基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法
2023-10-08 03:33:14
基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法
【專利摘要】本發明公開了基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，引入道路時空可達性和基於模糊邏輯的隧道路段車輛行為模式權重信息，分析了車輛在隧道路段及輔道上行駛時其行為模式的差異性。建立了隧道路段地圖匹配流程框架，通過時間序列有向圖的構建，給出了連接權重的計算方法。該方法匹配精度超過90％，可以用於城市隧道路段的交通信息處理。
【專利說明】
基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及隧道路段在線地圖匹配方法，特別是基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展，汽車保有量的增加，城市交通擁堵現象越來越嚴重。為了實現城市交通分流、緩解城市交通擁堵，修建城市隧道越來越成為解決這一問題的重要舉措，隧道路段車輛信息的採集對於整個城市交通信息的發布具有重要意義。近年來，浮動車技術作為獲取道路交通信息的先進技術手段在智能交通領域得到了快速發展，國內外存在大量相關的研究，浮動車地圖匹配模型族的解決方案，包括道路初次匹配模型、平行方向道路識別模型、節點匹配模型和延時匹配模型。
[0003]一種曲線匹配和基於概率分析模型的算法框架，引入基於模糊邏輯和最短路徑算法的路徑確定算法；一種基於大規模歷史GPS數據後期處理的地圖匹配方法，但該方法不能滿足交通信息實時發布的需求；一種面向低採樣率GPS數據的全局地圖匹配算法，算法採用了時空分析方法生成一個候選圖，並將擁有最高匹配得分的路段序列作為最終匹配結果；一種基於交叉口數據結構的地圖匹配算法，用於解決城市交叉口處的匹配問題。
[0004]已有的大量針對地圖匹配的研究主要是面向城市普通道路的，基於城市隧道路段的特殊性，已有研究並沒有考慮車輛在隧道路段及輔道上行駛時交通狀態的差異性，無法適用於隧道路段地圖匹配。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種能夠根據實時GPS信息來識別車輛的行駛路徑，鑑別車輛是否行駛在隧道路段的基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案:基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，步驟包括:
1)判斷道路時空的可達性；
2)選擇隧道路段車輛的行為模式，與在線地圖匹配。
[0007]步驟I)中當前後兩個連續候選路段為同一個路段或者前後兩個連續候選路段是不同路段並且第一個路段的終點和第二個路段的起點在拓撲上是連通的則道路時空具有可達性。
[0008]步驟2)中對時問序列有向圖中的所有擁有可達性標識的連接線進行連接權重賦值，νω,ω+1 (Lffl, Ln) =ffGi (Lffl)+ ffGi+1 (Ln)，式中 Ιω,ω+1 (Lm，Ln)表示定位點 ω的候選路段 Lm到定位點ω+1的候選路段Ln的連接權重，We (L)表示定位點G的候選路段L的匹配權重。
[0009]採用上述技術方案後，本發明具有以下有益效果:能夠根據實時GPS信息來識別車輛的行駛路徑，鑑別車輛是否行駛在隧道路段。
【具體實施方式】
[0010]下面根據具體實施例對本發明作進一步的解釋。
[0011]本專利是確保隧道路段待匹配點序列的起點和終點均為置信點(CP)，同時結合最大延時約束動態時間窗(MDCDTW)的概念。利用置信點和最大延時約束動態時間窗不僅能夠有效消除傳播誤差和提高匹配精度，還可以滿足匹配實時性需求。其中MDCDTW包含三部分:①等待匹配的點序列WP;②WP相應的候選路段集wL ;③自定義的最大延時約束D。
[0012]當車輛行駛在簡單路網時，利用簡單的匹配算法就能獲得良好的匹配效果，而當車輛行駛在高複雜度的路網時，如隧道、跨線橋、高架路等，只考慮單一定位點信息難以實現正確匹配。本專利基於路段的思想，提出一種針對隧道路段適用於長時間間隔浮動車數據的點序列匹配方法，該方法綜合車輛的行駛軌跡信息(由GPS點序列構成)、幾何和拓撲信息，通過找到匹配權重總和最大的路徑作為最終的匹配路段。方法分為兩個部分:①道路時空可達眭隧道路段車輛行為模式。
[0013]基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，步驟包括:
1)判斷道路時空的可達性；
2)選擇隧道路段車輛的行為模式，與在線地圖匹配。
[0014]步驟I)中當前後兩個連續候選路段為同一個路段或者前後兩個連續候選路段是不同路段並且第一個路段的終點和第二個路段的起點在拓撲上是連通的則道路時空具有可達性。
[0015]步驟2)中對時問序列有向圖中的所有擁有可達性標識的連接線進行連接權重賦it,^Gi,Gi+1 (Lffl, Ln) =ffGi (Lffl)+ ffGi+1 (Ln)，式中 Ιω,ω+1 (Lm，Ln)表示定位點 ei 的候選路段 Lm
到定位的候選路段Ln的連接權重，We (L)表示定位點G的候選路段L的匹配權重。
[0016]在wL中，一個路段是最優路徑的組成部分的必要條件是:該路段與下一個相鄰的候選路段集中的某一路段滿足道路時空可達性要求。因此，對任意一對在相鄰候選路段集中的路段要進行道路時空可達性檢測。若且唯若兩個被檢測路段可以完全滿足道路時空可達性要求時，才為它們之間的連接線賦予可達性標識，擁有該標識才可以進行下一步的連接權重賦值。
【權利要求】
1.基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，其特徵在於步驟包括: 1)、判斷道路時空的可達性； 2)、選擇隧道路段車輛的行為模式，與在線地圖匹配。
2.根據權利要求1所述的基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，其特徵在於步驟1)中當前後兩個連續候選路段為同一個路段或者前後兩個連續候選路段是不同路段並且第一個路段的終點和第二個路段的起點在拓撲上是連通的則道路時空具有可達性。
3.根據權利要求1所述的基於浮動車數據的隧道路段在線地圖匹配方法，其特徵在於步驟2)中對時問序列有向圖中的所有擁有可達性標識的連接線進行連接權重賦值，ffGi；Gi+1(Lm, Ln) =ffGi (Lm) + ffGi+1 (Ln)，式中 Ιω，ω+1 (Lm, Ln)表示定位點 ei的候選路段 L m 到定位的候選路段Ln的連接權重，We (L)表示定位點G的候選路段L的匹配權重。
【文檔編號】G08G1/01GK104504898SQ201410752436
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】王東宇 申請人:王東宇