[发明专利]基于收费数据的高速公路交通运行态势识别方法和装置

权利要求书

1.基于收费数据的高速公路交通运行态势识别方法，其特征在于：依次进行高速公路路段行程时间估计和高速公路交通态势识别，其中高速公路行程时间估计的步骤包括从高速公路联网收费系统中提取的车辆通过收费站的时间和车牌信息，剔除异常数据后估算车辆路段行程时间数据，并将数据存储至数据库中；高速公路交通状态识别的步骤包括将存储在数据库中的车辆路段行程时间数据进行标准化处理，按车辆外形分为大型车辆和小型车辆进行数据提取，构建高速公路交通运行态势判别模型，并使用该模型进行高速公路交通运行态势判别。

2.如权利要求1所述的高速公路交通运行态势识别方法，其特征在于：估算车辆路段行程时间采用如下步骤：

步骤S101：将两个收费站之间的高速公路路段定义为基本路段，在收费站k＝0和k＝1之间的基本路段为路段1，收费站k＝z与k＝z+1之间的基本路段为路段z+1；

步骤S102：将数据分为样本量充足、无车辆记录、有车辆记录但样本量较少三种情况；

情况一：当样本量充足时，采用临站行程时间估算车辆路段行程时间，计算公式为：其中表示在采样间隔i内车辆通过路段k的行程时间，a表示下游扩展路段数，y表示车辆大小，y＝c时为小型车，y＝b时为大型车；

情况二：无车辆记录时，采用跨站行程时间估算车辆路段行程时间，其中路段1的行程时间计算公式为：

其中表示由下游行程时间数据推算得到的车辆行程时间，d表示下游路段，s为处于[1,a]之间的整数，表示上游扩展路段数；

路程z+1的行程时间计算公式为：

其中表示由上下游联合推算得到的车辆行程时间，u表示上游路段，ε为处于[1,s]之间的整数，α，β，为取值范围在0到1之间的模型权重参数；

情况三：有车辆记录但样本量较少时，采用跨站行程时间估算车辆路段行程时间，其中路段1的行程时间计算公式为：

其中表示由监测路段及下游数据联合计算得到的车辆行程时间，r为有车辆记录但样本量较少时当下路段的样本数；

路程z+1的行程时间计算公式为：

其中表示实测数据和上下游数据联合计算得到车辆通过路段k的行程时间；

步骤S103：在路段1中，当车辆数时，对下游路段车辆数进行连续性判断，如果下游车辆数则行程时间为否则为无信息；

当车辆数且大车数时，如小车数则行程时间为和否则行程时间为当大车数时，行程时间为和其中χ为路段车辆最小样本量阈值；

当车辆数且时，如大车数时，行程时间为和否则当时，行程时间为当时，行程时间为和当时，如则行程时间为和否则行程时间为当时，行程时间为和

步骤S104：在路段z+1中，当车辆数时，先对上游路段车辆数进行判断，如则行程时间为否则就对下游路段车辆数进行判断，如则行程时间为如则行程时间为无信息；

当车辆数且时，如大车数则行程时间为否则行程时间为和当时，行程时间为和

当车辆数且时，如大车数时，行程时间为和否则当时，行程时间为和当时，行程时间为和当时，如大车数则行程时间为否则行程时间为和当时，行程时间为和

3.如权利要求1所述的高速公路交通运行态势识别方法，其特征在于：所述的车辆路段行程时间数据进行标准化处理采用以下公式：

其中表示为大、小车的行程速度、基本路段的两匝道、表示基本路段的主线路段。