专利名称：一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法
技术领域：
本发明涉及一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法。
背景技术：
先进用路人资讯系统(AdvancedTraveler Information System,ATIS)为智慧型运输系统(Intelligent Transportation System, ITS)九大领域的一,其主要功能为提供用路人即时交通资讯，包含路况资讯、大众运输系统资讯、停车场资讯及路径导引服务等，让用路人能根据交通路况选择最有利的道路行驶，减少旅行时间。为提供ATIS相关服务，政府部门必须于路侧建置许多硬体设备以搜集道路的占有率、流量及车速，然而，此种方法需在每个侦测路段布建线路与侦测设备，不但设备成本昂贵、侦测路段范围扩充不易，后续的维护成本更是一笔庞大的负担。因此，近年来利用探侦车辆搜集交通资讯的技术乃成为目前国内交通资讯搜集最热门议题之一，许多电信、力口值厂商纷纷着眼于探侦车辆交通资讯搜集系统投资小、资料内容丰富的优点，积极朝探侦车辆交通资讯搜集领域发展。在过往的惯用技术中，探测车辆交通资讯搜集技术使用传统路网，所述路网原适用于导航、电子地图等资讯应用服务。探侦车辆交通资讯搜集技术会分析探侦车所回报的GPS资讯或无线网路信令，并推算路段速度。但由于应用目的不同，传统路网道路路段分段原则并非依据道路交通状况，造成路网资料过于庞大系统不易分析，因此难以做为探侦车技术的路段路网。直接采用传统路网路段资料，甚至可能造成路段时速的误判或影响时速结果的准确率。在部分探侦车辆交通资讯搜集技术研究中，或以手动的方式透过GIS工具将传统道路路网划分为多个待测道路路段，依照不同的交通状况进行道路分段。采用手动的方式优点在于分段精确，缺点在于耗费时日，更是难以处理大范围的路网资料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，是通过分析大量累积的历史车辆探测资料，合并交通模式相似路段，减少路网资料笔数，将传统路网整理为适合交通资讯应用的交通路网。达成上述目的的技术方案为一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，包括下列步骤分析车辆行驶轨迹，是提供行驶轨迹分析单元，分析每辆车的车辆探测资料，以判断车辆所行经的路段；产生路段交通模式，是提供交通模式产生单元，所述单元利用其他来源的路网交通资料，或根据路段资讯与所述行驶轨迹分析单元的成果，推算各个路段的交通资料，当各路段累积一定期间的交通资料后，所述交通模式产生单元是针对各个路段建立交通模式；合并端点重叠路段，是提供交通模式比对单元，其中读取端点重叠路段的交通模式，是计算交通模式的相似度，若复数笔端点重叠路段的交通模式相似度高，则合并端点重叠路段为新路段后移除被合并的路段；若复数笔端点重叠路段的交通模式相似度低，则不予合并，且将复数笔端点重叠路段设定为保留路段；若单一笔路段资料的端点不与其他路段的端点重叠，则将所述路段设定为保留路段；以及交通路网路段储存，提供路网储存单元，将新路段与保留路段储存至交通路网储存媒介。其中，所述的车辆探测资料是为全球定位系统资料、或无线通讯网路信令；所述的行驶轨迹分析单元是读入车辆所回传的全球定位系统资料，并参考所述全球定位系统资料的位置资讯，利用空间几何演算法推算距离所述笔全球定位系统距离最近的路网路段，参考全球定位系统时间顺序，进而求得车辆所行经的路段；所述的行驶轨迹分析单元是利用行动网路基地台所回传的无线通讯网路信令，分析无线通讯网路信令的基地台ID栏位，通过利用无线通讯网路信令的基地台ID变化情形，进而求得车辆所行经的路段，所述的产生路段交通模式的所述其他来源的路网交通资料是为路段时速、流量、或占有率；所述的产生路段交通模式的所述交通模式产生单元是利用其他来源的路网交通资料，或根据路段资讯与所述行驶轨迹分析单元的成果，推算各个路段的交通资料，当各路段累积一定期间的交 通资料后，交通模式产生单元针对各个路段建立交通资料与时间的变化关系，以建立交通模式；所述的合并端点重叠路段的所述交通模式比对单元比对端点重叠路段的交通模式相似度。所述交通模式比对单元不断比对端点重叠路段芝交通模式，直到路网内不存在具备相似交通模式的端点重叠路段为止；所述的交通路网路段储存的交通路网储存媒介是为资料库、或档案系统。本发明的另一目的是提供交通资讯搜集技术，诸如车辆侦测器、GPSFloatingVehicle Detector (GFVD) > Cellular Floating Vehicle Detector (CFVD)等一交通路网。交通资讯搜集技术可利用本发明所生成的交通路网，进行交通资讯的收集、演算以及发布等功能。依据历史交通状况合并交通路网路段，交通资讯搜集技术可单一化各路段交通变化方式，减少交通路网资料笔数，加快GIS技术即时处理效能，进而提升交通资讯搜集技术绩效。达成上述发明目的的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法是利用大量历史车辆探测资料诸如现今极为普及的车辆定时回传的GPS资料或行动电话基地台无线网路信令，分析路网路段的交通模式，将具有相似交通资讯模式与地理位置相邻的路段合并，生成一交通路网。交通资讯搜集技术诸如车辆侦测器、GPS Floating VehicleDetector (GFVD)、Cellular Floating Vehicle Detector (CFVD)等，可基于本发明的交通路网，减少所需处理的路网资料，推算各个道路路段交通资讯，进而提升交通资讯搜集技术系统的效能，以达成智慧型运输系统(Intelligent Transportation System, ITS)九大领域中，先进用路人资讯系统(Advanced Traveler Information System, ATIS)提供即时交通资讯减少用路人旅行时间的需求。本发明是透过下面几种技术完成I.取得大量累积历史车辆探测资料后，基于车辆探测资料的基本属性与GIS技术分析车辆探测资料。例如GPS资料具有时间、经纬度位置及方位等资讯，GIS技术可将GPS对应至最接近的路网路段，再佐以时间与方位等资讯，可得知车辆所行经的路段，藉此分析车辆行经轨迹。
2.利用车辆行经轨迹可演算时速、流量及占有率等交通参数，利用长时间大量累积的车辆探测资料，针对各个路段建立交通模式模型。3.比较端点重叠路段的交通模式，当有相似的交通模式时，即将路段合并为新路段，若路段交通模式不相似时则保留路段，最后记录新路段与保留路段生成一交通路网。本发明所提出的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，可减少路网资料笔数，避免切分太细的路网资料影响交通资讯应用系统的效能。所生成的交通路网，可应用于诸如GFVD等交通资讯搜集技术。GFVD可将本发明所生成的交通路网，当作交通资讯待测路网，搜集路网上交通资讯。由于交通路网路段资料笔数较少，GFVD可有较好的处理效能，提高交通资讯演算、发布的效率。
本发明所提供的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，与其他惯用技术相互比较时，具备下列优点I、本发明应用大量车辆探测资料，合并交通模式相似高的路网相邻路段，将路网整理为交通路网，可有效减少路网资料笔数，提升路网相关应用的效益；2、本发明所提出的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，特别适用于GPSFloating Vehicle Detector (GFVD)系统。基于本发明的交通路网，GFVD系统所需处理的路网资料较少，可提升时速演算处理效能。
图I为本发明实施例I的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法的流程图；图2为本发明实施例I 一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法的系统架构图；图3为本发明实施例I的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法的交通模式图；图4为本发明实施例I的GPS车辆探侦资料行驶路径轨迹图；图5为本发明实施例I的无线通讯信令车辆探侦资料行驶路径轨迹图。附图标记说明101路网资料102车辆探测数据103其他来源的路网交通数据104路网数据格式化105读取车辆探测数据与路网数据106分析车辆行驶轨迹107产生路段交通模式108是否存在有相似交通模式的相邻路段109合并相邻路段110储存交通路网111交通路网储存媒介201路网数据库202车辆探测数据库
203其他来源的路网交通数据204路网格式化单元205车辆探测数据分析模组206交通路网生成模组207行驶轨迹分析单元208交通模式产生单元209交通模式数据库210交通模式比对单元
211路网储存单元212交通路网数据库301路段i的交通模式302路段j的交通模式40IGPS车辆探测资料501无线通讯信令车辆探测资料502无线通讯基地台
具体实施例方式实施例I本发明是为一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法。请参考图I所示，为实施例一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法实施例的流程图，交通路网生成方法可分为几个步骤I.读取车辆探测数据与路网数据105。2.分析车辆行驶轨迹106。3.产生路段交通模式107。4.检测相邻路段是否有相似交通模式108，若为是，则合并相邻路段109，若否则保留原路段。5.储存交通路网110。车辆探测数据102可为GPS资料或是行动网路无线基地台信令，尤其是GPS资料，格式栏位包含时间、经纬度、方向及车速等资讯，可利用经纬度、方向经过GIS几何运算，找出与GPS最接近的路网路段资料101。路网路段资料101由多笔经纬度点构成，为几何折线，具备两端点与中间点；行驶车辆轨迹分析106可得出车辆所行经路段，并可根据车辆探测数据102推测车辆行经路段时的车速、流量及占有率等交通资讯；各路段累积大量交通资讯后，可建立各路段的交通模式107。若两路段的中间点或两端点有重叠，表示两路段相邻，可判断交通模式是否相似108，如交通模式相似，则合并两路段109为新路段；若两路段交通模式不相似，则保留两路段。最后储存新路段110与保留路段至路网数据储存媒介111，完成交通路网的生成。请参阅图2所示，为本发明一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法实施例的系统架构图，组成主要包括下列几个部分I.路网数据库201 :储存一般导航路网、电子地资等资料。
2.车辆探测数据库202 :储存车辆探测数据，例如车载机定时回传的GPS资料。3.其他来源交通数据库203 :储存其他来源的交通数据库；本发明可利用车辆探测数据102建立车辆行驶轨迹，进而建立路段交通模式107，也直接运用其他来源的交通数据103，来源诸如政府部门或ETC(EleCtroniC Toll Collection)系统的车速、流量及占有率相关参数，交通模式产生单元208可根据其他来源交通数据103建立交通模式。4.路网格式化单元204 :路网格式化单元204读入路网数据，进而转换为系统可处理的格式。5.车辆探测数据分析模组205 :车辆探测数据分析模组205包含行驶轨迹分析单元107以及交通模式产生单208两个单元，所述模组读入路网数据101、车辆探测数据102 以及其他来源交通数据103，并产出各路段的交通模式。6.行驶轨迹分析单元207 :行驶轨迹分析单元207读入每辆车所回报的车辆探测数据102，以分析车辆所行经的路段。对于GPS资料，行驶轨迹分析单元参考GPS资料的经纬度资讯，利用空间几何演算法推算距离所述笔GPS距离最近的路网路段，参考GPS时间顺序，进而求得车辆所行经的路段。如图4所示，圆点表示车辆趟次轨迹资料，车辆趟次轨迹资料是离散时间回传的资料，且车辆不断在路网上移动，利用行驶轨迹分析单元可求出车辆行经Road-W、Road_X、Road-Y及Road-Z路段。对于行动网路基地台所回传的无线通讯网路信令，行驶轨迹分析单元可分析无线通讯网路信令的基地台ID栏位，藉由考量无线通讯网路信令的基地台ID变化情形，可分析车辆所行经的路网路段。如图5所示，车辆由图的左下方驶向右上方，所收集的无线网路信令的基地台代码会由D、E转换置为A、B，行驶轨迹分析单元可依此求得车辆所行经的路段为Road-X。7.交通模式产生单元208 :根据行驶轨迹分析单元207所分析的结果，交通模式产生单元208可得知车辆所行经的路段，因此交通模式产生单元208可利用路段资讯101与车辆探测数据102推算行经道路时速等交通资讯。各路段累积一定期间的交通资讯资料后，可建立交通模式。如图3所示，纵座标为时速，横坐标为时间点，交通模式为时速与时间的变化关系。交通模式产生单元208将交通模式数据存入交通模式数据库209内，以供交通路网生成模组206所使用。8.交通模式数据库209 :储存交通模式产生单元208所产出的交通模式，以提供交通路网生成模组206使用。9.交通路网生成模组206 :交通路网生成模组206读入交通模式数据库209内的交通模式与路网数据，经过路段模式比对与运算后，将所生成的交通路网存到交通路网数据库212中。10.交通模式比对单元210 :交通模式比对单元210读取两相邻路段的交通模式，计算两者的相似度，若相似度高则合并两相邻路段为新路段后移除两路段；若相似度低则保留两路段。交通模式比对单元210不断进行上述流程，直到路网内不存在具备相似交通模式的两相邻路段为止。如图3所示，路段的交通模式为一纵座标为时速，横坐标为时间点的关系表，Pattern-i与Pattern-j表示路段i、j的交通模式。利用下列公式可计算两者
的相似性
权利要求
1.一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，该方法是基于复数笔几何折线的路段所形成的路网，分析车辆探测资料的交通模式，合并交通模式相似的端点重叠路段，生成一交通路网，所述的方法包括下列步骤 分析车辆行驶轨迹，是提供行驶轨迹分析单元，分析每辆车的车辆探测资料，以判断车辆所行经的路段； 产生路段交通模式，是提供交通模式产生单元，所述单元利用其他来源的路网交通资料，或根据路段资讯与所述行驶轨迹分析单元的成果，推算各个路段的交通资料，当各路段累积一定期间的交通资料后，所述交通模式产生单元是针对各个路段建立交通模式； 合并端点重叠路段，是提供交通模式比对单元，其中读取端点重叠路段的交通模式，是计算交通模式的相似度，若复数笔端点重叠路段的交通模式相似度高，则合并端点重叠路段为新路段后移除被合并的路段；若复数笔端点重叠路段的交通模式相似度低，则不予合并，且将复数笔端点重叠路段设定为保留路段；若单一笔路段资料的端点不与其他路段的端点重叠，则将所述路段设定为保留路段；以及 交通路网路段储存，提供路网储存单元，将新路段与保留路段储存至交通路网储存媒介。
2.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的车辆探测资料是为全球定位系统资料、或无线通讯网路信令。
3.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的行驶轨迹分析单元是读入车辆所回传的全球定位系统资料，并参考所述全球定位系统资料的位置资讯，利用空间几何演算法推算距离所述笔全球定位系统距离最近的路网路段，参考全球定位系统时间顺序，进而求得车辆所行经的路段。
4.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的行驶轨迹分析单元是利用行动网路基地台所回传的无线通讯网路信令，分析无线通讯网路信令的基地台ID栏位，通过利用无线通讯网路信令的基地台ID变化情形，进而求得车辆所行经的路段。
5.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的产生路段交通模式的所述其他来源的路网交通资料是为路段时速、流量、或占有率。
6.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的产生路段交通模式的所述交通模式产生单元是利用其他来源的路网交通资料，或根据路段资讯与所述行驶轨迹分析单元的成果，推算各个路段的交通资料，当各路段累积一定期间的交通资料后，交通模式产生单元针对各个路段建立交通资料与时间的变化关系，以建立交通模式。
7.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的合并端点重叠路段的所述交通模式比对单元比对端点重叠路段的交通模式相似度。所述交通模式比对单元不断比对端点重叠路段芝交通模式，直到路网内不存在具备相似交通模式的端点重叠路段为止。
8.如权利要求I所述的一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，其特征在于，所述的交通路网路段储存的交通路网储存媒介是为资料库、或档案系统。
全文摘要
一种应用车辆探测资料的交通路网生成方法，以车辆探测资料GPS、无线网路信令为演算分析资料，将传统电子地图路网资料整理为适合交通资讯应用的交通路网资料，本发明应用地理资讯系统技术、统计分析技术，利用大量搜集车辆探测资料，分析车辆行经轨迹并建立路段交通模式，合并交通模式相似高的端点相邻路段，生成交通路网基本资料；交通资讯搜集技术如车辆侦测器、全球定位系统浮动车检测仪、CFVD，基于本发明交通路网，减少处理的路网资料，推算各个道路路段交通资讯，提升交通资讯搜集技术系统效能，提供即时交通资讯满足用路人需求。
文档编号G08G1/01GK102867406SQ20121033291
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月10日 优先权日2011年12月29日
发明者陈建凯, 洪嘉辰, 高淑娟, 陈禹昕, 王景弘 申请人:中华电信股份有限公司