[发明专利]基于稀疏出租车GPS数据的大范围城市路网旅行时间估计方法

摘要

一种基于稀疏出租车GPS数据的大范围城市路网旅行时间估计方法，包括数据处理和旅行时间估计：数据处理主要是完成实时GPS数据的预处理、经纬度坐标变换、地图匹配，估计出单个GPS设备点位在地图上的时空位置；旅行时间估计部分则是基于获取的单个车辆时空位置数据，进行单车行驶轨迹推算、子路段速度估计和路段速度估计，最终得到全网各路段的旅行时间和平均运行速度。

主权项

1.一种基于稀疏出租车GPS数据的大范围城市路网旅行时间估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)定义路段和子路段、建立标准化的静态路网基础信息数据库：a)定义路段和子路段：所述路段包括多条首尾相连的子路段；b)建立标准化的静态路网基础信息数据库，包括路段信息和子路段信息；所述路段信息，包括路段起点坐标、路段的终点坐标和路段行驶方向；所述子路段信息包括子路段起点坐标、子路段终点坐标和子路段行驶方向；(2)建立出租车GPS数据动态数据表：首先，定位间隔定义为出租车GPS坐标数据上传的时间间隔，以秒为单位；然后，数据处理间隔定义为将一定时间段内的GPS数据进行集中处理，以分钟为单位；以数据处理间隔为界限，临时存储当前数据处理间隔内的所有出租车GPS定位数据，并对所述GPS定位数据进行预处理，得到符合预设记录格式的出租车GPS数据动态数据表；(3)编写数据库存储过程实时抓取当前数据处理间隔内采集的GPS数据并进行经纬度坐标变换，即将WGS‑84坐标系下的GPS经纬度转化为笛卡尔平面坐标，得到出租车GPS笛卡尔平面坐标数据；(4)将步骤(3)所述出租车GPS笛卡尔平面坐标数据和步骤(1)标准化的静态路网基础信息数据相结合，进行地图匹配：将出租车GPS笛卡尔平面坐标数据转化成以路段为参考点的一维距离坐标，即，离路段参考点的距离；(5)利用步骤(4)已经计算的一维坐标系下，单辆出租车最近四个历史坐标点的坐标、车头角度和定位时刻，判断单个出租车当前位置的实际行驶路段和方向，校准出租车的行驶轨迹；(6)基于校准后的车辆轨迹和子路段信息，估计出租车在子路段上的行驶速度，将所有经过该子路段的出租车速度取平均值作为该子路段的平均速度，并依次计算出每个路段上所有子路段的平均速度；(7)根据子路段的平均速度和子路段长度，计算各个子路段的旅行时间，并计算出整个路段的旅行时间和平均速度；(8)保存估计的路段旅行时间和平均速度；重复步骤(2)‑步骤(8)，估计下一数据处理间隔的路段旅行时间和平均速度。