[发明专利]基于手机信令数据质量感知的高速公路交通状态识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速公路交通状态识别方法，尤其涉及一种基于手机信令数据质量感知的高速公路交通状态识别方法，属于交通信息技术领域。

背景技术

在高速公路信息化建设中，结合物联网、全程视频监控等技术的交通状态监测成为了领域的研究热点；在面对较长路段的时候，以往监测做法往往是部署大量的传感设备，其监测效果自然受制于设备的精度、可靠性和部署密度，同时其投资、维护成本是不可忽视的；在实现了全路段视频监控后，在管理中心的大屏上无法全部显示所有视频监控辖区内的路段图像情况，管理营运人员无法做到对全路段的视频情况进行全程监视，在实际工作中往往采用每隔段时间进行视频巡检操作，但操作耗时且效率低下，同时目前的交通事件的定位和发现手段单一，主要靠事件当事人上报电话时对周边环境的主观描述，不适合信息化发展趋势；在日常的营运管理中，营运人员能否快速定位交通事件，快速获得交通事件的评级，很大程度上影响了高速公路交调处置的效率；同时，能否准确、及时将交通态势呈现公众，将极大地影响高速公路营运管理公众服务的用户体验；在此背景下，融合定位移动信号流的高速公路交通运行监测技术成为了行业内的研究热点，基于手机信令的定位、交通状态识别策略尚存在较大的研究空间。

国内外对基于手机信令的交通状态识别尚处于初步的研究阶段；现有手机定位技术有基于信号到达时间的定位技术(Time of Arrival，TOA)；有基于信号到达角的定位技术(Arrival of Angle，AOA)；有基于信号到达时间差的定位技术(Time Difference of Arrival,TDOA)；有基于起源蜂窝定位技术。以上集中定位技术各有优点，AOA定位法的精度不高，TOA定位法对时间同步有较高的要求，TDOA定位法能摆脱对时间基准的依赖性，但是需要对基站本身进行改造和软硬件升级；COO的精度有待提高；所以目前的手机信令定位技术都或多或少存在一定的缺点。

发明内容

为了克服现有手机定位技术实用性差的不足及现有现实情况中，交通状态识别信息化技术普及率低下的问题，本发明提出一种基于手机信令数据质量感知的高速公路交通状态识别方法；本发明将路段抽象为若干个子路段，子路段内各个基站通过搜索圆算法为辖区内手机信号定位，同时对干扰信息进行清洗，在此基础上对车载手机进行坐标地图匹配，进而估算各基站辖区内的交通运行参数；基于此，本发明提出一种交通状态自适应智能判定思路，根据实时交通参数的变化对各个子路段通行状态进行识别，同时本发明还引入了数据质量管控思路，通过建立泊松排队模型对监测数据质量进行把控。

本发明所采用的技术方案为：

基于手机信令数据质量感知的高速公路交通状态识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将高速公路划分为多个子路段及各个子路段下辖的多个小子路段；所述每个子路段被多个基站覆盖，在此基础上进行分区域数据采集；

(2)通过搜索圆、干扰信息清洗来进行GIS地图坐标匹配，测算各个区域内的交通运行参数；

(3)根据实时交通运行参数的变化对各个子路段通行状态进行识别；

(4)引入数据质量管控方法，通过建立泊松排队模型对监测数据质量进行把控。

进一步，步骤(1)中所述的多个小子路段的长度为不同运营商基站覆盖半径均值的倍数。

进一步，步骤(2)中所述坐标匹配是在子路段划分模型的基础上提出基于搜索圆的地图匹配策略得出；所述匹配策略包括以下步骤：

(1)在一定的采样周期内，周期性地从移动通信系统基站获取车载手机在小子路段范围内接收到的手机信号时刻、识别ID号和位置坐标；标记手机连续的定位点坐标，同时以定位点为搜索圆心，手机定位最大误差为半径作搜索圆，将小子路段范围内与搜索圆相交的所有道路作为候选道路；通过公式计算每个搜索圆与候选道路相交的两点之间的直线段距离；公式如下：

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