[发明专利]基于浮动车停车点数据过滤的地图匹配方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通路段实时信息处理领域，涉及地图匹配的方法，具体地说，是一种将浮动车GPS数据匹配到路段上的方法。

背景技术

浮动车(Floating Vehicles Equipped with GPS)也称GPS探测车(GlobalPosition System Probe Car)，是近年来国际智能交通系统(ITS)中所采用的获取路段交通信息的先进技术手段之一，具有应用方便、经济、覆盖范围广的特点。

浮动车是由安装有车载GPS(全球定位系统)设备，自由行驶在实际路段上的车辆构成，浮动车按照一定的周期通过无线通信向后台回传数据，数据包括车辆GPS(全球定位系统)设备号、车辆位置坐标、瞬时速度、行驶方向角、回传时间等。当车辆处于停车状态时，浮动车传回的瞬时速度是0。

后台计算机处理中心将浮动车数据进行汇总，经过特定的模型和算法处理，生成反映实时路段情况的交通信息如：路段平均速度、行程时间、拥堵状态等，为交通管理部门和公众提供动态、准确的交通控制、诱导信息。

对浮动车数据进行处理时首先要进行地图匹配，地图匹配的目标是确定浮动车所在的路段。浮动车回传的GPS坐标只能反映车辆的位置，而不能直接与路网路段相关联，因此，必须依赖地图匹配方法将车辆位置与路网弧段关联起来。

常规的地图匹配方法是通过投影距离和车辆行驶方向与路段矢量方向差值加权的方法来进行地图匹配，判断出车辆行驶的路段。这种方法需要用车辆行驶方向的方位角作为主要参数，当浮动车的瞬时速度不是0时，其回传的GPS方位角是准确的，可以用现有的方法进行地图匹配，当浮动车的瞬时速度是0时，其回传的GPS方位角是不准确的，不能用现有的方法进行地图匹配。

目前大部分浮动车是由正常运营的装有GPS设备的出租车构成。出租车运营时停车状态较多，主要是由上下客、路边待客和等待信号灯等原因引起。因此采集到的浮动车数据存在大量由于频繁停车导致的瞬时速度为0的数据点，速度为0的车辆记录占整个车辆数据记录的一半左右，由于这些速度为0的停车点传回的方位角不能正确反映车辆的行驶方向，不能用常规的地图匹配方法确定车辆所在的路段。

如果简单抛弃所有速度为0的点，在特定时间内，将大大降低单个路段样本有效数量，影响地图匹配的效率。而采用轨迹曲线匹配方法，会导致算法复杂，计算量大，不能满足实时性要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于浮动车停车点数据过滤的地图匹配方法，可以快速有效地将能够表示路段交通状态的零速度点匹配到路段上，同时过滤去除掉和交通状态无关的零速度点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于浮动车停车点数据过滤的地图匹配方法，包括以下步骤：

步骤一、在后台计算机处理中心，建立浮动车信息数据库：将浮动车传回的信息按时间顺序排列，每条信息对应一个浮动车数据记录，每条浮动车数据记录包括GPS设备编号及回传时间、车辆位置坐标、瞬时速度、行驶方向角；

步骤二、将浮动车信息数据库中移动点浮动车数据记录和停车点浮动车数据记录分开：从浮动车信息数据库中读取浮动车数据，将浮动车信息数据库中瞬时速度非0的移动点浮动车记录和瞬时速度为0的停车点浮动车记录分开，瞬时速度非0的移动点浮动车记录存放在移动点浮动车记录表中，瞬时速度为0的停车点浮动车记录放入停车点浮动车记录表中；

步骤三、计算移动点浮动车移动点投影距离及行驶方向夹角：用移动点浮动车记录表中的每条数据计算移动点浮动车的移动点投影距离；每辆移动点浮动车的移动点投影距离是该移动点浮动车的GPS位置坐标到相邻各路段间的直线距离，移动点浮动车行驶方向夹角是移动点浮动车的GPS方向角与相邻各路段间的矢量方向之差的绝对值，将计算好的移动点浮动车的移动点投影距离和行驶方向夹角存放在移动点浮动车投影距离及夹角计算结果表中；

步骤四、计算每辆移动点浮动车的距离度量值，用移动点投影距离和方向角差值加权求和的方式，计算每辆移动点浮动车与相邻各路段之间的距离度量值，将计算好的距离度量值存放在移动点浮动车距离度量值计算结果表中；

步骤五、用取最小值的方式过滤移动点浮动车所在路段：取移动点浮动车距离度量值计算结果表中所有移动点浮动车最小距离度量值的路段为该移动点浮动车所在的路段，将过滤后的移动点浮动车记录存放在移动点浮动车路段匹配结果表中；