[发明专利]一种基于浮动车的道路拥堵指数计算方法及系统

说明书

一种基于浮动车的道路拥堵指数计算方法及系统，该系统由浮动车数据模块、中央处理模块、交通指数预处理模块、交通指数确定模块、可视化显示系统组成。系统以浮动车数据为基础，将路段分为快速路、主干路、次干路、支路四类，通过路段平均车速对其交通指数分别进行标定，同时算法考虑了路段缺失浮动车时的速度计算，更加符合路段实际运行情况，本发明算法精度高，可以准确识别道路交通运行状况，为交通规划和管理者提供科学的决策依据。

技术领域

本发明属于交通状态识别领域，尤其涉及一种基于浮动车的道路拥堵指数计算方法及系统。

背景技术

随着社会经济的快速发展，汽车保有量近年来保持快速增长，交通出行不断增加，出行者对路段交通状态愈发关注，因此，对路段交通状态识别是近年来交通领域的热点研究问题。传统交通管理者为了对路段交通状态进行定性化分析，引入了道路拥堵指数（也称交通指数）的概念，用于描述道路交通运行状态，但无法进行直接计算，因此，其实际应用价值不大。在实际应用中，如何利用交通参数对路段交通指数进行计算和分析是本发明的重点内容，同时，城市道路不同类型路段的交通运行状态需进行考虑。

发明内容

本发明的主要目的是，旨在提供一种依据路段车速进行道路拥堵指数的计算算法，同时考虑不同类型路段的差异性，以提升出行者对路段运行情况的认知。

该系统由浮动车数据模块、中央处理模块、拥堵指数预处理模块、拥堵指数计算模块、可视化显示模块组成；所述浮动车数据模块由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的出租车和网约车车辆，GPS定位系统实时收集车辆经纬度坐标、时间、车型、上下客状态、公司代码、方向角信息，通过数据传输系统将信号传送到中央处理模块，数据传输系统由信号发射器、接收天线组成。

所述中央处理模块由CPU、存储器组成，CPU接收浮动车数据模块的信息数据，并对数据进行计算和处理，存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含路段基础数据信息、子片区范围信息，包括路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；CPU将浮动车数据系统的信息数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断，并将匹配信息传送到拥堵指数预处理模块、拥堵指数计算模块。

所述拥堵指数预处理模块负责计算路段平均车速，其算法如下：

当计算时间段为第T个计算周期且路段存在行驶车辆时，则第T计算周期内的路段平均车速为

式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为第辆车的行驶路程，为第i辆车的行驶时间，n为该时间内的总车辆数

当计算时间段为第T个计算周期且路段不存在行驶车辆时，则T时段内的路段平均车速为

式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为路段第T个时间周期内的历史平均车速，为路段第T-1个时间周期内的平均车速，为路段第T-2个时间周期内的平均车速，为路段第T-3个时间周期内的平均车速。

所述拥堵指数确定模块根据所求路段平均车速及道路等级确定路段及子片区拥堵指数，路段拥堵指数（RCI）计算方法如下，当路段为快速路时：

当路段为主干路时：

当路段为次干路及支路时：

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