一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及北斗定位數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種基于北斗裝備的路段交 通擁堵指數(shù)計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛北斗裝置能夠通過衛(wèi)星返回的數(shù)據(jù)獲取車輛瞬時速度、位置信息（經(jīng)煒度）、 方向角等實時信息，通過地圖匹配方法將計算周期內(nèi)裝載有北斗設(shè)備的車輛的信息分配到 城市路網(wǎng)中相應(yīng)的路段上，通過一系列的處理分析得到周期路網(wǎng)交通運行指數(shù)，從而實現(xiàn) 對路段交通服務(wù)水平估計。
[0003] 交通擁堵指數(shù)是近兩年新提出的用于描述交通運行狀態(tài)的一個量化參數(shù)，北京、 浙江相繼推出了地方標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，但是地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定較為宏觀，沒有切實考 慮細(xì)節(jié)應(yīng)用問題。本發(fā)明主要提出一個路段擁堵指數(shù)的計算方法，采用浮動車技術(shù)獲取的 數(shù)據(jù)信息，通過一系列的處理挖掘，針對不同的道路等級（快速路、主干路、次干路、支路） 分別確定了相應(yīng)的計算方法，得到對應(yīng)路段的交通擁堵指數(shù)，評估路段的交通運行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是充分利用北斗裝置蓋面積廣、數(shù)據(jù)精度高、可靠性好的特點，提出 了一種靈活性高、針對性強、適用性好的路段擁堵指數(shù)計算方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種基于北斗裝備的路段交通擁堵 指數(shù)計算方法，包括以下步驟：
[0006] (1)利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速度；
[0007] (2)提取路段平均行程速度；
[0008] (3)確定計算因子；
[0009] (4)按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)的方法；
[0010] (5)路段運行服務(wù)水平估計。
[0011] 所述的利用利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速是計算一個統(tǒng)計周期內(nèi) 單車樣本平均旅行速度。在得到樣本車輛j所經(jīng)過的前后相鄰兩點的路徑信息{Pi，i = 1，2, L，η}后，通過路徑長度和時間差得到此次路徑的平均旅行速度〖ιΔΑ./Δ?,。當(dāng)途徑路 段數(shù)只有一個（不跨越路口）或卩>30公里/小時(暢通狀態(tài)）時，將卩賦給路段P1;否則， 按以下原則，結(jié)合起點的瞬時速度V1和終點的瞬時速度V2，分四種交通狀態(tài)對途徑的每個 路段速度分別賦值：
[0012] ①減速狀態(tài)（滿足V1 SV2 )時
[0013] 起始路段速度值賦為(V1 +〗)/2，其它路段速度值根據(jù)出行時間一致原則計算，即 用總的出行時間A t]減去起始路段的出行時間，然后通過距離除以該時間得到速度。
[0014] ②加速狀態(tài)（滿足S v S ν':）時
[0015] 終止路段速度值賦為(V2 +?)/2，其它路段速度值根據(jù)出行時間一致原則計算。
[0016] ③先減速后加速時
[0017] 起始路段速度值賦為V1，終止路段速度值賦為V2，中間路段（如果存在）速度值根 據(jù)出行時間一致原則計算。
[0018] ④先加速后減速時
[0019] 車輛處于走走停停狀態(tài)，途徑路段速度值賦為G ^
[0020] 所述提取路段平均行程速度，是根據(jù)一個統(tǒng)計周期內(nèi)路段的多車樣本平均行程速 度。計算公式如下：
[0022] 式中V1為弧段P i的平均速度，I i為弧段P ^勺長度，t u為第j輛車在路徑中弧段 P1上的出行時間，n i為弧段P 參與計算的車輛數(shù)目。這里，當(dāng)n i等于0,即該路段上沒有 數(shù)據(jù)覆蓋時，我們用歷史積累的一周不同時間段的歷史平均速度進(jìn)行補充；當(dāng)Ii1不等于0 時，路段旅行速度是多個樣本的調(diào)和平均速度。
[0023] 所述的確定計算因子a，公式如下：
是關(guān)于速度V的單調(diào)減函數(shù)。
[0025] 其中，Vf是路段的暢行速度，即在理想狀態(tài)下車輛行駛最大的速度值。
[0026] F是修正系數(shù)。
[0027] 所述的按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)TPI的方法，路段擁堵指數(shù)TPI 是關(guān)于計算因子a的一個線性分段函數(shù)。由于城市道路包括快速路、主干路、次干路、支路， 在此分別針對快速路、主干路、次干路、支路四種道路等級制定相應(yīng)的路段擁堵指數(shù)TPI的 方法。包括以下內(nèi)容：
[0028] 快速路的路段擁堵指數(shù)TPIf計算公式：
[0030] 主干路的路段擁堵指數(shù)了?13計算公式：
[0032] 次干路的路段擁堵指數(shù)1?1"計算公式：
[0034] 支路的路段擁堵指數(shù)TPIJf算公式：
[0036] 所述的路段運行服務(wù)水平估計是根據(jù)道路交通運行指數(shù)和路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)表 來估計路段運行服務(wù)水平。見表。
[0037] TPI與路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系表
[0038]

【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0040] -種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，包括以下步驟：
[0041] (1)利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速度；
[0042] (2)提取路段平均行程速度；
[0043] (3)確定計算因子；
[0044] (4)按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)的方法；
[0045] (5)路段運行服務(wù)水平估計。
[0046] S1、利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速是計算一個統(tǒng)計周期內(nèi)單車樣本平 均旅行速度。在得到樣本車輛j所經(jīng)過的前后相鄰兩點的路徑信息（P 1, i = 1，2, L，η}后， 通過路徑長度和時間差得到此次路徑的平均旅行速度[ = 。當(dāng)途徑路段數(shù)只有一 個（不跨越路口）或?>30公里/小時（暢通狀態(tài)）時，將?賦給路段P1;否則，按以下原 貝1J，結(jié)合起點的瞬時速度V1和終點的瞬時速度V 2，分四種交通狀態(tài)對途徑的每個路段速度 分別賦值：
[0047] ①減速狀態(tài)（滿足Vi V k V2 )時
[0048] 起始路段速度值賦為& +辦/2，其它路段速度值根據(jù)出行時間一致原則計算，即 用總的出行時間A t]減去起始路段的出行時間，然后通過距離除以該時間得到速度。
[0049] ②加速狀態(tài)（滿足Vi i < V2 )時
[0050] 終止路段速度值賦為(ν2 +?)/2，其它路段速度值根據(jù)出行時間一致原則計算。
[0051] ③先減速后加速時
[0052] 起始路段速度值賦為V1，終止路段速度值賦為V2，中間路段（如果存在）速度值根 據(jù)出行時間一致原則計算。
[0053] ④先加速后減速時
[0054] 車輛處于走走停停狀態(tài)，途徑路段速度值賦為
[0055] S2、提取路段平均行程速度，是根據(jù)一個統(tǒng)計周期內(nèi)路段的多車樣本平均行程速 度。計算公式如下：
[0057] 式中V1為弧段P i的平均速度，I i為弧段P ^勺長度，t u為第j輛車在路徑中弧段 P1上的出行時間，n i為弧段P 參與計算的車輛數(shù)目。這里，當(dāng)n i等于0,即該路段上沒有 數(shù)據(jù)覆蓋時，我們用歷史積累的一周不同時間段的歷史平均速度進(jìn)行補充；當(dāng)Ii1不等于0 時，路段旅行速度是多個樣本的調(diào)和平均速度。
[0058] S3、確定計算因子a，公式如下：
是關(guān)于速度V的單調(diào)減函數(shù)。
[0060] 其中，Vf是路段的暢行速度，即在理想狀態(tài)下車輛行駛最大的速度值。
[0061] F是修正系數(shù)。
[0062] S4、按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)TPI的方法，路段擁堵指數(shù)TPI是關(guān) 于計算因子a的一個線性分段函數(shù)。由于城市道路包括快速路、主干路、次干路、支路，在 此分別針對快速路、主干路、次干路、支路四種道路等級制定相應(yīng)的路段擁堵指數(shù)TPI的方 法。
[0063] 1)快速路的路段擁堵指數(shù)TPIf計算公式：
[0065] 2)主干路的路段擁堵指數(shù)了?13計算公式：
[0067] 3)次干路的路段擁堵指數(shù)1?1"計算公式：
[0069] 4)支路的路段擁堵指數(shù)1?11計算公式：
[0071] S5、路段運行服務(wù)水平估計是根據(jù)道路交通運行指數(shù)和路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)表來估 計路段運行服務(wù)水平。見表。
[0072] TPI與路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系表
[0073]
[0074] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速度； (2) 提取路段平均行程速度； (3) 確定計算因子； (4) 按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)的方法； (5) 路段運行服務(wù)水平估計。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在 于，所述的利用利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速是計算一個統(tǒng)計周期內(nèi)單車樣本 平均旅行速度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在 于，所述提取路段平均行程速度，是根據(jù)一個統(tǒng)計周期內(nèi)路段的多車樣本平均行程速度。計 算公式如下：式中t為弧段Pi的平均速度，1i為弧段P^勺長度，tu為第j輛車在路徑中弧段P的出行時間，叫為弧段P參與計算的車輛數(shù)目。這里，當(dāng)ni等于〇,即該路段上沒有數(shù)據(jù) 覆蓋時，我們用歷史積累的一周不同時間段的歷史平均速度進(jìn)行補充；當(dāng)&不等于0時，路 段旅行速度是多個樣本的調(diào)和平均速度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在 于，所述的確定計算因子a，公式如下：I關(guān)于速度v的單調(diào)減函數(shù)。 其中，Vf是路段的暢行速度，即在理想狀態(tài)下車輛行駛最大的速度值。 F是修正系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在 于，所述的按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)TPI的方法，路段擁堵指數(shù)TPI是關(guān)于 計算因子a的一個線性分段函數(shù)。由于城市道路包括快速路、主干路、次干路、支路，在此分 別針對快速路、主干路、次干路、支路四種道路等級制定相應(yīng)的路段擁堵指數(shù)TPI的方法。 包括以下內(nèi)容： 快速路的路段擁堵指數(shù)TPIf計算公式：主干路的路段擁堵指數(shù)了?13計算公式：次十路的路段擁堵指數(shù)TPIm計算公式：支路的路段擁堵指數(shù)1?11計算公式：6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法，其特征在 于，所述的路段運行服務(wù)水平估計是根據(jù)道路交通運行指數(shù)和路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)表來估計 路段運行服務(wù)水平。 TPI與路段擁堵狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系表
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于北斗裝備的路段交通擁堵指數(shù)計算方法。本發(fā)明以北斗裝備為技術(shù)基礎(chǔ)，通過路段平均行程速度來計算路段擁堵指數(shù)。本發(fā)明包括以下步驟：利用北斗的定位數(shù)據(jù)計算路段單車樣本速度；提取路段平均行程速度；確定計算因子；按照道路等級分別確定計算路段擁堵指數(shù)的方法；路段運行服務(wù)水平估計。
【IPC分類】G08G1/01
【公開號】CN105261210
【申請?zhí)枴緾N201510443627
【發(fā)明人】鄒嬌, 高萬寶, 吳先會, 李慧玲, 余飛, 劉思宏
【申請人】合肥革綠信息科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月23日