[发明专利]基于GPS数据生成OD矩阵的方法及其交通仿真的方法

权利要求书

1.一种应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于包括基于GPS数据生成OD矩阵的步骤：

步骤11)提供出租车GPS数据，该GPS数据由出租车GPS消息构成，每一出租车GPS消息包括：车辆ID、经度、纬度、速度、车状态、角度、时间；

步骤12)读取所述出租车GPS数据，根据所述出租车GPS消息中的车状态变化寻找OD对；

步骤13)在找到OD对后，记录在该O点至D点时段的GPS消息，生成OD矩阵；

所述方法进一步包括：

步骤21)、应用步骤11)至步骤13)所述基于GPS数据生成OD矩阵的方法生成的OD矩阵，输入某一时段静态OD，获得OD表；

步骤22)、通过该OD表计算出单位时间内通过某一OD节点的车辆总数；

步骤23)、确定车辆产生的时刻、目的地；

步骤24)、随机选择车辆的类型；

步骤25)、根据不同车辆类型按照指定的时间间隔产生车辆。

2.根据权利要求1所述的应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于：所述步骤24)具体包括以下步骤：

将车辆类型划分为大型车、中型车、小型车三类，每一类型的车在交通组成中占有一定比例，假设X＝0代表小型车，X＝1代表中型车，X＝2代表大型车，所占比例分别是P(X＝0)＝P₀，P(X＝1)＝P₁，P(X＝2)＝P₂，并且P₀+P₁+P₂＝1；采用随机数产生器得到随机数U(0-1)，判断U值以确定当前所产生的车辆是何种类型。

3.根据权利要求1所述的应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于：所述步骤23)中确定车辆产生的时刻具体包括以下步骤：

将车辆进入仿真区域这个随机事件转化为进入仿真区域的车辆之间的间隔时间，以该间隔时间作为随机量仿真该随机事件，该间隔时间满足下列条件：

1)在不重叠的时间区间内车辆的产生是互相独立的；

2)对充分小的δt，在时间区间[t，t+δt]内有一辆车产生的概率与t无关，而与区间长度δt成正比；

3)对充分小的δt，在时间区间[t，t+δt]内一条车道上有2辆或2辆以上车辆的产生概率极小。

4.根据权利要求1所述的应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于：所述步骤23)中确定车辆产生的目的地具体包括以下步骤：

假设指定出发地k的目的地数量为n个，且出发地k的出行总量为M辆，并将各个目的地记为i＝{I1，I2，I3，……，In}，根据OD矩阵分别记录出发地k到目的地i的出行频率，所述出行频率指到目的地i的OD出行量的比例，目的地的选取通过一个离散随机变量x来决定，车辆目的地的分配方法为：为每辆从k点出发的车生成一个在区间[0，1]上均匀分布的随机函数r，对于任何一个r，如果F(x_i-1)＝r_i-1＜r＜＝r_i＝F(x_i)，则取x＝i，相应的车辆出发目的地选为i，不断重复此过程直到所有车辆都被分配到目的地。

5.根据权利要求1所述的应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于：所述车状态包括以0、1分别表示的空车和重车两种状态，同一车辆时间上相邻的两个GPS消息中车状态每出现一次“0空车”至“1重车”的变化为一个起始点O；时间上相邻的两个GPS消息中出现“1重车”至“0空车”的变化为一个终止点D，每个单独的OD对查找过程为对字段“车状态”变化的搜索，该字段“0-1-0”的变化所对应的坐标为一个OD对。

6.根据权利要求5所述的应用GPS数据生成OD矩阵的交通仿真的方法，其特征在于：所述步骤12)中OD对的查找具体包括以下步骤：

A、从文件流获得下一个GPS消息对象，即GPSMessage m0＝getNextGPSMessage()，函数getNextGPSMessage()的作用是从文件流获得一个GPS消息(GPSMessage)对，如果文件结束或错误，该函数将返回空(null)；

B、判断该GPS消息是否为空，即m0＝＝null？如果是，则结束，否则，进入步骤C；

C、判断该GPS消息中的“车状态(status)”是否为0，即m0.status＝＝null？如果否，则转步骤A，如果是，进入步骤D；

D、从文件流获得下一个GPS消息对象，即GPSMessage m1＝getNextGPSMessage()；

E、判断该GPS消息是否为空，即m1＝＝null？如果是，则结束，否则，进入步骤F；

F、判断该GPS消息中的“车状态(status)”是否为1，即m1.status＝＝null？如果否，则转步骤D，如果是，进入步骤G；

G、从文件流获得下一个GPS消息对象，即GPSMessage m0＝getNextGPSMessage()；

H、判断该GPS消息是否为空，即m0＝＝null？如果是，则结束，否则，进入步骤I；

I、判断该GPS消息中的“车状态(status)”是否为0，即m0.status＝＝null？如果否，则转步骤G，如果是，进入步骤J；

J、记录OD对(m1.position，m0.position)，转步骤A，m1.position为起始点O经纬度坐标，m0.position为终止点D经纬度坐标。