基於計程車和公交gps數據的公交運行狀態判別方法及應用系統的製作方法

2023-06-13 22:30:16 2

基於計程車和公交gps數據的公交運行狀態判別方法及應用系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於智能交通【技術領域】，基於計程車和公交GPS數據的公交運行狀態判別方法及應用系統，整個系統包括前端計程車與公交GPS實時數據採集系統和後臺核心數據處理系統兩個部分，所述前端計程車與公交GPS實時數據採集系統為所述後臺核心數據採集系統提供實時的基礎數據。系統完成（1）數據採集（2）數據預處理（3）交通參數估計（4）公交運行狀態判別。利用歷史資料庫進行分析，給每個路段劃定公交運行狀態閾值，然後根據交通參數估計模型實時計算輸出的路段公交運行速度判別公交運行狀態，狀態分為暢通、緩行、擁擠三個等級。本發明利用公交數據與計程車數據融合進行分析，提高了數據的質量與判別的準確性。
【專利說明】基於計程車和公交GPS數據的公交運行狀態判別方法及應用系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於城市道路計程車GPS數據與公交車GPS數據的公交運行狀態判別方法，屬於智能交通【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著社會經濟的迅速發展，城市機動車保有量快速增加，城市交通需求持續增長，中國很多城市交通擁堵日益突出。為緩解交通擁堵，倡導綠色出行，很多城市推出了「公交都市」的概念。「公交都市」與傳統的公交出行的概念有很大的差異，「公交都市」通過引入ITS技術，逐步實現公交出行的數位化、網絡化、集成化、智能化。然而，建設「公交都市」仍然存在很大的問題:現有的公共運輸信息數據本身存在較大的缺陷，如數據質量的不穩定導致發布結果的不可靠性，定位數據發送周期的較大導致識別公交車到站與交叉口停靠信息較為困難；公交信息源單一，缺乏與道路實時信息的融合，導致計算得到的公交運行狀態判別結果並不準確；現有的公交信息系統計算效率低，難以滿足實時運行狀態監測的需求等等。這些問題嚴重阻礙了 「公交都市」的發展，給倡導「綠色公交出行」帶來了極大的困難。
[0003]經過現有技術文獻檢索發現，利用計程車和公共汽(電)車全球衛星定位系統(Global Position System, GPS)數據的公交運行狀態判別技術未見公開報導。

【發明內容】

[0004]本發明針對以上問題的思考與研究，產生了基於計程車與公交車GPS數據的公交運行狀態判別的技術思路和實現方法，有較大推廣前景。
[0005]本發明針對城市計程車與公交車實時數據融合分析技術的應用推廣，結合中國城市公交運行的實際情況，提出了一種新的多源交通實時數據融合運用方法，以提供一種高效、可靠、精確、穩定的城市公交運行狀態判別技術。
[0006]為達到以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—、系統技術方案:
[0008]一種基於計程車與公交GPS數據的公交運行狀態判別系統，其特徵在於，整個系統包括前端計程車與公共汽(電)車GPS實時數據採集系統和後臺核心數據處理系統兩個部分，所述前端計程車與公共汽(電)車GPS實時數據採集系統為所述後臺核心數據採集系統提供實時的基礎數據。
[0009]所述前端計程車與公交GPS數據實時採集系統包括車載計程車GPS設備、公共汽(電)車GPS數據兩個終端設備，以及現有的線路站點信息表、路網GIS地圖，它們提供的基礎數據分別是:計程車GPS實時數據、公共汽(電)車實時數據、線路站點基礎信息數據表、GIS空間資料庫。
[0010]所述後臺核心數據處理系統又包括有預處理模塊、交通參數估計模塊、公交運行狀態判別模塊和歷史資料庫，其中:
[0011]所述預處理模塊，包括異常數據識別模塊、數據地圖匹配模塊、路段數據修正模塊、和公交數據補充模塊，
[0012]所述異常數據識別模塊以計程車GPS數據與公交GPS數據作為輸入，根據兩者在歷史資料庫中的歷史數據特徵與相關性來識別剔除掉其中的異常數據，
[0013]所述數據地圖匹配模塊對異常數據識別模塊輸出的計程車及公交車GPS數據，再結合線路站點信息表、路網GIS地圖對其進一步進行路段和站點的匹配，從而剔除其中錯誤的數據，
[0014]所述路段數據修改模塊對於數據地圖匹配模塊輸出的速度正常但其它欄位有異常的克服其存在的小問題，利用相鄰數據完成數據的修正，
[0015]所述公交數據補充模塊對路段數據修改模塊輸出的修正數據後，在實時數據輸入樣本量不足的情況下，則調取歷史資料庫中的歷史數據進行補充，如此通過融合歷史數據來提高數據質量，
[0016]該輸出的高質量數據分別更新歷史資料庫和提供給交通參數估計模塊加以提取其中有用的參數。
[0017]所述交通參數估計模塊，包括交通參數提取模塊和公交運行特徵估計模塊，所述的交通參數提取模塊提取從預處理後輸出的同一時刻對應該路段的公交車GPS數據和計程車GPS數據兩種基礎數據，從中分別提取出公交路段行程時間、公交數據樣本量、計程車路段運行速度、計程車數據樣本量這四項參數。
[0018]所述公交運行特徵估計模塊利用海量歷史數據(至少一周)進行模型擬合，獲取不同道路特徵下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特徵庫，路段公交運行特徵基礎模型如下:
【權利要求】
1.一種基於計程車與公交GPS數據的公交運行狀態判別系統，其特徵在於，整個系統包括前端計程車與公共汽(電)車GPS實時數據採集系統和後臺核心數據處理系統兩個部分，所述前端計程車與公共汽(電)車GPS實時數據採集系統為所述後臺核心數據採集系統提供實時的基礎數據， 所述前端計程車與公交GPS數據實時採集系統包括車載計程車GPS設備、公共汽(電)車GPS數據兩個終端設備，以及現有的線路站點信息表、路網GIS地圖，它們提供的基礎數據分別是:計程車GPS實時數據、公共汽(電)車實時數據、線路站點基礎信息數據表、GIS空間資料庫， 所述後臺核心數據處理系統又包括有預處理模塊、交通參數估計模塊、公交運行狀態判別模塊和歷史資料庫，其中: 所述預處理模塊，包括異常數據識別模塊、數據地圖匹配模塊、路段數據修正模塊、和公交數據補充模塊， 所述異常數據識別模塊以計程車GPS數據與公交GPS數據作為輸入，根據兩者在歷史資料庫中的歷史數據特徵與相關性來識別剔除掉其中的異常數據， 所述數據地圖匹配模塊對異常數據識別模塊輸出的計程車及公交車GPS數據，再結合線路站點信息表、路網GIS地圖對其進一步進行路段和站點的匹配，從而剔除其中錯誤的數據， 所述路段數據修改模塊對於數據地圖匹配模塊輸出的速度正常但其它欄位有異常的克服其存在的小問題，利用相鄰數據完成數據的修正， 所述公交數據補充模塊對路段數據修改模塊輸出的修正數據後，在實時數據輸入樣本量不足的情況下，則調取歷史資料庫中的歷史數據進行補充，如此通過融合歷史數據來提高數據質量，` 該輸出的高質量數據分別更新歷史資料庫和提供給交通參數估計模塊加以提取其中有用的參數， 所述交通參數估計模塊，包括交通參數提取模塊和公交運行特徵估計模塊，所述的交通參數提取模塊提取從預處理後輸出的同一時刻對應該路段的公交車GPS數據和計程車GPS數據兩種基礎數據，從中分別提取出公交路段行程時間、公交數據樣本量、計程車路段運行速度、計程車數據樣本量這四項參數， 所述公交運行特徵估計模塊利用海量歷史數據(至少一周)進行模型擬合，獲取不同道路特徵下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特徵庫，路段公交運行特徵基礎模型如下:
2.一種基於計程車與公共汽(電)車的全球定位系統獲取數據的公交運行狀態判別方法，其特徵在於，依次包括如下步驟: (1)數據採集: 通過接口伺服器連接至城市的計程車數據中心、公交車數據中心的數據接口，獲得路網上各個GPS終端的實時數據， (2)數據預處理: 基於實時輸入的計程車GPS數據、公交車GPS數據、靜態的GIS路網數據、線路站點數據信息進行數據的預處理，通過數據篩選、修復、數據融合來提高數據質量，得到有效地高質量數據， (21)首先對輸入的計程車GPS數據、公交車GPS數據進行識別並剔除速度異常的數據， (22)然後結合靜態的GIS路網數據、線路站點數據信息對計程車及公交車GPS數據進行路段和站點的匹配， (23)之後對於速度正常但其它欄位有異常的數據進行修正處理， (24)最後在實時數據輸 入樣本量不足的情況下用歷史數據進行補充，便終結數據預處理工作； (3)交通參數估計: (31)首先對預處理過輸出的公交車GPS數據提取公交路段行程時間、公交數據樣本量這兩項參數，然後利用預處理過輸出的計程車GPS數據估計同一時刻對應該路段的計程車路段運行速度、計程車數據樣本量這兩項參數， (32)基於以上四個參數，以公交路段行程時間、公交數據樣本量、計程車路段運行速度、計程車數據樣本量作為模型的輸入，公交路段運行速度作為輸出，利用海量歷史數據進行模型擬合，獲取不同道路特徵下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特徵庫，路段公交運行特徵基礎模型如下:
【文檔編號】G06F17/30GK103871239SQ201410097193
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】滕靖, 張力楠, 譚華東 申請人:同濟大學