[发明专利]基于出租车GPS数据挖掘的交通异常识别方法

权利要求书

1.一种基于出租车GPS数据挖掘的交通异常识别方法，其特征在于：所述交通异常识别方法通过以下步骤实现：

步骤一、在城市路网地图内获得各出租车GPS点数据P_k，通过地图匹配方法将出租车GPS点数据轨迹化，形成由连续的时间序列点集合表示的出租车GPS轨迹Tr:P₁→P₂→...→P_n，将以点形式记录的出租车GPS点数据转换为以轨迹形式记录的出租车GPS轨迹数据；其中，城市路网地图表示城市待检测区域，出租车GPS点数据P_k＝(经度，纬度，时间戳)；

步骤二、将步骤一的城市路网地图按照由一组等大小的正方形形成的方格网进行划分，从而形成具有一组单元区域R的路网图结构，则出租车GPS轨迹会穿过划分后的单元区域R或与单元区域R邻接；且所述出租车GPS轨迹Tr:P₁→P₂→...→P_n中，若相邻两个出租车GPS点数据P_k和P_k+1,1≤k≤n+1分别位于不同的单元区域，则在这两个单元区域间存在转换轨迹F，每个转换轨迹F都具有一个离开时间和一个到达时间，离开时间即为出租车GPS点数据P_k的时间戳，到达时间即为出租车GPS点数据P_k+1点的时间戳；

步骤三、对步骤二形成的单元区域内出租车轨迹数据的交通异常进行识别；

步骤四、将出租车GPS轨迹转换成出租车轨迹通过单元区域之间的序列，然后对步骤二形成的单元区域之间具有连接性交通异常进行识别；

至此，通过单元区域内交通异常识别和单元区域间连接性交通异常识别这两部分完成交通异常的识别过程；其中，交通异常是指交通事故、交通拥堵、恶劣天气和道路交通紧急事件。

2.根据权利要求1所述基于出租车GPS数据挖掘的交通异常识别方法，其特征在于：步骤一所述通过地图匹配方法将出租车GPS数据轨迹化的过程为，

步骤一一、在城市路网地图内，以出租车的初始位置点为中心画半径为r的圆，将与此圆相交或相切的路段都作为此出租车初始位置点的备选匹配路段；

步骤一二、计算每个备选匹配路段对于初始位置点的方向权重：W_h＝H_wcos(θ)，

距离权重：以及初始总权重：T₀＝W_h+W_D，选定初始总权重T₀值最大的备选匹配路段作为初始位置点的匹配路段，之后将出租车的初始位置点在匹配路段上的垂直投影作为精确位置点的估计值；式中，H_w表示方向权重系数，D_w表示距离权重系数，θ表示出租车车头朝向与匹配路段方向之间的夹角，D表示出租车初始位置点与匹配路段的垂直距离，D的取值范围为[0,160]，f(D)的取值范围为[-1,1]，若出租车位置点刚好落在路段上，此时f(D)的值为1，而当出租车位置点与路段的垂直距离D为160米，此时f(D)的值为-1；

步骤一三、从出租车的第二个位置点开始，依次计算以位置点为中心、半径为r的圆内的每个备选匹配路段的方向权重W_h、距离权重W_D、连通性权重W_c、转弯限制权重W_t以及总权重T，选定总权重T值最大的备选匹配路段作为所述位置点的匹配路段；其中，连通性权重W_c的计算公式为：W_c＝C_wX，转弯限制权重W_t的计算公式为：W_t＝T_wY，总权重T的计算公式为：式中，C_w表示连通性权重系数，参数X表示连通情况，参数X的值取决于此位置点与上一位置点之间连通情况：当此位置点与上一位置点之间连通，X取值为1，当此位置点与上一位置点之间不连通，X取值为-1；T_w表示转弯限制权重系数，当出租车的位置点的位置接近于交叉口时，需要引入转弯限制权重W_t以便决定具体的匹配路段，参数Y表示转弯限制范围参数，参数Y的取值范围为{-1,1}。