一種基于公交車載gps數(shù)據(jù)的城市道路交通狀態(tài)判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于公交車載GPS數(shù)據(jù)的城市道路交通狀態(tài)判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市道路交通狀態(tài)判別是進行城市交通管理的重要依據(jù)，在城市交通信號控制、 交通流誘導(dǎo)、交通信息發(fā)布等方面具有廣泛的應(yīng)用。已有的城市道路交通狀態(tài)判別技術(shù)可 以分為兩類。一類是基于固定檢測器數(shù)據(jù)的判別方法，它利用道路上布設(shè)的感應(yīng)線圈檢測 器、視頻檢測器獲取機動車的運行速度，進而判別交通是處于順暢、一般擁擠或者非常擁擠 的狀態(tài)。另一類是利用出租車的車載GPS數(shù)據(jù)獲取出租車運行速度，然后推測道路上的機 動車運行速度，進而判別交通狀態(tài)。第一類方法需要布設(shè)大量檢測器，不僅經(jīng)濟成本高， 而且交通數(shù)據(jù)檢測誤差大；第二類方法要求出租車上均安裝有GPS設(shè)備，然而在我國許多 城市的出租車尚未達到這種條件，限制了該技術(shù)的應(yīng)用；同時在出租車允許合乘的情況下 (如長春、哈爾濱等地），出租車實際狀態(tài)與實際交通流運行狀態(tài)存在較大差異，使檢測數(shù) 據(jù)不穩(wěn)定，無法用于城市交通狀態(tài)判別。
[0003] 優(yōu)先發(fā)展公共交通是緩解我國城市交通擁堵的重要手段。在我國許多城市公交車 上已經(jīng)開始安裝有GPS設(shè)備，能夠?qū)崟r采集每輛公交車的運行狀態(tài)，包括經(jīng)煒度、速度、方 向、海拔等數(shù)據(jù)，通過與電子地圖匹配，可以獲得公交車到達每個站點的時刻、離開每個站 點的時刻，進而推算得到公交車站點停靠時間、站間行程時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有方法技術(shù)經(jīng)濟成本高、交通數(shù)據(jù)檢測誤差大及檢測 數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的問題，而提出了一種基于公交車載GPS數(shù)據(jù)的城市道路交通狀態(tài)判別方法。
[0005] 上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] 步驟一、計算公交車輛在其線路所途徑道路的平均行程時間巧:;
[0007] 步驟二、計算公交車輛在其線路所途徑道路上公交車站點平均總?？繒r間
[0008] 步驟三、根據(jù)步驟一中的I和步驟二中的島計算公交車在其線路所途徑道路上各 公交車站點之間的平均行程時間馬?
[0009] 步驟四、根據(jù)步驟三中的i計算公交車輛線路所途徑道路的交通流平均行程速度
[0010] 步驟五、根據(jù)步驟四中的，判斷公交車輛線路所途徑道路的交通流運行狀態(tài)。
[0011] 發(fā)明效果
[0012] 采用本發(fā)明的一種基于公交車載GPS數(shù)據(jù)的城市道路交通狀態(tài)判別方法，公交車 在站點間的路段上運行時，其運行狀態(tài)與道路交通流運行狀態(tài)存在密切關(guān)系。當(dāng)交通流擁 堵時，公交車運行速度慢，反之公交車運行速度快，將安裝有GPS設(shè)備的公交車當(dāng)作浮動 車，利用公交車運行數(shù)據(jù)判別城市道路交通狀態(tài)，在不增加硬件投入的情況下，充分挖掘可 以利用的交通資源，能夠?qū)崟r、穩(wěn)定地獲取所需基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)，并進行道路交通狀態(tài)判別， 適用于我國許多大中型城市，克服現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟成本高、交通數(shù)據(jù)檢測誤差大及檢測數(shù)據(jù) 不穩(wěn)定的缺陷，提高城市交通管理水平，本發(fā)明對城市交通流實際平均行程時間的預(yù)測精 度較高，預(yù)測誤差僅為5. 26 %，交通狀態(tài)判別結(jié)果準確。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明流程圖；
[0014] 圖2為公交車輛運行圖，L為公交車輛線路長度，單位為米，a為停靠站1，b為停 靠站2,c為?？空緅，d為?？空綣，e為公交車1，f?為公交車i，g為公交車I。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0015] 一：結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，一種基于公交車載GPS數(shù)據(jù)的 城市道路交通狀態(tài)判別方法，其特征在于，一種基于公交車載GPS數(shù)據(jù)的城市道路交通狀 態(tài)判別方法具體是按以下步驟進行的：
[0016] 步驟一、計算公交車輛在其線路所途徑道路上的平均行程時間$
[0017] 步驟二、計算公交車輛在其線路所途徑道路上公交車站點平均總?？繒r間馬;
[0018] 步驟三、根據(jù)步驟一中的$和步驟二中的巧計算公交車在其線路所途徑道路上 各公交車站點之間的平均行程時間為.1:
[0019] 步驟四、根據(jù)步驟三中的馬計算公交車輛線路所途徑道路的交通流平均行程速度 V:,
[0020] 步驟五、根據(jù)步驟四中的P判斷公交車輛線路所途徑道路的交通流運行狀態(tài)。
[0021 ]
【具體實施方式】二、本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，所述步驟一中計算公 交車輛在其線路所途徑道路上的平均行程時間g;具體過程為：
[0022] 第i輛公交車在道路上的平均行程時間1\為：
[0023] T1=t"-t'x (1)
[0024] 式中，T1單位為秒；
[0025] t';為第i輛公交車進入道路的時刻，單位為秒；
[0026] t"i為第i輛公交車駛離道路的時刻，單位為秒；
[0027] 設(shè)X分鐘（X取值30分鐘）內(nèi)，一共有I輛公交車駛離其線路所途徑道路，這I輛 公交車在其線路所途徑道路上的平均行程時間5為：
[0029] 式中，茍單位為秒；i的取值范圍為I<i<I，I為正整數(shù)，i為正整數(shù)。
[0030] 其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0031 ]
【具體實施方式】三、本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，所述步驟二中計 算公交車輛在其線路所途徑道路上公交車站點平均總停靠時間島:;具體過程為：
[0032] 步驟二一、判斷第i輛公交車進入其線路所途徑道路上第j個公交站點時刻 d'lj;具體過程為：
[0033] 公交車載GPS設(shè)備以1秒為間隔采集公交車運行數(shù)據(jù)，包括經(jīng)煒度、速度、方向、海 拔等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至公交管理中心，公交管理中心將GPS數(shù)據(jù)匹配至道路電子地圖 上；當(dāng)公交車i距離?？空緅在10米以內(nèi)，且cTlS+2時刻的運行速度均小 于等于5km/h時，定義d' ^為公交車i進入停靠站j的時亥I」，d' #d' #1、d' ^+2時 刻單位為秒，i為正整數(shù)，j為正整數(shù)；
[0034] 步驟二二、判斷第i輛公交車駛離其線路所途徑道路上第j個公交站點時刻 d" 1];具體過程為：
[0035] 當(dāng)?shù)趇輛公交車距離?？空緅在10米以內(nèi)，且d"yd" ^+Ud" ^+2時刻的運行 速度均大于5km/h時，定義d"u為公交車i駛離?？空緅的時刻，d"ipd"u+Ud" ^+2 時刻單位為秒，i為正整數(shù)，j為正整數(shù)；
[0036] 步驟二三、計算所有公交車在其線路所途徑道路的所有站點的平均總?？繒r間；
[0037] 第i輛公交車在道路上第j個公交站點的?？繒r間Dlj為：
[0038] Dlj=d"1-d,lS (3)
[0039] 式中：Dlj單位為秒；
[0040] 第i輛公交車在其線路所途徑道路上所有公交站點的總?？繒r間為D1S:
[0042] 式中J為道路上交通流單向運行方向的公交車站點總數(shù)；
[0043] Di單位為秒；
[0044] 設(shè)X分鐘內(nèi)，一共有I輛公交車駛離其線路所途徑道路，這I輛公交車在其線路所 途徑道路上所有站點平均總停靠時間恩為：
[0046] 式中：島單位為秒。
[0047] 其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0048]
【具體實施方式】四、本實施方式與【具體實施方式】一、二或三不同的是，所述步驟三中 根據(jù)步驟一中的T1和步驟二中的Di計算公交車在其線路所途徑道路上各公交車站點之間 的平均行程時間;具體過程為：
[0049] I輛公交車在其線路所途徑道路上各公交車站點之間的平均行程時間4為：
[0050] A1 =T1 -Di (6. )
[0051] 式中：4單位為秒。
[0052] 其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一、二或三相同。
【具體實施方式】 [0053] 五、本實施方式與一、二、三或四不同的是，所述步驟 四中根據(jù)步驟三中的為計算公交車輛線路所途徑道路的交通流平均行程速度F;具體過程 為：
[0054] 公交車輛在其線路所途徑道路上交通流平均運行速度為I7為：
[0055] W二UATT (?)
[0056] 式中：L為道路的長度，單位為米；
[0057] ATT為交通流在道路上的平均行程時間，計算方法為：
[0058] .4^ = 0.837^^1/-3.5891 (8;
[0059] 式中：?單位為秒；
[0060] ATT單位為秒。
[0061 ] 其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一、二、三或四相同。
【具體實施方式】 [0062] 六、本實施方式與一、二、三、四或五不同的是，所述步 驟五中根據(jù)步驟四中的;T判斷公交車輛線路所途徑道路的交通流運行狀態(tài)；具體過程為：
[0063] 當(dāng)F大于等于8. 3m/s時，道路處于順暢交通狀態(tài)；
[0064] 當(dāng)r大于等于5. 6m/s、小于8. 3m/s時，道路處于一般擁擠交通狀態(tài)；
[0065] 當(dāng)F小于5.