[发明专利]基于浮动车数据计算路段各转向平均行程车速方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于GPS浮动车数据计算道路直行、左转及右转平均行程车速方法，用于检测城市交通状态，适用于城市交通运输管理及交通信息服务行业，属于用GPS浮动车检测交通状态的方法技术领域。

背景技术

目前随着我国城市化进程快速推进，机动车保有量已经达到较高水平段，造成了城市拥堵现象日趋严重。为了有效疏导城市道路交通拥堵等问题，有必要对城市交通状态进行监测运行，然后采取排堵保畅措施进行城市交通管理。

获取城市道路动态实时交通状态信息是交通管理的重要基础。传统定点交通信息采集技术：如感应线圈、雷达等，只能采集有限范围内的城市道路交通信息，同时也受限于设备高昂的安装和维修费用。

随着城市GPS设备的浮动车(通常是出租车、公交车或货运车等)规模扩大以及计算机、通讯技术成熟应用，GPS浮动车技术在交通信息处理方面日渐成熟。GPS浮动车技术是利用载有GPS设备的城市出租车、公交车或货运车为检测设备，获取各个浮动车行驶过程中的经纬度等重要信息，通过交通模型处理和分析，以此能够采集城市市区范围所有道路的交通状态信息。该技术前期只需安装少量设备即可采集到城市范围内所有道路的交通状态信息，而且后期系统运维工作量和费用相对传统方式也大大降低。

对于利用GPS浮动车技术采集交通状态信息，该方法的优点是充分依托现有城市浮动车的规模效应，即能完成城市内所有道路的实时交通数据采集，但是该方法在有些情况下存在一个明显缺点，即目前存在的GPS浮动车系统所采集的道路信息主要是基于路段上单个转向方向的交通状态或者多个转向方向混杂一起的交通状态，即没有区分路段直行、左转或者右转情况下的平均行程车速，这样造成了通过该方法统计出来的交通状态在有些情况下是不精确的，同时无法很好支持交通信息服务中的重要内容，如道路路径行程时间估计等应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在将路段直行、左转或者右转情况加以区分的基础上计算平均行程车速的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于浮动车数据计算路段各转向平均行程车速方法，其特征在于：

步骤1、构建适用于GPS交通信息处理的区域i的GIS电子地图，区域i的每条道路用有向路段表示，每个道路交叉口用节点表示，有向路段集合和节点集合构成了GIS电子地图；

步骤2、以固定的时间周期间隔T获取某一时间段内区域i所有GPS浮动车的GPS实时数据，一个GPS实时数据定义为一个GPS点，将每辆GPS浮动车所对应的所有GPS点按照时间顺序排列构成一个GPS点集；

步骤3、计算每个GPS点集的空间重心点位置，以空间重心点位置为圆心，L为直径作圆，每个圆在GIS电子地图上所覆盖区域内所有的有向路段构成了一个GPS点群待匹配路段集合，每个GPS点群待匹配路段集合对应一个GPS点集，将GPS点集中的每个GPS点向与该GPS点集相对应的GPS点群待匹配路段集合中的各个有向路段进行空间投影得到投影距离，选取投影距离最小的有向路段作为每个GPS点的匹配路段，得到每辆GPS浮动车在区域i所对应的所有匹配路段；

步骤4、判断每辆GPS浮动车在其对应的每条匹配路段上的转向状态，并计算行程速度，转向状态至少包括直行、左转及右转，根据相同匹配路段上具有相同转向状态的所有GPS浮动车的行程速度得到每条匹配路段上不同转向状态的平均行程速度，其中，判断第j辆GPS浮动车在其对应的每条匹配路段上的转向状态的步骤为：

步骤4B.1、将第j辆GPS浮动车所对应的第x个GPS点集中的第一个GPS点设为当前GPS点；

步骤4.B.2、将与当前GPS点相邻的下一个GPS点设为中间GPS点，判断当前GPS点与中间GPS点是否对应同一匹配路段，若是，将与中间GPS点相邻的下一个GPS点设为新的中间GPS点重新开始步骤4.B.2，若否，则将中间GPS点设为终点GPS点，进入步骤4.B.3；

步骤4.B.3、判断当前GPS点与终点GPS点所分别对应的匹配路段的道路联通情况，若为直接相连，则将两段匹配路段作为与当前GPS点所对应的匹配路径，否则，根据道路联通关系在GIS电子地图上搜索两段匹配路段之间所有的可能路径，在所有可能路径中选取最短距离的路径作为当前GPS点所对应的匹配路径；