[发明专利]一种公路异常事件的判断方法

摘要

本发明提供一种公路异常事件的判断方法，所述方法基于目标路段各样本车辆的移动轨迹数据，对目标路段中堵车现象进行判断。本发明所述方案具有如下有益效果：1、综合考虑样本车辆车速信息进行堵车事件的判断；2、判断目标路段的整体堵车事件；3、更加准确的判断目标路段的堵车事件。

主权项

1.一种公路异常事件的判断方法，其特征在于，包括：步骤1，获取目标时间段T内经过目标路段H各样本车辆的移动轨迹数据；步骤2，分别将所述T和所述H进行等分，基于等分后的T和H，构建表示所述各样本车辆离散化移动轨迹的二维矩阵U；步骤3，计算所述各样本车辆在所述离散化移动轨迹中各时空点的平均速度，将所各时空点的平均速度加入所述二维矩阵U；步骤4，计算所述离散化移动轨迹中各时空点样本车辆总数和所述离散化移动轨迹中各时空点所有样本车辆的平均速度；步骤5，基于所述离散化移动轨迹中各时空点样本车辆总数和所述离散化移动轨迹中各时空点所有样本车辆的平均速度获得所述T和H内的堵车情况；所述步骤1进一步包括：选取目标路段周围的一个封闭多边形A，使得所述A上任意一点到所述目标路段的最短距离相等；所述最短距离为能够包含在所述目标路段上进行定位的样本车辆的定位偏移最大距离；得到各样本车辆的移动轨迹表示：S＝[(t₁,l₁),(t₂,l₂),...,(t_n,l_n)]，其中第i条记录R_i＝(t_i,l_i)表示时间为t_i，样本车辆所在的位置为l_i；所述步骤2进一步包括：将所述H划分成m条连续的等长度的路段H＝H₁+H₂+...+H_m；将所述T划分成等间隔的n个时间段，所述时间段i的中间时刻点用T_i表示；基于所述划分后的路段和时间段构建表示所述各样本车辆离散化移动轨迹的二维矩阵U；所述步骤2中基于所述划分后的路段和时间段构建表示所述各样本车辆离散化移动轨迹的二维矩阵U的步骤进一步包括：找出所述各样本车辆的轨迹S＝[(t₁,l₁),(t₂,l₂),...,(t_n,l_n)]的起点H_a和终点H_b，其中l₁∈H_a,l₂∈H_b，所述H表示为H_ab＝{H_a,H_a+1,...,H_b}；找出所述各样本车辆移动轨迹t₁和t_n分别对应的起始时间点T_c和终止时间点T_d，其中T_c‑1＜t₁≤T_d,T_c≤t₂＜T_d+1，所述各样本车辆移动轨迹所包含的时间点表示为T_cd＝{T_c,T_c+1,...,T_d}；找出所述各样本车辆移动轨迹中各时间点T_i所对应的位置信息，其中t_k＜T_i＜t_k+1，所述t_k和t_k+1分别对应的轨迹点为P(t_k,l_k),Q(t_k+1,l_k+1)；基于所述l_k和l_k+1获得所述T_i所对应的路段H_i；基于所述T_i和H_i构建表示所述各样本车辆离散化移动轨迹的二维矩阵U，所述离散化移动轨迹表示为S′＝[(H₁,T₁),(H₂,T₂),(H₂,T₃),(H₃,T₄),(H₅,T₅),...]；所述步骤2中获得l_k和l_k+1所分别对应的路段H_i的步骤进一步包括：当所述l_k和l_k+1在同一段轨迹H_i上，所述T_i时刻所述样本车辆所对应的路段为H_i；当所述l_k和l_k+1分别位于Hj和Hj+r两个不同路段上，假设样本车辆在所述l_k和l_k+1间做匀速直线运动；计算所述l_k和l_k+1间的速度获得T_i时刻样本车辆位于l_k和l_k+1间，与l_k距离为v·(t_k+1‑t_k)，即所述目标车辆的地理位置为W＝l_k+v·(t_k+1‑t_k)；从所述H_ab中找到所述W所在的路段，即为所述T_i时刻所述样本车辆所对应的路段H_i；所述步骤3中计算所述各样本车辆在所述离散化移动轨迹中各时空点的平均速度的步骤进一步包括：对于所述样本车辆任一离散移动轨迹点，到所述各样本车辆的轨迹S＝[(t₁,l₁),(t₂,l₂),...,(t_n,l_n)]中找到所述任一离散移动轨迹点的前后两个轨迹点X和Y，所述X和Y为距离所述任一离散移动轨迹点距离最近且与所述任一离散移动轨迹点不在同一路段上；利用所述X和Y间的路段平均速度表示所述样本车辆在所述任一离散化移动轨迹点的平均速度；所述步骤4中计算所述离散化移动轨迹中各时空点样本车辆总数的步骤进一步包括：将所有样本车辆的轨迹矩阵U合并为一个三维矩阵D＝[U₁,U₂,...,U_u]，其中u为所述样本车辆的数量，D_x,D_y,D_z分别为所述三维矩阵D的路段、时间和用户三个维度，矩阵中任一元素D(i,j,k)表示在第i个路段，第j个时间点的用户数量；用二维矩阵E表示所述离散化移动轨迹中各时空点样本车辆总数，E(i,j)表示第i个路段，第j个时间点的用户数量；遍历所述三维矩阵D的D_x和D_y两个维度，对于所有i和j，找出D(i,j,:)中非空元素集合D′_ij，E(i,j)＝|D′_ij|；所述步骤4中计算所述离散化移动轨迹中各时空点所述所有样本车辆的平均速度的步骤进一步包括：将每一个路段的平均速度记录在速度二维矩阵F中，F(i,j)表示在第i个路段，第j个时间点的所有样本车辆的平均速度：所述步骤5进一步包括：当所述T和H内任一时空点的平均车速小于预设阈值v_jam且所述任一时空点的样本车辆总数大于预设阈值n_jam时，确认所述任一时空点发生堵车；其中Δ_d为路段长度，m为单向车道数量，l为车身平均长度，n为所述样本车辆的平均载客量；将所述T和H内所有时空点堵车情况判断结果存储在二维二值矩阵J中；所述步骤5进一步包括：对所述矩阵进行平均池化处理，用一个正方形的池化窗求所述J矩阵在窗内的元素的平均值，找到出现所述平均值大于预设阈值的池化窗口位置，该处即为出现堵车的位置；选择所述出现堵车的位置开始时间T_x、结束时间T_y以及开始位置H_x和结束位置H_y；利用所述矩阵F计算所述出现堵车的位置对应子矩阵的平均速度获得