[发明专利]获取道路运行状态等级的方法

权利要求书

1.一种获取道路运行状态等级的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、更新设定时间周期的公交运行数据和出租车运行数据；

步骤2、判定是否获取到步骤1的数据，如果否，则进入步骤3进行异常处理，如果是，则对获取得到的数据进行预处理，进入步骤4进行正常处理；

步骤3、对公交运行数据和出租车运行数据的异常处理；

步骤4、对公交运行数据和出租车运行数据的正常处理，确定拥堵状态并进入步骤5；

步骤5、边界处理，对步骤4输出的结果进行修正后得到最终的道路运行状态等级；

其中，所述步骤1中，每3分钟更新一次数据公交运行数据和出租车运行数据，每次取前三分钟的数据；

其中，所述步骤2中，具体预处理步骤包括：

Step1 调用浮动车地图匹配算法将公交GPS数据、出租车GPS数据匹配到路段上；

Step2 将进站时间前5s，至出站时间后5s内的数据删除；

Step3 按照路段ID分组，三分钟数据；

其中，所述步骤3中的异常处理包括：

3-1)未做常发型拥堵的情况：

Step311判断本次分析时间与缓存结果数据的样本真实时间相差在10min之内，进入Step312；否则，进入Step313；

Step312继承缓存结果中的运行等级、路段速度、行程时间、样本真实时间四个字段的值，令有效样本量比例属性值都为-1；

Step313继承缓存结果中的样本真实时间字段的值，令运行等级、路段速度、行程时间、有效样本量比例属性值都为-1；

3-2)已做常发型拥堵的情况：

Step321判断本次分析时间与缓存结果数据的样本真实时间相差在10min之内，进入Step322；否则，进入Step323；

Step322继承缓存结果中的运行等级、路段速度、行程时间、样本真实时间四个字段的值，令有效样本量比例属性值都为-1；

Step323常发拥堵修正：获取路段的常发型拥堵时段，及拥堵等级；判断本次更新时间是否处于拥堵时段，若是，则返回相应的拥堵等级；若未处于拥堵时段，则返回畅通。

2.根据权利要求1所述的获取道路运行状态等级的方法，其特征在于，所述步骤4的具体处理包括下述三种情形：

4-1）出租车GPS

Step411将预处理后的出租车GPS数据，按照路段ID属性进行分组，即相同路段ID的数据为一组；

Step412对于一个路段的数据，按照车牌分组，相同车牌的数据为一组，并按照时间顺序缓存数据；根据载客状态属性，识别空载、实载属性；

Step413非集计分析：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据

空实互转车辆：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据

当某辆车在一个路段上，状态由空载变实载，或者由实载变空载，则将该车作为实载车辆处理；

停运互转车辆：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据

当某一车辆在一个路段上，状态在空载/实载与停运状态之间切换，按照停运车辆处理，数据删除；

空载车辆：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据；

情况1：若所获的数据全部为0，且与路口距离大于100米，则该车牌对应车辆需作数据有效性判断：

a该车位置处于待客区，则该车待客状态，数据无效，需剔除；

b该车位置处于非待客区，且本车牌的3分钟数据即36个样本全部GPS速度=0，而其他车辆走走停停，则该车处于待客状态，数据无效，剔除；

c该车位置处于非待客区，若其他非待客区车辆GPS速度=0，则该车处于拥堵状态，将该车辆放入候选车辆集合；

情况2：若所获的数据全部为0，且与路口距离小于100米,则该车为等红绿灯状态，作为实载车辆处理；

情况3:若所获的数据部分为0，部分大于5km/h，作为实载车辆处理；

实载车辆：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据

情况1：若数据全部为0，将该车牌对应车辆放入拥堵计算候选车辆集合；

情况2：若所获的数据部分为0，部分大于5km/h，统计持续低速即5km/h的时间长度：HST=连续多个低速数据时间间隔的和；当HST20s，则认为车辆低速排队，并记停车次数SNUM=num(HST)，当停车次数SNUM2时，将该车牌对应车辆放入拥堵计算候选车辆集合；

两端低速HST20s，分情况处理：

a尾端低速HST20s，需判断是否由其他路段驶入，若由其他路段驶入此路段的情况则该车牌对应车辆在路段ID属性值不唯一，停车次数SNUM=+1；否则该车未从其他路段驶入，则是在此路段上停车状态，则需结合上三分钟的数据，将本次的停车状态与上一时段的停车状态合并，停车次数SNUM=+0；

b前端低速HST20s，需要等待下一个三分钟的数据，本次不处理；

情况3：若所获的数据都不为0，进入集计分析；

Step414集计分析：统计拥堵计算候选车辆集合中车辆个数SPNUM，若SPNUM占删除无效车牌的车辆总数的30%及以上比例，则路段发生拥堵；否则路段未发生拥堵；

Step415计算本路段车辆行程时间，方法为：

a首次获取该车牌对应车辆在本路段的GPS数据时间ti1，回溯该车牌对应车辆在本路段的最后一次GPS数据时间ti2，时间差ti=ti2-ti1，

若ti大于30s，则行程时间ti’=ti2-ti1–RST，其中

若SNUM=1，则令等红灯时间RST=30s；否则，令等红灯时间RST=0s

若ti=30s，则行程时间ti’=ti2-ti1;

b对本路段上的所有车辆行程时间求算术平均值，即路段平均行程时间t=avg(ti’)；

c则本路段的平均速度=路段长度/t；

Step416根据路段等级属性，及路段平均速度，查地区交通通行状态等级标准，获得本次分析的运行状态等级，进入边界处理；

4-2）公交GPS

公交车专用道生效时间段[07:00:00，09:00:00]及[17:00:00，19:00:00]

Step421对公交GPS数据的时间进行判断，是否处于公交车专用道生效时间内，若否，进入Step 422；

若是，该数据无效，进入异常处理；

Step422非集计分析：以单个车牌数据为分析对象，分别分析每个车牌数据

若所获的GPS速度均在60-5km/h，将该车牌对应车辆放入畅通候选车辆集合；统计候选车辆集合中车辆个数SPNUM，若SPNUM占车辆总数的30%及以上比例，则路段不拥堵，路段平均速度=avg(GPS速度)，并进入边界处理；否则，进入集计分析；

Step423情况1：若数据全部为0，将该车牌对应车辆放入拥堵计算候选车辆集合；

情况2：若所获的数据部分为0，部分大于5km/h，统计持续低速即5km/h的时间长度：HST=连续多个低速数据时间间隔的和；当HST20s，则认为车辆低速排队，并记停车次数SNUM=num(HST)，当停车次数SNUM2时，将该车牌对应车辆放入拥堵计算候选车辆集合；

两端低速HST20s，分情况处理：

a尾端低速HST20s，需判断是否由其他路段驶入，若由其他路段驶入此路段的情况则该车牌对应车辆在路段ID属性值不唯一，停车次数SNUM=+1；否则该车未从其他路段驶入，则是在此路段上停车状态，则需结合上三分钟的数据，将本次的停车状态与上一时段的停车状态合并，停车次数SNUM=+0；

b前端低速HST20s，需要等待下一个三分钟的数据，本次不处理；

情况3：若所获的数据都不为0，进入集计分析；

Step424统计拥堵计算候选车辆集合中车辆个数SPNUM，若SPNUM占删除无效车牌的车辆总数的30%及以上比例，则路段发生拥堵；否则，返回缓行；

Step425计算本路段车辆行程时间，方法为：

a首次获取该车牌对应车辆在本路段的GPS数据时间ti1，回溯该车牌对应车辆在本路段的最后一次GPS数据时间ti2，时间差ti=ti2-ti1；

若ti大于30s，则行程时间ti’=ti2-ti1–RST，其中

若SNUM=1，则令等红灯时间RST=30s；否则，令等红灯时间RST=0s；

若ti=30s，则行程时间ti’=ti2-ti1;

b对本路段上的所有车辆行程时间求算术平均值，即路段平均行程时间t=avg(ti’)；

c则本路段的平均速度=路段长度/t；

Step426进入边界处理；

4-3）公交GPS+出租车GPS

Step431 按照出租车GPS数据判断路段拥堵逻辑，给出路段拥堵与否；若拥堵，进行Step432后，进入边界处理，若不拥堵，进行Step432及Step433;

Step432分别获得出租车GPS数据计算的路段平均速度，公交车GPS数据计算的路段速度；

计算新的路段平均速度=0.6*路段平均速度+0.4*路段速度；

Step433以新的路段平均速度去查询地区交通通行状态等级标准获取运行状态等级，并进入边界处理。

3.根据权利要求2所述的获取道路运行状态等级的方法，其特征在于，所述步骤5的边界处理，具体包括:

Step511设定参数5km/h，2.5km/h，=20km/h，m=1；

令运行状态等级1的值S=1，等级2的值S=2，等级3的值S=3；

本时段速度为，上一时段速度为，本时段运行状态等级为S₁，上一时段的运行状态等级为S₀；

Step512判断本时段速度是否靠近速度阀值，即判断,若是进行第一次修正，否则进行Step514；

Step513第一次修正：若，则令本时段S₁ = S₀；

若，则令本时段S₁ = S₀ - 1；

若，则令本时段S₁ = S₀ +1；

其他，则令本时段 S₁；

Step514判断本时段运行状态与上一时段状态之间是否存在阶跃现象，即＞m，若是进行第二次修正，否则本时段运行状态作为最终路段运行状态，即 S₁；

Step515第二次修正：本时段最终运行状态等级，其中S₁向下取整。