[发明专利]一种利用公交车辆GPS数据动态评估道路交通状态的方法

摘要

本发明涉及一种利用公交车辆GPS数据动态评估道路交通状态的方法，属于智能交通领域。配有GPS设备的公交车在道路上行驶时，记录车辆GPS数据，数据含有车辆位置信息和产生的时间信息。计算时，首先将数据中的GPS点转换为空间坐标点，并与行驶道路匹配，获取该条道路在计时周期中，一定范围内的GPS点；然后将这部分GPS点与已知位置信息的公交站点进行匹配，剔除公交站点周边的无效GPS点。之后，利用有效GPS点进行方位角计算，通过与匹配道路方位角的比较，确定公交车辆行车方向。最后，根据有效GPS点位置与时间信息，计算车辆平均行驶速度，利用速度补偿模型修正为道路交通运行速度，与交通状态区间分级进行比较，得到道路交通运行状态。

主权项

一种利用公交车辆GPS数据动态评估道路交通状态的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：划分路段单元，把道路分成上行和下行两个方向，划分路段单元是指为计算道路交通运行速度，把道路的上下行方向划分成多个独立的路段单元，相同的路段单元，认为交通流速度一致，根据交通流的方向计算路段单元的方向角(以正北方向为0度角，路段单元起点和终点的连线与正北方向的夹角(顺时针))，路段单元i的方位角记为步骤2：建立路段单元与公交车站对应关系表，根据路段单元和公交车站地理空间位置，建立两者的归属关系，即公交车站属于哪一个路段单元，公交车站j归属于路段单元i，其坐标信息记为步骤3：过滤路段单元周边的GPS点，过滤路段单元周边一定范围(d_link)内的GPS坐标点，d_link取值依据道路宽度，可取10‑80米，GPS坐标点n属于路段单元i记为包含GPS坐标，时间信息，记为步骤4：把过滤的路段单元周边GPS数据，按公交车辆编号BID_k、时间t排序，构成路段单元i周边GPS数据集合步骤5：为消除公交停靠站对速度估计的影响，把公交车站周边一定范围(d_bus)内的GPS点从集合中剔除，d_bus取值依据公交站台的长度，可取10‑50米，构成集合步骤6：以BID_k中时间最小的点为起点时间最大的点为终点计算所构成线段的方位角，比较与的绝对值大小，若时，认为BID_k的GPS数据是有效数据，则否认为是无效数据，无效数据应剔除，A_threshold的取值可以0‑45，取值越小，结果精度越高，构成集合$C_i^{\′\′}({\mathrm{BID}}_k,{\mathrm{GPS}}_{{n,\mathrm{link}}_i}(x,y,t)),$步骤7：在集合中，剔除车辆编号BID_k仅有一条记录的GPS数据，构成集合步骤8：计算路段单元i公交车辆平均运行速度集合中，取相同车辆编号最大时间和最小时间的GPS点，计算两点的时间差值和距离差值，进而计算车辆的运行速度，多辆公交车的平均运行速度即是该路段单元公交的平均公交运行速度步骤9：公交在道路上运行时，除受道路限速要求外，还要遵守公交运行的安全规定，城市道路最高限速值通常较低，公交车辆运行速度和普通车流速度相差无几；当公交在高速公路上运行时，公交的最高运行速度通常达不到高速公路限速的上限，因此，公交的平均运行速度不能很好的代表高速公路交通流的运行速度，还需要进行修正，本专利把该修正过程称为速度补偿，对应的补偿方法称为速度补偿模型，大量速度调查结果表明，道路交通运行速度与公交平均运行速度存在线性关系，速度补偿模型为：