[发明专利]城市道路交通状态时空分析方法与系统

权利要求书

1.城市道路交通状态的时空分析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）从数据库中读取计算分析所需的道路网络交通流时空数据，并存储在临时数据表中，建立时空基础数据系统；

2）利用数据异常识别和处理规则对所述交通流时空数据存在的异常进行识别和修复；

3）从GIS地图中获取道路之间的空间邻接关系矩阵，结合时间邻接关系，获取时空对象之间的邻接关系矩阵；

4）根据步骤2中已进行修复处理的道路网络交通流时空数据，及步骤3得到的时空对象邻接矩阵，及时空自相关指标计算模型，计算得到时空自相关的全局指标和局部指标；

5）对所述步骤4中得出的时空自相关指标计算结果进行多角度展示和辅助分析，以获得城市道路交通状态。

2.根据权利要求1所述的城市道路交通状态的时空分析方法，其特征在于，所述步骤1中从数据库中读取交通流时空数据包括：

101）将查询条件设置成参数由用户个性化设置，如起始日期和时间、终止日期和时间、道路网络范围，道路网络范围允许用户从地图上直接选择，或者直接输入路段名称或路段在数据库中的编号；

102）连接数据库，将用户输入的查询条件嵌套在查询语句中输入数据库进行数据的查询操作，查询所得数据存放在一个临时的数据表中，作为后续异常识别和处理操作的基础数据。

3.根据权利要求1所述的城市道路交通状态的时空分析方法，其特征在于，所述步骤2中对数据存在的异常进行识别和修复的具体步骤如下：

201）读取步骤1产生的临时数据表中的数据，按照异常数据的识别规则判断数据中存在的缺失数据和错误数据，并进行标记，作为后续的异常数据修复操作的依据；

202）根据异常数据识别过程标记得出的异常识别结果，依据异常数据的修复规则对异常数据进行修复，修复完毕的数据输入到后续步骤进行自相关指标的计算。

4.根据权利要求1所述的城市道路交通状态的时空分析方法，其特征在于，所述步骤3中获取时空对象之间的邻接关系矩阵的具体步骤如下：

301）获取两个时空对象所在的空间对象之间的邻接关系，此处的空间对象指的就是空间上的某一条路段，两条路段有共同的节点则表示它们相邻，否则不相邻；

302）获取两个时空对象所在的时间对象之间的相邻关系，此处由于交通流时空数据都是在路段上按一定的时间间隔进行采集的，因此将研究的时间范围按数据采集时间间隔分成很多个时段，若两个时间在相邻时段内，则表明两个时间对象相邻；

303）根据获取的空间邻接关系和时间邻接关系确定时空对象之间的时空邻接关系，若两个时空对象在空间上和时间上都相邻，那么他们在时空关系上就相邻；对于任意两个时空对象都按上述步骤得出它们的邻接关系，即可得到时空邻接矩阵。

5.根据权利要求1所述的城市道路交通状态的时空分析方法，其特征在于，所述步骤4中时空自相关指标计算模型具体包括如下：

401）全局自相关指标的计算，全局自相关指标是衡量全体时空对象自相关程度的量度，考察的是时空对象之间在所研究的交通状态数据方面存在的自相关关系，可以直观的反应所有时空对象的自相关程度；

402）局部自相关指标的计算，局部自相关指标是衡量具体某一个时空与其时空邻域内的所有时空对象之间自相关程度的一个量度，考察的是具体某一个时空对象与其时空邻域内所有时空对象之间在所研究的交通流属性时空数据上的自相关关系。

6.城市道路交通状态的时空分析系统，其特征在于，该系统包括：

交通流时空数据查询模块，用于实现交通流时空数据的实时查询功能，且由于需要处理的数据量很大，而分析过程需要针对不同时间段、不同局部路网进行，灵活性要求很高，因此所述数据查询模块能根据具体需求为后续的统计分析提供基础数据；

异常数据的识别和修复模块，用于对交通流时空数据查询模块所得出的交通流时空数据，进行异常数据的识别和修复，由于检测器失灵、传输线路故障等原因，数据库中的数据不可避免地存在错误、缺失等情况，该模块对这些异常数据进行处理，防止异常数据影响分析结果的准确性；

时空自相关指标的计算模块，用于接收进行异常数据识别与修复处理后的交通流时空数据，根据由GIS地图得到的空间邻接关系和时间邻接关系确定时空邻接矩阵，然后将时空邻接矩阵输入本发明提出的时空自相关指标计算模型，进行时空自相关指标的计算；

计算结果辅助分析与展示模块，用于对时空自相关指标的计算模块所得到的时空自相关全局与局部指标，进行图形化的动态展示，从时间维和空间维角度绘制趋势折线图、分布散点图、柱状图以及交通状态展示专题地图，得到交通状态时空演化规律。