专利名称：一种浮动车样本点数据插值的方法
一种浮动车样本点数据插值的方法
技术领域：
本发明属于信息技术应用领域，具体是涉及一种浮动车样本点数据插值的方法。背景技木浮动车(Floating Car Data)技术，也被称作“探测车(Probe car)”,是近年来国际智能交通系统(ITS)中所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。其基本原理是根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程中定期记录的车辆位置，方向和速度信息，应用地图匹配、路径推測等相关的计算模型和算法进行处理，使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来，最終得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。如果在城市中部署足够数量的浮动车，并将这些浮动车的位置数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到ー个信息处理中心，由信息中心综合处理，就
可以获得整个城市动态、实时的交通拥堵信息。由于浮动车数据采样周期较长，同时由于天气、障碍物、GPS信号较弱等随机因素，GPS采集的浮动车数据难免出错或丢失，导致道路浮动车样本数据覆盖率及覆盖强度不足，使得进行实时道路路况计算的准确率不高，不能很好的描述浮动车行驶状况的实时度和准确度。有鉴于此，本发明人针对现有技术的缺陷深入研究，并有本案产生。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种浮动车样本点数据插值的方法，从而提高浮动车样本点数据准确度提供主动提醒服务。本发明采用以下技术方案解决上述技术问题—种浮动车样本点数据插值的方法，该方法包括如下步骤步骤10 :数据采集利用浮动车在行驶过程中定期采集车辆编号、速度、位置和时间信息，通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，并存储在道路行车数据库中；步骤20 :定期分段统计各路段集浮动车的平均速度对行驶道路分段得到路段集，并通过提取浮动车历史数据，分时间段统计各路段的历史平均速度信息，以作为对应路段属性信息存储及定期更新维护；步骤30 :筛选候选路段集提取同一浮动车最近两次数据点，以两点线段为直径圈定圆域作为候选路段覆盖区域，以筛选出候选路段集；步骤40 :汇总最匹配路径样本点数据根据候选路段集，组合可能行车路径，并结合浮动车数据点时间差计算得到各路径的平均速度信息，进而选择与路径历史平均速度最匹配的路径，最后对该路径所有路段进行样本插值，插值数据存储在浮动车插值数据库中。
所述步骤10具体包括利用车载信息终端以周期τ定期采集车辆编号Ui，位置レ，时间ti;速度Vi，路程も，得到行车数据序列(^=〈1^，li； ti； Vi, φ>，将采集到的数据通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，并存储到道路行车数据库中，其中i为行车数据序列Q的编号。所述步骤20具体包括步骤21 :数据中心对行驶道路进行分段，得到路段集M，路段集Μ表示为M = {mp\ps[lM}ゃ为系统根据每100米划分ー个路段得到的常量，所述路段mp可表示为mp=〈p, rp, areap, sp, ep>其中，p为路段编号，rp为路段长度，areap为路段覆盖区域范围，sp为路段起始位置，&为路段结束位置； 步骤22 :在给定的滑动统计时间窗T内，首先定期根据当前时间t，从行车数据序列Ci中提取位置信息li，判断位置信息li所属的路段，即当li e areap时，得到行车数据序列Q所属的路段，将行车数据序列Q存储到路段数据库路段mp对应的位置，重复上述步骤依次提取行车数据序列直至处于时间段[t-T，t]的行车数据序列Q提取结束；步骤23 :从路段数据库路段mp对应的位置中依次提取处于[t_T，t]时间段行车数据序列Q中的速度Vi并求得路段mp的历史平均速度‘，将路段历史平均速度存储到路段数据库相应的位置并以滑动时间窗ロ T定期更新维护。所述步骤30具体包括步骤31 :数据中心根据车辆编号从路段数据库检索最近两次行车数据序列与q-i，通过地理信息系统获取行车数据序列与一分别对应两点位置h和位置1パ之间的线段长L，以两点线段为直径，以线段L中点为圆心圈定圆域并作为候选路段覆盖区域；步骤32 :数据中心通过地理信息系统检索圆域内包含的路段，选取可连通位置、和位置ly路径所包含的路段构成候选路段集Q，所述的候选路段集Q表示为0 = {ft, 2，も，…，‘}，其中も&，&，·..，？ ,为圆域内包含的所有候选路段，叫记录候选路段的数量。所述步骤40具体包括步骤41 :根据候选路段集组合可能的行车路径，不同行车路径由行车路径集合W定义，集合W可表示为F =，其中，n2用于记录行车路径的数量，—般按行车路径长度自短到长排列，W〗为行车路径，W〗可表示为W)=<為.みUj >，其中A」.表示行车路径W」.所包含的候选路段集，A」.可表示为為為，ろ，…，0U，其中Α為，ろ，...，\为组成行车路径I的候选路段，Sj表示组成该行车路径所有候选路段长度之和，；7,为行车路径平均速度，^.可表示为Z=~/r，其中τ为行车数据序列も与其上一次数据Cy的时间差，也为浮动车时间周期，SP τ = VVl，Z为路径的历史平均速度，不同行车路径下的行车路径平均速度フ/与路径的历史平均速度.フ；的差值由集合AV定义，厶￥可表示为么ド=〖ム^1,...，4ろ,..# 2}，其中Δνι，Δν2，…，Δν;，—Δν 2为不同行车路径下的行车路径平均速度フ/与路径历史平均速度フ,·的绝对差值，从AV中选取最小值(即min(Avijv2，…，Δ'—，…Δν 2))对应的行车路径为最佳匹配行车路径；步骤42 :数据中心根据集合Λ V中Δνι，Δν2，…，Δι)，…Δν 2的大小查询匹配路径表Η得到每条行车路径匹配置信度，所述的匹配路径表Η可表示为Η={δ爿h_}，其中为路径Wj的行车路径平均速度巧与路径历史平均速度フ,的差值，β j为路径I的匹配置信度(以
时速每相差5公里为ー个匹配档次可计算如下)。
权利要求
1.一种浮动车样本点数据插值的方法，其特征在于该方法包括如下步骤 步骤10 :数据采集 利用浮动车在行驶过程中定期采集车辆编号、速度、位置和时间信息，通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，并存储在道路行车数据库中； 步骤20 :定期分段统计各路段集浮动车的平均速度 对行驶道路分段得到路段集，并通过提取浮动车历史数据，分时间段统计各路段的历史平均速度信息，以作为对应路段属性信息存储及定期更新维护； 步骤30 :筛选候选路段集 提取同一浮动车最近两次数据点，以两点线段为直径圈定圆域作为候选路段覆盖区域，以筛选出候选路段集； 步骤40 :汇总最匹配路径样本点数据 根据候选路段集，组合可能行车路径，并结合浮动车数据点时间差计算得到各路径的平均速度信息，进而选择与路径历史平均速度最匹配的路径，最后对该路径所有路段进行样本插值，插值数据存储在浮动车插值数据库中。
2.如权利要求I所述的一种浮动车样本点数据插值的方法，其特征在于所述步骤10具体包括 利用车载信息终端以周期τ定期采集车辆编号Ui,位置Ii，时间ti;速度Vi，路程Cli，得到行车数据序列CiMui, Ii, ti； Vi,屯>，将采集到的数据通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，并存储到道路行车数据库中，其中i为行车数据序列Ci的编号。
3.如权利要求I所述的一种浮动车样本点数据插值的方法，其特征在于所述步骤20具体包括 步骤21 :数据中心对行驶道路进行分段，得到路段集M，路段集M表示为M = \mp IP e [\,φ]} ψ为系统根据每100米划分一个路段得到的常量，所述路段mp可表示为 mp=〈p, rp, areap, sp, ep> 其中，P为路段编号，rp为路段长度，areap为路段覆盖区域范围，Sp为路段起始位置，ep为路段结束位置； 步骤22 :在给定的滑动统计时间窗T内，首先定期根据当前时间t，从行车数据序列Ci中提取位置信息Ii,判断位置信息Ii所属的路段，即当Ii e areap时，得到行车数据序列Ci所属的路段，将行车数据序列Ci存储到路段数据库路段mp对应的位置，重复上述步骤依次提取行车数据序列直至处于时间段[t-T，t]的行车数据序列Ci提取结束； 步骤23 :从路段数据库路段mp对应的位置中依次提取处于[t-T，t]时间段行车数据序列Ci中的速度Vi并求得路段!!^的历史平均速度&，将路段历史平均速度&存储到路段数据库相应的位置并以滑动时间窗口 T定期更新维护。
4.如权利要求I所述的一种浮动车样本点数据插值的方法，其特征在于所述步骤30具体包括 步骤31 :数据中心根据车辆编号+从路段数据库检索最近两次行车数据序列Cj与CV1，通过地理信息系统获取行车数据序列Cj与Cp1分别对应两点位置Ij和位置Ip1之间的线段长L，以两点线段为直径，以线段L中点为圆心圈定圆域并作为候选路段覆盖区域；步骤32 :数据中心通过地理信息系统检索圆域内包含的路段，选取可连通位置L和位置Iy1路径所包含的路段构成候选路段集Q，所述的候选路段集Q表示为0 =,其中的, , ，…,Ii为圆域内包含的所有候选路段，H1记录候选路段的数量。
5.如权利要求I所述的一种浮动车样本点数据插值的方法，其特征在于所述步骤40具体包括 步骤41 :根据候选路段集组合可能的行车路径，不同行车路径由行车路径集合W定义，集合W可表示为酽={$,%，...，％，...,％2}，其中，112用于记录行车路径的数量，％，％，...，％，…，R2 —般按行车路径长度自短到长排列，W」为行车路径，W」可表示为，其中 表示行车路径％所包含的候选路段集，可表 不为.Aj - ； 1}21··· I ^jn3 }，其中 U/1，…，为组成 7TT 车路径 W」的候选路段，S」表示组成该行车路径所有候选路段长度之和，Z为行车路径平均速度，I可表示为P =/Γ,其中τ为行车数据序列 .与其上一次数据(^爿的时间差，也为浮动车时间周期，即τ=、-、+ Γ力路径的历史平均速度，不同行车路径下的行车路径平均速度I与路径的历史平均速度的差值由集合AV定义，AV可表示为Δ V= (Av1, Δ V2, . . . , Avj, · · · Δνη2}，其中 Av1, Δ v2, . . . , Avj, · · · Avn2 为不同行车路径下的行车路径平均速度P,与路径历史平均速度7,.的绝对差值，从AV中选取最小值(即πι η(Δη，Δν2Δν,^Δ、))对应的行车路径为最佳匹配行车路径； 步骤42 :数据中心根据集合AV中AV1，AV2，..，AV;，#%的大小查询匹配路径表H得到每条行车路径匹配置信度，所述的匹配路径表H可表示为Η={δ y β^}，其中δ]为路径％的行车路径平均速度Pi与路径历史平均速度7,的差值，为路径％的匹配置信度(以时速每相差5公里为一个匹配档次可计算如下)。式=1 —[匕15 步骤43 :由上述得到的浮动车的编号Uj、插值数据时间值最佳匹配路径的行车路径平均速度、以及最佳匹配路径中的路段ay汇总成浮动车插值行车数据序列C' JJ7Ci 表示为，并作为样本点数据存储在浮动车插值数据库中，以提高浮动车数据的样本覆盖率。
全文摘要
一种浮动车样本点数据插值方法，利用浮动车在行驶过程中定期采集车辆编号、速度、位置和时间信息，通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，并存储在道路行车数据库中；对行驶道路分段得到路段集，并通过提取浮动车历史数据，分时间段统计各路段的历史平均速度信息，以作为对应路段属性信息存储及定期更新维护；提取同一浮动车最近两次数据点，以两点线段为直径圈定圆域作为候选路段覆盖区域，以筛选出候选路段集；根据候选路段集，组合可能行车路径，并结合浮动车数据点时间差计算得到各路径的平均速度信息，进而选择与路径历史平均速度最匹配的路径，最后对该路径所有路段进行样本插值，插值数据存储在浮动车插值数据库中。
文档编号G08G1/01GK102956105SQ20121043601
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者肖吉英, 张淑玲, 蒋新华, 邹复民, 赖宏图, 廖律超, 王桐森, 方卫东, 朱铨, 杨俊鹏, 陈培淇, 林家振 申请人:福建工程学院