α_j为待估计的参数，m是估计的车辆总数，n_x为发送报告的车辆数；

即求出各个节段的运行时间，再根据路段和节段的关联矩阵即求出路段的运行时间；

(3)路段行程时间的分配

1)路段内行程时间的分配：

在路段上总的运行时间是沿路段各点运行时间t(x)的积分，即而路段内某一段运行时间是沿此段各点运行时间的积分，即

得到的车辆数的期望等于在该点汇报其位置的概率p(x)与试验次数即经过该点的总车辆数m的乘积E(x)＝mp(x)；

观测到的在该点汇报其位置的车辆数n_x是期望的无偏估计，浮动车在该点的运行时间与浮动车在路段上各点汇报其位置的可能性成正比；所以，认为浮动车在该点的运行时间与浮动车在路段上各点汇报其位置的次数成正比，即t(x)∝p(x)∝E(x)∝n_x；

对路段进行分段，统计一定时间间隔内在各段期间车辆报告位置的总次数，则各段的运行时间与路段总运行时间的比值等于在这一段车辆发送报告的总次数与整条路段上车辆发送报告的总次数n(x)的比值；

其中，α₁表示第一段的运行时间与路段总运行时间的比值，t₁第一段的运行时间，l₁、l₂表示第一、第二段的起点，L表示最后一段的终点；

2)路段间行程时间的分配：

在进行路段间出行时间的分配时，仍然沿用路段内行程时间的分配思路，认为在一相同交通状态下，多个车辆连续通过两条或多条路段的任意位置是一独立重复试验；两个路段运行时间的比值根据同时经过这两个路段的车辆在这两个路段上发送报告的总次数之比得到

其中T₁、T₂分别表示两路段的运行时间，L₁、L₂分别表示两路段的长度,即得出所有路段之间的比值，也就得出了路段间运行时间的分配。