[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

说明书

本发明涉及一种基于联网收费数据的高速公路交通运行态势识别方法，属于交通工程技术领域。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。本发明有效实现对道路交通状态的识别，能够为道路交通管理和控制提供基础数据支持。

技术领域

本发明涉及一种基于联网收费数据的高速公路交通运行态势识别方法和使用该方法的装置，属于交通工程技术领域。

背景技术

高速公路作为连接城市与城市、地区之间的重要道路，是现代陆地运输的重要交通设施，并具有通行能力大、高效、舒适、便捷等诸多优点，能够为使用者提供高效、便捷的道路交通服务，在促进区域联动经济发展过程中起着重要的加速作用。高速公路路网的不断完善和行车里程的持续增加，有效地缓解了道路交通拥挤，减少了道路交通事故发生，提升了道路交通系统服务质量，在促进我国道路交通快速发展，道路服务水平提升及国民社会经济发展中起到了重要的积极作用。然而，高速公路基础配套管理设施建设速度与行车里程增加速度相比存在滞后性，同时，随着机动车保有量的急速增加，高速公路交通需求不断增加，致使高速公路交通拥挤等问题频发，诱发了环境污染加重、燃油消耗增加、交通运行效率降低等一系列问题，给社会安全带来了严重的负面影响。另外，高速公路由于其平均行车速度较高和封闭式道路基础设施设计，导致高速公路相对于其它等级道路交通问题更为严重。根据中国交通部发布的数据，交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20％，相当于每年国内生产总值(GDP)损失5％～8％。高速公路承载着促进区域间交流和社会经济稳定发展的重要任务，其交通拥挤问题的产生将严重制约着我国社会、经济、环境可持续发展进程。

目前针对高速公路交通拥挤问题所存在的相关研究中，国内外学者主要采用GPS/GIS技术、感应线圈及视频设备所采集的实时数据对道路交通状态判别，但这种依靠人工调查或设备布设方式对数据进行采集存在精度较低、稳定性较差、成本高及设备不方便维护等较多问题，大大降低了数据信息的可靠性和实用性，同时，高速公路联网收费系统作为我国高速公路管理必要基础设施，储有丰富宝贵的信息资源，其有效记载了车辆进出高速公路的时间、地点、车牌号及车型等信息，但这种资源却没有得到充分的挖掘和利用。因此，针对高速公路道路交通拥挤问题，如何利用联网收费数据提升交通态势识别效果，以制定可靠的方案缓解交通拥挤，提升高速公路服务质量是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供了一种基于收费数据的高速公路交通运行态势识别方法和装置，以高速公路联网收费数据的特点为设计高速公路交通运行态势识别方法。

技术方案如下：

一种基于联网收费数据的高速公路交通运行态势识别方法，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。

进一步地，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；