[发明专利]基于GPS浮动车的交通数据故障识别与修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通领域中的交通信息采集与处理技术，具体是一种服务于交通诱导系统与交通状态识别系统的基于GPS浮动车的交通数据故障识别与修复方法。

背景技术

行程速度作为反映道路拥挤程度最为直观的交通参数，历来受到交通管理与控制部门的高度重视。行程速度数据的精确度、时效性与完整性，直接影响动态交通管理措施的应用效果。因此，获得准确、实时、充足的行程速度数据是交通信息采集技术研究的重要目的之一。

GPS浮动车作为行程速度采集的主要手段，以其具有建设周期短、覆盖范围广等优点，同时便于和车辆调度、监控系统共享基础数据及系统框架，自其问世以来，迅速获得世界各国的关注。

目前，有关GPS浮动车交通信息采集技术的研究主要分为单车路段行程速度(Individual Link Speed，ILS)估计与路段平均行程速度(Average Link Speed，ALS)估计两个内容。ILS估计方法大多只是考虑如何利用GPS和GIS数据重现车辆的运行过程，从而得到车辆经过路段的平均速度或者消耗的全部时间，并将这些ILS数据直接用于ALS实测数据的计算，而忽略了单车运行过程的个体特征对数据质量的影响。ALS估计方法大多只是判断实测数据是否缺失，并且依据判断结果选择输出实测数据，还是历史趋势数据，而忽略了交通环境相关的随机因素对数据质量的影响。

发明内容

本发明利用基于GPS浮动车的单车路段行程速度采集系统获取的单车路段行程速度数据，研究基于GPS浮动车的交通数据故障识别与修复方法。

本发明具体包括单车路段行程速度数据故障识别与修复方法和路段平均行程速度数据故障识别与修复方法：单车路段行程速度数据故障识别与修复过程主要考虑数据的有效性与离散性两个方面；路段平均行程速度数据故障识别与修复过程主要考虑数据的缺失性、突变性与正确性三个方面。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1)通过实时进行浮动车停车状态识别，得到车辆停车持续时间，然后结合交叉口控制信号配时数据进行单车路段行程速度数据的有效性识别，从而消除浮动车长期异常停车对路段平均行程速度数据质量的影响。

2)通过实时判断同一数据分析时间间隔内的单车路段行程速度样本数据的标准离差率是否超过阈值，进行单车路段行程速度数据的离散性识别，从而消除离散程度较大的单车路段行程速度数据对路段平均行程速度数据质量的影响。

3)通过实时检测路段平均行程速度实测数据偏离历史趋势数据的幅度是否超过阈值，进行路段平均行程速度实测数据的突变性识别，以便明确实测数据能否反映真实的道路拥挤程度。

4)根据当前数据分析时间间隔前一间隔的路段平均行程速度实测数据是否发生突变，选择采用路段平均行程速度的历史趋势数据还是相邻数据分析时间间隔的输出数据进行缺失数据的修复。

5)选择适当数量的路段平均行程速度历史趋势数据，采用σ原则设置正常数据的上限和下限，进行单车路段行程速度数据的正确性识别，从而剔除随机波动较大的路段平均行程速度实测数据。

本发明的显著效果在于：本发明提供的基于GPS浮动车的交通数据故障识别与修复方法克服了已有GPS浮动车交通数据采集系统直接输出实测数据，不考虑其精度高低的问题，使得输出交通数据的质量显著提高，输出交通数据的数量显著增加，从而可为交通状态识别系统和车辆动态导航系统提供更加可靠的决策支持，以便帮助出行者选择更加便捷的出行路线。

附图说明

图1是ILS离散数据修复流程图示；

图2是ALS实测数据故障识别与修复流程图示。

具体实施方式

1)交通数据的故障识别指标是一种反映交通数据质量好坏程度的度量，确定合理的识别指标是进行交通数据故障识别与修复的前提条件。针对任意数据分析时间间隔(相邻两次计算ALS实测数据的时间间隔)内的每个ILS数据的特点以及所有ILS数据之间的关系，本发明选择有效性和离散性作为ILS数据的故障识别指标，即对ILS数据分别进行有效性识别和离散性识别。通过浮动车的GPS系统，得到车辆停车持续时间，结合交叉口控制信号器的配时数据获得车辆的速度和行车距离数据，经过信号传输装置送至交通指挥中心的计算机处理器，进行单车路段行程速度数据的有效性识别。