基於fcd與地磁檢測器的道路狀態融合方法
2023-08-06 06:04:01
專利名稱：基於fcd與地磁檢測器的道路狀態融合方法
技術領域：
本發明涉及多源數據融合領域，尤其是一種基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法。
技術背景
F⑶(Floating Car Data)是利用浮動車採集的車輛位置變化信息進行實時道路交通狀態動態提取的系統，其中包括GPS數據預處理、地圖匹配、路徑推測和歷史速度補充等浮動車數據處理的核心算法。利用帶有GPS的浮動車可以實時採集車輛的位移信息，將時間序列的車輛位置坐標與地圖進行匹配，可以得到浮動車輛的速度數據，取路段所有浮動點速度的空間平均值可以得路段的實時平均速度，將一定周期內的路段實時速度進行算術平均可以得到道路的周期平均速度，進而可以提取道路的交通狀態數據。
FCD通過速度計算模型，計算當前時間所經過路段的車輛行駛速度和平均旅行時間，可以實時提取道路交通狀態，但是沒有GPS覆蓋或者覆蓋樣本數較小的路段，就無法準確獲取道路狀態信息，無法為出行人和交通管理者提供可靠的決策信息
發明內容
本發明的目的在於提供一種將FCD速度數據與地磁檢測器檢測的密度數據進行融合得到路段的交通狀態，提高交通狀態提取的準確度，為出行人和交通管理者提供可靠的決策信息的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法。
為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案一種基於F⑶與地磁檢測器的道路狀態融合方法，該方法包括下列順序的步驟(1)利用浮動車檢測路網各個路段的浮動點數據，經處理得到各個路段的速度信息，並將所有路段的速度信息實時上傳至後臺伺服器；(2)利用地磁檢測器檢測路網各個路段檢測點的佔有率數據，經處理得到各個路段的密度信息，並將所有擁有地磁檢測器的路段的密度信息實時上傳至後臺伺服器；(3)後臺伺服器實時接收浮動車與地磁檢測器傳回的數據，經過處理得到速度-密度回歸關係式，將路段實時密度、速度信息融入後臺伺服器的資料庫，實時更新密度-速度線性回歸方程式。
由上述技術方案可知，本發明利用浮動車車輛檢測道路網車流速度，並將車流速度信息數據發送至後臺伺服器，利用地磁檢測器檢測道路網車流密度，並將車流密度信息數據發送至後臺伺服器，後臺伺服器資料庫根據路網各個路段速度-密度回歸方程式屬性，轉換同質的交通參數數據進行交通狀態的融合與提取，為交通信息的發布系統提供基礎數據。本發明充分地利用了浮動車與地磁檢測器的特性，兩者的取長補短提高了的道路交通狀態提取的準確度。
圖1是本發明的工作流程圖；圖2是本發明的基於密度的道路狀態劃分示意圖； 圖3是本發明的基於速度的道路狀態劃分示意圖； 圖4是本發明密度-速度道路狀態劃分對應關係圖； 圖5是基於FCD的道路狀態劃分的速度區間值； 圖6是基於地磁的道路狀態劃分的密度區間值。
具體實施方式
一種基於F⑶與地磁檢測器的道路狀態融合方法，該方法包括下列順序的步驟 (1)利用浮動車檢測路網各個路段的浮動點數據，經處理得到各個路段的速度信息，並將所有路段的速度信息實時上傳至後臺伺服器；(2)利用地磁檢測器檢測路網各個路段檢測點的佔有率數據，經處理得到各個路段的密度信息，並將所有擁有地磁檢測器的路段的密度信息實時上傳至後臺伺服器；(3)後臺伺服器實時接收浮動車與地磁檢測器傳回的數據， 經過處理得到速度-密度回歸關係式，將路段實時密度、速度信息融入後臺伺服器的資料庫，實時更新密度-速度線性回歸方程式，如圖1所示。
所述的浮動車是指帶有用於記錄時間點和位置信息的GPS模塊的所有車輛，地磁檢測器採用無線地磁檢測器，無線地磁檢測器布置在路段中部，每個車道至少安裝一個無線地磁檢測器，無線地磁檢測器與布置在其旁側的控制器無線通訊，控制器與後臺伺服器通訊。
地磁檢測器是利用地磁磁場變化信息進行實時車輛檢測的系統，可以實時返回車輛經過地磁檢測器的地磁信號變化，將信號變化曲線進行處理可以得出路段密度、速度、流量等交通參數，所以F⑶與地磁檢測器是交通信息採集與處理的有效方式。利用Marksman 協議，地磁檢測器可以周期性地返回車輛的編號、時間、車間距、車速(兩個檢測器才會有)、 車長、車輛在檢測器上佔有的時間等原始數據，通過適當的算法我們可以計算各種交通參數值，進而可以道路交通狀態。
以下結合圖1對本發明作進一步的說明。
1、所述的GPS模塊實時反饋車輛所處的位置和時間信息，結合GIS地理信息系統進行地圖匹配，所述FCD系統每隔5分鐘統計路段平均車流速度，計算公式如下
權利要求
1.一種基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，該方法包括下列順序的步驟(1)利用浮動車檢測路網各個路段的浮動點數據，經處理得到各個路段的速度信息，並將所有路段的速度信息實時上傳至後臺伺服器；(2)利用地磁檢測器檢測路網各個路段檢測點的佔有率數據，經處理得到各個路段的密度信息，並將所有擁有地磁檢測器的路段的密度信息實時上傳至後臺伺服器；(3)後臺伺服器實時接收浮動車與地磁檢測器傳回的數據，經過處理得到速度-密度回歸關係式，將路段實時密度、速度信息融入後臺伺服器的資料庫，實時更新密度-速度線性回歸方程式。
2.根據權利要求1所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於 所述的浮動車是指帶有用於記錄時間點和位置信息的GPS模塊的所有車輛，地磁檢測器採用無線地磁檢測器，無線地磁檢測器布置在路段中部，每個車道至少安裝一個無線地磁檢測器，無線地磁檢測器與布置在其旁側的控制器無線通訊，控制器與後臺伺服器通訊。
3.根據權利要求1所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於 所述的GPS模塊實時反饋車輛所處的位置和時間信息，結合GIS地理信息系統進行地圖匹配，FCD系統每隔5分鐘統計路段平均車流速度，計算公式如下
4.根據權利要求1所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於無線地磁檢測器的控制器提取無線地磁檢測器的時間佔有率，提取公式如下
5.根據權利要求1所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於估算周期時間內經過路段的平均車輛長度，估算公式如下
6.根據權利要求4所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於 無線地磁檢測器的控制器每隔5分鐘統計路段平均車流密度，由無線地磁檢測器的時間佔有率數據計算得出各個檢測點的密度值，計算公式如下
7.根據權利要求6所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於 根據各個檢測器點的車流密度，將路段上所有檢測點的密度值取平均就得到路段的平均車流密度，計算公式如下
8.根據權利要求3或7所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於後臺伺服器綜合分析路網各個路段的密度-速度數據，利用線性回歸統計分析方法得出特定路段密度與速度的線性回歸方程式J = V/，其中、力路段平均車流速度，為路段自由速度，A為相關係數，^為路段平均車流密度。
9.根據權利要求3或7所述的基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，其特徵在於後臺伺服器綜合分析路網各個路段的密度-速度數據，利用線性回歸統計分析方法得出特定路段密度與速度的線性回歸方程式，.^= fc.—召；，其中力路段平均車流速度， kJaffl為路段阻塞密度，B為相關係數,—k為路段平均車流密度。
全文摘要
本發明涉及一種基於FCD與地磁檢測器的道路狀態融合方法，該方法包括下列順序的步驟利用浮動車檢測路網各個路段的浮動點數據，經處理得到各個路段的速度信息；利用地磁檢測器檢測路網各個路段檢測點的佔有率數據，經處理得到各個路段的密度信息；後臺伺服器實時接收浮動車與地磁檢測器傳回的數據，經過處理得到速度-密度回歸關係式，將路段實時密度、速度信息融入後臺伺服器的資料庫，實時更新密度-速度線性回歸方程式。利用浮動車檢測路網車流速度，利用地磁檢測器檢測路網車流密度，後臺伺服器資料庫根據路網各個路段速度-密度回歸方程式屬性，轉換同質的交通參數數據進行交通狀態的融合與提取，為交通信息的發布系統提供基礎數據。
文檔編號G08G1/01GK102509454SQ20111034173
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者吳堅, 夏崧洋, 鄒嬌, 高萬寶, 魯傳武 申請人:安徽科力信息產業有限責任公司