[发明专利]一种基于交通多源数据融合的公交路况处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统的公交路况处理技术，特别涉及一种基于交通多源数据融合的公交路况处理系统及方法。

背景技术

数据融合技术是指利用计算机对按时序获得的若干观测信息，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理技术。

由于国内外交通数据源的组成不同、不同数据源的构成比例也不相同，在融合方面的研究点与技术也具有显著差异，目前针对交通领域的数据融合方法皆存在以下局限性：(1)多为两种类型数据的融合：目前的主流融合方法中，大多只涉及两种类型数据源，如线圈/出租车、公交车/出租车，且模型对于新类型数据源不具备良好的可扩展性。(2)多为单级融合：主要根据不同粒度的数据，在不同层次进行融合，如线圈数据与浮动车数据在结构上差异较大，只能进行决策级融合；而公交车与出租车数据相差较小，一般是进行数据级的融合。若多种不同粒度数据同时出现，则只能在较高层次进行融合。(3)多使用某一类型数据作为主要数据：因主要面向需求为一般的出行路况，故这些技术方法中一般将出租车数据作为主要数据源，而其他类型数据仅作为辅助数据对主要数据进行一定调校，这样的路况计算结果信息无法满足特殊的公交需求。(4)需要样本训练且训练成本高：主要针对人工神经网络算法，作为目前广泛使用的算法之一，其模型训练过程对样本量要求较高，训练效率存在很大问题，且对于不稳定数据的处理能力稍差，最坏情况下训练过程需重复若干次，数据源增加时甚至会导致神经网络建立失败。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于交通多源数据融合的公交路况处理系统及方法，用于提升公交路况计算和处理结果的准确率。

本发明技术解决方案：基于交通多源数据融合的公交路况处理系统，包括：预处理模块、源数据处理模块、数据源评估模块、数据融合模块；

数据预处理模块：用于处理交通多源数据，以得到能够供后续模块使用的可用数据集合；通过异常数据清洗、地理坐标转换、排序等步骤，获得多数据源表征的路况信息，包括公交轨迹数据出租轨迹数据、视频道路断面流量数据，送至源数据处理模块；

源数据处理模块：数据预处理模块输出的多源交通数据种类繁多，各自以数据源本身的角度对交通路况进行描述，源数据处理模块主要对这些数据进行处理，使他们能够正确反映公交路况信息。通过一次曲线拟合等步骤，模块输出基于不同数据源的用以描述公交路况的多源交通数据，使各个数据源表征的路况信息与公交数据表征的路况信息更贴近，从而得到初步公交路况信息，送至数据源评估模块；

数据源评估模块：模块通过建立一个用于评估多数据源质量的评估框架，对源数据处理模块输出的多源数据集中的各个数据源质量进行全面的量化的评估，从而得到各数据源在数据融合过程中的权重，并将这些权重信息作为输出送至数据融合模块作为融合流程的基础依据；

数据融合模块：模块以源数据处理模块得到的多源交通数据为基础，辅以数据源评估模块得到的各数据源权重，通过权重矩阵划分、最优数据源计算、奇异数据清洗、数据融合等步骤，对多源数据进行融合计算，最终得到可用于展示的公交路况信息；

显示模块：将数据融合模块处理得到的公交路况信息作为展示数据显示在地图上，供用户使用或研究分析。

所述预处理模块用于处理交通多源数据，以获得多数据源表征的路况信息，包括公交数据、出租数据、视频数据，具体实现如下：

(1)公交数据的预处理。输入数据为公交GPS数据。首先，通过异常数据剔除、地理坐标转换、公交上下行修正、外部排序，得到公交修正GPS数据。然后，通过路链匹配、进站判别、速度计算等步骤，得到公交轨迹数据。

(2)出租数据的预处理。输入数据为出租GPS数据。首先，通过异常数据剔除、地理坐标转换、外部排序，得到出租修正GPS数据。然后，通过路链匹配、速度计算等步骤，得到出租轨迹数据。

(3)视频数据的预处理。输入数据为道路断面拍摄视频片段。利用视频处理软件通过车辆识别、有效计数等，分析公交专用道数据，得到道路断面流量数据，并根据流量/速度公式得到车辆行驶速度数据。

所述按路链分割是针对每一个数据源，根据每条数据所描述的路链，将其分为若干个数据集，确保每个数据集中的数据都是用以描述同一条路链路况特征。

所述源数据处理模块具体实现为：

(1)读取公交轨迹数据，判断是否为进站、停站、出站状态。如果是，则剔除当前数据；如果否，则保留当前数据至每条路链下，得到路链标识数据。直至数据读取完毕。