[发明专利]基于过车电警数据的单一车辆OD获取方法

权利要求书

1.基于过车电警数据的单一车辆OD获取方法，包括如下步骤：

(1)获取交通原始数据；通过智能交通系统或其它交通管理信息系统，获取卡口电警系统的过车电警数据和电警卡口位置数据，并提取路口上下游关系表；

过车电警数据存储电警设备和过车车辆等信息，主要包括设备ID、设备名称、车牌号、车牌类型、车型、车道编号和过车时间戳等，其中，设备ID和设备名称是电警卡口抓拍设备的信息，车牌号、车牌类型和车型等是被抓拍车辆的信息，车道编号是指被抓拍车辆行驶的车道信息，包括车辆行驶方向和车道号码等，过车时间戳是指车辆通过此电警卡口被抓拍时的时间戳信息；电警卡口位置数据存储电警设备的位置信息和相邻下游电警卡口信息，主要包括设备ID、设备名称、GPS位置、对应路口名称、右转下游设备ID、直行下游设备ID和左转下游设备ID等，其中，设备ID和设备名称是电警卡口抓拍设备的信息，GPS位置是电警卡口的GPS位置信息，对应路口名称是电警卡口对应的路口信息，右转下游设备ID、直行下游设备ID和左转下游设备ID分别是当前抓拍设备在右转、直行和左转三个方向的相邻下游电警卡口信息；路口上下游关系表存储当前路口多个方向的下游路口信息，主要包括当前路口名称、东下游路口名称、南下游路口名称、西下游路口名称和北下游路口名称等，其中，当前路口名称是指待查询的当前路口信息，东下游路口名称、南下游路口名称、西下游路口名称和北下游路口名称则分别是当前路口四个下游方向的路口信息；

(2)数据预处理；对步骤(1)获取的过车电警数据进行数据预处理；在实际交通应用中，获取的过车电警数据，由于自身硬件设备故障、天气变化、车牌污损等原因，存在数据缺失和数据重复等数据异常等情况，而数据预处理可以处理这些异常数据；

(3)计算所有相邻电警卡口的过车时间阈值；详细计算过程如下：

s31.根据步骤(1)获取的电警卡口位置数据，可以获得所有相邻电警卡口的集合；

s32.从相邻电警卡口集合中，依次选择两个相邻电警卡口；

s33.从步骤(2)处理后的过车电警数据中，随机选择某一天的数据，计算通过这两个相邻电警卡口的所有车辆的过车时间，并将这些过车时间从小到大排序，得到过车时间序列{t₁,t₂,…,t_n}，其中，n为通过这两个相邻电警卡口的车辆总数，过车时间的单位为秒；

s34.计算时间即80％的车辆可以通过这两个相邻的电警卡口的时间，其中表示在计算车辆总数的80％时采用向上取整；

s35.综合考虑天气变化、信号配时等因素的影响，最终取过车时间阈值T_c＝2t_s作为这两个相邻电警卡口的过车时间阈值；

s36.重复步骤s32至s35，直至完成所有相邻电警卡口的过车时间阈值的计算；

(4)根据输入车牌信息，在过车电警数据的基础上，生成车辆出行记录，并计算过车时间；详细处理过程如下：

s41.输入需要查询的车牌信息；

s42.从步骤(2)处理后的过车电警数据中，提取指定时间段内待查询车辆的所有过车电警记录，并按时间从小到大进行排序；

s43.依次选择时间上相邻的两条过车电警记录，并综合步骤(1)获取的电警卡口位置数据，生成并存储为一条车辆出行记录，同时计算这条车辆出行记录的过车时间T_pass；车辆出行记录数据主要包括车牌号、上游设备ID、上游设备名称、上游路口名称、下游设备ID、下游设备名称、下游路口名称、上游过车时间戳、下游过车时间戳和过车时间等，其中，车牌号是指被抓拍车辆的信息，上游设备ID和上游设备名称是指上游路口电警卡口的抓拍设备信息，下游设备ID和下游设备名称是指下游路口电警卡口的抓拍设备信息，上游路口名称和下游路口名称分别是指上游设备和下游设备所在路口的名称，它们可以从电警卡口位置数据中获取，上游过车时间戳是指车辆通过上游抓拍设备时被抓拍的时间信息，下游过车时间戳是指车辆通过下游抓拍设备时被抓拍的时间信息，而过车时间是指下游过车时间戳和上游过车时间戳的差值，单位为秒；

s44.重复步骤s43，直至完成所有过车电警记录的处理，最终获得指定时间内待查询车辆的完整车辆出行记录；

(5)获取待查询车辆的车辆OD及其车辆出行轨迹；车辆OD数据主要包括车牌号、O点设备ID、O点设备名称、O点设备GPS信息、O点路口名称、O点过车时间戳、D点设备ID、D点设备名称、D点设备GPS信息、D点路口名称、D点过车时间戳、车辆出行总时间等；其中，O点设备ID、O点设备名称、O点设备GPS信息、O点路口名称和O点过车时间戳等是车辆出行起点的相关信息，而D点设备ID、D点设备名称、D点设备GPS信息、D点路口名称和D点过车时间戳等是车辆出行终点的相关信息，车辆出行总时间则是车辆出行起点和车辆出行终点之间的行驶时间；车辆OD及其车辆出行轨迹的获取详细过程如下：

s51.对步骤(3)生成的待查询车辆的车辆出行记录按时间从小到大进行排序；

s52.依次提取一条待查询车辆的车辆出行记录；

s53.识别待查询车辆的车辆出行起点；如果这是第一条车辆出行记录，则识别为一次车辆出行，把这条记录对应的上游路口记为一次车辆出行起点，并记入车辆出行轨迹；

s54.识别待查询车辆的车辆出行终点；比较这条记录的过车时间T_pass和对应的两相邻电警卡口的过车时间阈值T_c，如果这条车辆出行记录的过车时间不大于对应的两相邻电警卡口的过车时间阈值，即T_pass≤T_c，则这条记录不是车辆出行终点，把相应路口记入车辆出行轨迹，并转至步骤s52，继续提取下一条车辆出行记录；如果这条车辆出行记录的过车时间大于对应的两相邻电警卡口的过车时间阈值，即T_pass>T_c，则认定这是待查询车辆的一次出行结束，把这条记录对应的下游路口记为这一次的车辆出行终点，并记入车辆出行轨迹；

s55.继续判断待查询车辆的当前车辆出行记录；如果这条记录不是待查询车辆的最后一条车辆出行记录，则判断这是车辆停留点，同时把这次车辆出行终点记为下一次车辆出行起点，记入车辆出行轨迹，并转至步骤s52，继续提取下一条车辆出行记录；如果这是最后一条待查询车辆的车辆出行记录，则车辆OD及其车辆出行轨迹获取结束；

(6)检查和修补待查询车辆的车辆出行轨迹；根据步骤(1)获取的路口上下游关系表和步骤(4)识别的车辆OD及其车辆出行轨迹，检查过车路径的连通性，如果存在路径缺失，则基于车辆空间上的行为特征或者利用最短路径算法进行过车路径修补，从而获得完整的车辆出行轨迹；详细处理过程如下：

s61.根据步骤(1)获取的路口上下游关系表，检查车辆出行轨迹的上下游连通性；

s62.初次修补缺失点；如果存在缺失点，则从步骤(4)提取的指定车辆的过车电警数据，找到缺失点对应的过车电警记录，根据被抓拍车辆的车道信息确定车辆流向，再根据步骤(1)获取的电警卡口位置数据，可以得到下游路口名称，补入车辆出行轨迹中；如果被抓拍车辆的车道信息存在多个流向，转入步骤s64；

s63.再次检查车辆出行轨迹的上下游连通性；若轨迹连通，则修补完成；若仍存在路径缺失，进入步骤s64；

s64.利用最短路径算法还原两路口之间的最短路径，完成车辆出行轨迹修补；

(7)展示待查询车辆的车辆OD及其车辆出行轨迹；将电警卡口的GPS数据和道路路网的交叉路口进行位置匹配，在道路矢量地图上绘制单一车辆的车辆出行轨迹。