一種交通擁堵傳播路徑的研究方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種交通擁堵傳播路徑的研究方法，屬于智能交通系統(tǒng)研究領域。
【背景技術】
[0002]近年來，由于交通擁堵而產生的環(huán)境污染、道路擁擠和安全事故等問題已經(jīng)影響人們的日常生活，并逐漸成為整個社會的關注熱點。我國政府試圖通過引進在國外行之有效的交通管理辦法和控制措施來緩解國內交通擁堵，包括收取道路擁堵費、車牌錯峰限行、限制異地車輛進入擁擠地區(qū)等。例如，2009年，廣州頒布《廣州市城市交通改善實施方案》，在交通擁擠時段對進入城市最繁忙、最擁擠地區(qū)的車輛實行收費。2011年杭州市政府制定機關公交班車方案，鼓勵政府工作人員集中乘車上、下班，少開私家車，緩解交通“兩難”。然而，單純依靠行政手段限制并不能從根本上解決擁堵問題。由于人們對交通擁堵傳播路徑缺乏足夠的、準確的認識，導致實際緩解交通擁堵過程中存在一定的盲目性，缺乏有效的控制手段。因而，深入研究交通擁堵傳播路徑對于緩解交通擁堵具有重大意義。
[0003]通過調查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有方法均通過模擬道路及擁堵信息來研究交通擁堵傳播路徑。例如尚華艷、黃海軍和高自友撰寫的《基于元胞傳輸模型的實時交通信息設計》，利用元胞傳輸模型和LOGIT路徑選擇原則研究由信息可變信息標志(VMS，Variable Message Signs)提供的實時交通信息對交通流的影響，給出了一種基于CTM的路徑行駛時間計算方法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當發(fā)生重復性擁擠時，路徑越長，VMS的信息越不能真實地反映當時的交通狀況，出行者越不容易做出正確的路徑抉擇。又如HANG Ao-mu-han, GAO Z1-you所撰寫的《突發(fā)事故下交通信息策略研究》，通過研究基于元胞傳輸模型的仿真描述出行者在ATIS信息下的動態(tài)路徑選擇行為，而對于沒有裝備ATIS設備的出行者，其在出行過程中不能進行路徑選擇和變更，只能按照平時出行的固定路徑到達迄點，事實上ATIS設備的裝備率很低導致ATIS信息不充足，從而模型模擬得到的數(shù)據(jù)具有了不可靠性。又如李樹彬等提出的基于事件的交通擁堵模擬與消散策略研究，其仿真環(huán)境中模擬所得數(shù)據(jù)真實性不高，存在一定誤差。
[0004]浮動車GPS能記錄真實的交通數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進行有效的處理和分析，可以得到相應的道路速度，進一步了解交通擁堵路徑。運用真實的數(shù)據(jù)，具有可靠性和準確性，能夠更有針對性地采取措施來解決交通擁堵問題，如:一、發(fā)布信息使用戶了解易擁堵路段及其時間段；二、加強擁堵路段道路設施建設，增加紅綠燈及交警數(shù)量，以緩解擁堵狀態(tài)；三、對城市新建、擴建和改建部分進行合理規(guī)劃，使道路設施建設更有針對性，以減少甚至消除由于規(guī)劃不合理而導致的交通擁堵隱患等。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，通過對浮動車GPS采集的真實數(shù)據(jù)進行處理和分析，充分發(fā)揮所得數(shù)據(jù)的準確性，提供了城市道路真實準確的交通擁堵傳播信息。本發(fā)明的技術構思為首先將浮動車GPS采集得到的歷史交通數(shù)據(jù)運用正交投影算法進行道路匹配；然后對數(shù)據(jù)進行有效處理和分析，得到各路段的瞬時速度；再取某時間段的速度平均值作為路段平均速度，低于該速度的時間段為該路段的擁堵時間段；最后以時間為單位，將擁堵的路段標注在網(wǎng)絡地圖上提供給用戶。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術步驟如下:
[0007](I)車輛與道路匹配
[0008]首先運用正交投影算法計算與所選車輛相鄰的所有路段距離，然后從中選擇值最小的路段，最后將車輛信息匹配到該路段上。
[0009](2)計算路段平均速度
[0010]以η(—般選取15分鐘)為一個時間間隔，將各時間間隔內采集的車輛速度信息分別運用平均法計算，得到各路段在各個時間段的平均速度；統(tǒng)計各個時間段的大小值，選取其中的最大速度和最小速度，計算兩者平均值作為該路段一天的平均速度。
[0011](3)統(tǒng)計道路擁堵時間段
[0012]運用平均速度擁堵趨勢算法，將一天平均速度作為標準，統(tǒng)計各個時間段的路段速度與平均速度的關系，低于此速度的時間段記為0，反之記為1，數(shù)據(jù)缺失則記為-1，連續(xù)三個O或者以上即為該路段在這時間段內具有擁堵趨勢；觀察統(tǒng)計結果，提取出每條道路的擁堵時間段。
[0013](4)標注擁堵路段
[0014]根據(jù)得到的道路擁堵時間段，以15分鐘為一個間隔，分別在地圖上標注不同道路的交通狀況，最后按時間順序，動態(tài)顯示用戶自定義的任意時段交通擁堵傳播路徑。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明解決了現(xiàn)有研究解決了模擬道路及模擬擁堵的數(shù)據(jù)不可靠性問題，充分發(fā)揮了所得數(shù)據(jù)的準確性，并且動態(tài)顯示，真實準確提供給用戶城市道路擁堵信息，方便用戶出行。
【附圖說明】
[0016]圖1是道路擁堵傳播路徑流程圖；
[0017]圖2是舉例路段擁堵的時間計算圖；
[0018]圖3是2012年7月21日上午六點到七點每隔十五分鐘西湖區(qū)某區(qū)域內的道路擁堵傳情況標注圖(紅色為最先開始擁堵的道路，黑色為第二時間段擁堵的道路，藍色次之，最后引起綠色路段的道路擁堵)。
【具體實施方式】
[0019](I)車輛與道路匹配:
[0020]浮動車GPS采集到的速度信息作為實驗的主要數(shù)據(jù)來源，首先運用正交投影算法計算與所選車輛相鄰的所有路段距離，然后從中選擇數(shù)值最小的路段，最后將數(shù)據(jù)匹配到該路段上。
[0021](2)計算路段瞬時速度:
[0022]選取上午六點到十二點這一時段，以十五分鐘為單位，運用平均法對浮動車GPS數(shù)據(jù)進行處理，得到該路段在各時間段的平均速度。下列數(shù)據(jù)為2012年7月21日杭州道路ID為0000000001401的道路速度:
[0023]33.6 32.57 26.83 32 18.5 41.4 28.5 31.63 32.88 23.7 25.45 33.37 34.1428.5 30.98 2725.26 25.34 24.38 32.55 34.8 19.67 27.3 19
[0024]從六點到十二點每隔十五分鐘的道路速度，共計24個時間點。若存在0，則為該時間點數(shù)據(jù)缺失。
[0025](3)計算路段平均速度:
[0026]對該路段，以時間為橫坐標，路段速度為縱坐標，將所得數(shù)據(jù)繪制在平面直角坐標系中。運用平均速度擁堵趨勢算法，獲取某一時間段的最大速度和最小速度，取其平均值作為該路段在這一時間段的平均速度，低于此速度的時間點記為0，反之記為1，數(shù)據(jù)缺失則記為-1，連續(xù)三個O則為擁堵時間段。
[0027]2012年7月21日杭州道路ID為0000000001401的道路速度計算結果如圖2所示，紅色框則為擁堵的時間段，起點為早上六點，每隔十五分鐘一個數(shù)據(jù)，因此可以計算出該路段擁堵的時間。
[0028](4)擁堵路段標注:
[0029]從第一時刻開始，將這一時刻擁堵的路段挑出，將地圖上的這些路段繪制為紅色。以此類推，將第二時刻、第三時刻等等擁堵的路段分別繪制好，最終用戶指定起止時間，按照時間順序以動態(tài)形式呈現(xiàn)給用戶準確可靠的交通狀態(tài)信息。2012年7月21日上午六點到十二點西湖區(qū)某區(qū)域內的道路擁堵傳情況，如圖3。
[0030](5)分析數(shù)據(jù):
[0031]通過對大量的歷史數(shù)據(jù)研究分析，得到城市交通的擁堵瓶頸。再通過針對的手段方法來緩解道路交通的壓力，方便居民出行。
【主權項】
1.一種交通擁堵傳播路徑的研究方法，其特征在于包括以下步驟: (1)運用正交投影算法計算與所選車輛相鄰的所有路段距離，然后從中選擇值最小的路段，最后將車輛信息匹配到該路段上。 (2)以η(—般選取十五分鐘)為一個時間間隔，將各時間間隔內采集的車輛速度信息分別運用平均法計算，得到各路段在各個時間段的平均速度；統(tǒng)計各個時間段的大小值，選取其中的最大速度和最小速度，計算兩者平均值作為該路段一天的平均速度。 (3)運用平均速度擁堵趨勢算法，將一天平均速度作為標準，統(tǒng)計各個時間段的路段速度與平均速度的關系，低于此速度的時間段記為O，反之記為1，數(shù)據(jù)缺失則記為-1，連續(xù)三個O或者以上即為該路段在這時間段內具有擁堵趨勢；觀察統(tǒng)計結果，提取出每條道路的擁堵時間段。 (4)根據(jù)得到的道路擁堵時間段，以15分鐘為一個間隔，分別在地圖上標注不同道路的交通狀況，最后按時間順序，動態(tài)顯示用戶自定義的任意時段交通擁堵傳播路徑。2.根據(jù)權利要求1所述的平均速度擁堵趨勢算法，其特征在于，所述的平均速度擁堵趨勢以一天的平均速度為標準，用各時段的路段速度與平均速度作比較，低于此速度的時間段記為O，反之記為1，數(shù)據(jù)缺失則記為-1，連續(xù)三個O或者以上即為該路段在這時間段內具有擁堵趨勢；觀察統(tǒng)計結果，提取出每條道路的擁堵時間段。3.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)顯示方法，其特征在于，所述的動態(tài)顯示方法以15分鐘為一個間隔，分別在地圖上標注不同道路的交通狀況，最后按時間順序，動態(tài)顯示用戶自定義的任意時段交通擁堵傳播路徑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交通擁堵傳播路徑的研究方法，包括：a.車輛與道路匹配；b.計算路段平均速度；c.統(tǒng)計道路擁堵時間段；d.標注擁堵路段。本方法通過對浮動車GPS的真實數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理和分析，充分發(fā)揮所得數(shù)據(jù)的準確性，克服了現(xiàn)有研究為模擬道路及模擬擁堵的數(shù)據(jù)不可靠性問題，并且動態(tài)顯示，提供給用戶真實可靠的道路擁堵信息。
【IPC分類】G08G1/0969
【公開號】CN105006167
【申請?zhí)枴緾N201410165502
【發(fā)明人】夏瑩杰, 陳勇, 王夢芫, 朱倩倩
【申請人】杭州遠眺科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2014年4月18日