[发明专利]一种基于手机信令大数据的高速公路车辆速度计算方法

摘要

本发明涉及本发明提供了一种基于手机信令大数据的高速公路车辆速度计算方法，属于智能交通领域。该方法具体为：根据高速公路线路进行栅格划分构建地理栅格系统，获取高速公路的基站信息表，并构建基站与道路栅格匹配的信息表；实时获取移动网络手机信令数据流，经行数据预处理后进行有效出行段划分；进行高速公路用户识别；最后提取高速公路用户轨迹序列信息集中每个用户每两两轨迹点的距离和时间，并通过一种距离加权的速度计算方法计算车辆速度。本发明大大促进了交通管理部门的路网监控系统的发展，实时获取路网的交通状态，有利于合理规划线路，同时对提高居民出行服务有着重要的意义。

主权项

1.一种基于手机信令大数据的高速公路车辆速度计算方法，其特征在于：该方法步骤为：

S1：根据基于手机信令数据进行高速公路车辆速度计算的步骤，进行手机信令数据的收集及处理；然后进行地图匹配，建立地理栅格系统；然后进行高速公路用户识别，得到用于计算高速路道路栅格平均速度的高速公路用户信令数据轨迹集合H_D；

S2：获取T到T+t时段的高速公路用户信令数据轨迹集合H_D后，顺序遍历高速公路用户信令数据轨迹集合H_D，提取每个用户的轨迹序列；

S3：对每个用户序列进行两两遍历每个用户的轨迹序列中的轨迹点，轨迹点即为基站点，基站的信令数据中包括了时间戳和地理位置信息，以用户轨迹序列中每两两轨迹点作为一个计算用户速度的计算单元；

S4：根据地理栅格系统划分的道路栅格，为每个道路栅格设置对应的速度容器，用于保存每个计算单元得到的加权速度值；

S5：根据遍历得到的计算单元，定义为轨迹点Trace_n和轨迹点Trace_m，计算每个单元的路程距离和路程时间；

S6：根据物理运动学的思想，由统计意义的角度上得到特征：包含一个道路栅格的两轨迹点计算单元的路程距离越短，则对该道路栅格平均速度的贡献值越大；根据此特征，设定一个与路程距离反相关的高斯权值函数

S7：计算两轨迹点计算单元的加权速度值，由计算得到的两轨迹点间的路程距离D_n,m与路程时间T_n,m的比值再乘以高斯权值函数得到该计算单元的加权速度值并将该速度值放入到两轨迹点间的相应的道路栅格速度容器中，

S8：重复步骤S2～S7，直至T到T+t时间段的高速公路用户信令数据轨迹集合H_D中用户轨迹序列全都遍历完成；

S9：最后遍历每个道路栅格速度容器中的加权速度集合，对每个道路栅格内的加权速度集合进行和运算得到该道路栅格的平均速度值V_k，1≤k≤N，

其中l表示为第k个路段的第l个用户信令，N_k表示第k个路段的用户数，表示第n个路段到第m个路段的距离，1≤k≤N_k，表示第n个路段到第m个路段的时间，1≤l≤N_k。

2.根据权利要求1所述的一种基于手机信令大数据的高速公路车辆速度计算方法，其特征在于：所述步骤S5具体为：

S501：顺序两两遍历用户轨迹序列的轨迹点，以每两两轨迹点Trace_n和Trace_m作为一个计算单元，然后根据步骤S1中基站和道路栅格匹配的地理栅格系统，获取获取两轨迹点Trace_n和Trace_m间的道路栅格子序列{g_n[a_n,b_n],…,g_m[a_m,b_m]}，其中[a_n,b_n]代表栅格位置序号，则两轨迹点Trace_n和Trace_m的距离D_n,m通过如下公式计算得到：

其中M为两轨迹点之间的道路栅格的个数，L为道路栅格的长度；

S502：计算轨迹点Trace_n和Trace_m之间的行程时间，设轨迹点Trace_n的时间戳为TimeStamp_n，轨迹点Trace_m的时间戳为TimeStamp_m，则两轨迹点之间的行程时间为T_n,m；

T_n,m＝TimeStamp_n‑TimeStamp_m。