基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法。現(xiàn)有的方法主要以浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)為依據(jù)，而浮動(dòng)車(chē)在不同時(shí)段的載客率和出車(chē)率差異很大，導(dǎo)致數(shù)據(jù)樣本量不足且分布不均。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)匹配路段上下游車(chē)輛車(chē)牌號(hào)，得到每輛車(chē)的行程時(shí)間，繼而得到路段行程時(shí)間；根據(jù)數(shù)據(jù)提供的駛?cè)腭傠x方向以及車(chē)道信息，分別計(jì)算不同方向交通流的路段行程時(shí)間；通過(guò)分析道路、天氣以及交通條件的相關(guān)性和顯著性，得到行程時(shí)間的預(yù)測(cè)算法，繼而預(yù)測(cè)不同路段或不同時(shí)刻的路段行程時(shí)間。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)充分利用現(xiàn)有視頻資源獲取充足的數(shù)據(jù)支持，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)方法樣本量小且分不均的不足；數(shù)據(jù)匹配方法和行程時(shí)間計(jì)算方法簡(jiǎn)單快速，易于工程實(shí)現(xiàn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法，用于城市交通控制與管理，屬于智能交通研究領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
對(duì)路段行程時(shí)間進(jìn)行科學(xué)合理的估計(jì)，可以為交通管理者和交通參與者提供動(dòng)態(tài)決策依據(jù)，誘導(dǎo)城市交通良性發(fā)展。目前城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)主要以浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)為依據(jù)。作為當(dāng)前惟一能夠支持大規(guī)模應(yīng)用浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)采集源的出租車(chē)，本身也是一種營(yíng)運(yùn)車(chē)輛，在不同時(shí)段的載客率和出車(chē)率差異很大，而且往往集中在公共活動(dòng)集中的區(qū)域和重要客運(yùn)通道上，這種行駛特性會(huì)影響到用于計(jì)算路段行程時(shí)間的浮動(dòng)車(chē)樣本量及計(jì)算精確度；另外，浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)樣本量不足和分布不均，還導(dǎo)致行程時(shí)間數(shù)據(jù)不足，無(wú)法得到行程時(shí)間與道路條件、天氣情況以及交通狀況的關(guān)系，繼而不能準(zhǔn)確地進(jìn)行行程時(shí)間預(yù)測(cè)；再者，現(xiàn)有基于視頻數(shù)據(jù)獲得路段行程時(shí)間的方法過(guò)于理論，不能投入實(shí)際應(yīng)用中。隨著視頻檢測(cè)設(shè)備安裝的日益完善并愈加廣泛，隨著交通出行者及管理者對(duì)交通信息需求的日益迫切，建立起一個(gè)基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法是十分必要且迫切的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法。本專(zhuān)利技術(shù)的基本思想是通過(guò)匹配路段上下游車(chē)輛車(chē)牌號(hào)，得到每輛車(chē)的行程時(shí)間，繼而得到路段行程時(shí)間；根據(jù)數(shù)據(jù)提供的駛?cè)腭傠x方向以及車(chē)道信息，分別計(jì)算不同方向交通流(左直右)的路段行程時(shí)間；通過(guò)分析道路、天氣以及交通條件的相關(guān)性和顯著性，得到行程時(shí)間的預(yù)測(cè)算法，繼而預(yù)測(cè)不同路段或不同時(shí)刻的路段行程時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提出的路段行程時(shí)間檢測(cè)方法包括視頻數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟、視頻數(shù)據(jù)匹配及單個(gè)車(chē)輛行程時(shí)間計(jì)算步驟、行程時(shí)間數(shù)據(jù)剔除步驟、數(shù)據(jù)采集間隔路段行程時(shí)間計(jì)算步驟、信息發(fā)布間隔路段行程時(shí)間計(jì)算步驟以及路段行程時(shí)間預(yù)測(cè)步驟。其具體步驟如下：c1、通過(guò)路段上下游交叉口視頻檢測(cè)設(shè)備獲取每一采樣間隔內(nèi)的車(chē)牌、交叉口編號(hào)、方向、車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度六項(xiàng)數(shù)據(jù)，剔除無(wú)效及重復(fù)數(shù)據(jù)。c2、分析路段上下游方向匹配情況，利用c1步驟所得數(shù)據(jù)進(jìn)行車(chē)牌匹配，得到有效匹配對(duì)。c3、數(shù)據(jù)采集間隔內(nèi)行程時(shí)間計(jì)算。c4、信息發(fā)布間隔內(nèi)行程時(shí)間計(jì)算。c5、路段行程時(shí)間預(yù)測(cè)。步驟c1中獲取并剔除實(shí)時(shí)交通流參數(shù)的過(guò)程包括：c11、確定所需檢測(cè)的路段，以及路段視頻檢測(cè)器布設(shè)情況。c12、確定數(shù)據(jù)采樣間隔：選取采樣間隔為5分鐘。c13、通過(guò)視頻檢測(cè)設(shè)備獲取每一采樣間隔內(nèi)車(chē)輛的車(chē)牌、交叉口編號(hào)、方向、車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度六項(xiàng)數(shù)據(jù)。c14、剔除無(wú)效數(shù)據(jù)。其中的無(wú)效數(shù)據(jù)包括：車(chē)牌號(hào)為“摩托車(chē)”、“無(wú)牌”的車(chē)輛數(shù)據(jù)；同一車(chē)牌號(hào)車(chē)輛在相同時(shí)刻存在于相同交叉口的重復(fù)數(shù)據(jù)；步驟c2中進(jìn)行車(chē)輛匹配的過(guò)程包括：c21、根據(jù)所選路段交通流行駛方向，判別該路段上游駛?cè)虢煌鞣较蚝拖掠务傠x交通流方向，并對(duì)采樣間隔內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選；c22、在c21基礎(chǔ)上利用車(chē)牌號(hào)匹配通過(guò)上下游的車(chē)輛，得到所有匹配對(duì)；c23、通過(guò)分析所有可能匹配對(duì)的出現(xiàn)原因及實(shí)際意義，剔除無(wú)效匹配對(duì)，得到計(jì)算路段行程時(shí)間相應(yīng)的匹配數(shù)據(jù)，匹配數(shù)據(jù)對(duì)的信息包括：車(chē)牌、上游交叉口編號(hào)、駛?cè)敕较?、駛?cè)胲?chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度、下游交叉口編號(hào)、駛離方向、駛離車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度；步驟c3數(shù)據(jù)采樣間隔內(nèi)路段行程時(shí)間的計(jì)算過(guò)程包括：c31、有效匹配對(duì)中車(chē)輛經(jīng)過(guò)下游交叉口的時(shí)刻與車(chē)輛經(jīng)過(guò)上游交叉口的時(shí)刻時(shí)間差即為單個(gè)車(chē)輛的路段行程時(shí)間：式中，Tli——l路段上車(chē)輛i的路段行程時(shí)間，單位s；——l路段上車(chē)輛i通過(guò)下游交叉口的時(shí)刻；——l路段上車(chē)輛i通過(guò)上游交叉口的時(shí)刻；每輛車(chē)的數(shù)據(jù)信息更新為：車(chē)牌、上游交叉口編號(hào)、駛?cè)敕较?、駛?cè)胲?chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度、下游交叉口編號(hào)、駛離方向、駛離車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度、行程時(shí)間；c32、剔除異常數(shù)據(jù)：交通流理論異常數(shù)據(jù)剔除：式中，Ll——l路段的長(zhǎng)度，單位m；——l路段的擁堵速度，一般可取為5km/h；——l路段的最高限速，城市道路取值范圍一般為40～60km/h；統(tǒng)計(jì)學(xué)四分位閾值判別：式中，——當(dāng)前日期前一日的同一時(shí)段(車(chē)輛i所處的小時(shí)時(shí)段h)內(nèi)l路段的25分位路段行程時(shí)間；——當(dāng)前日期前一日的同一時(shí)段(車(chē)輛i所處的小時(shí)時(shí)段h)內(nèi)l路段的75分位路段行程時(shí)間；c33、分別計(jì)算下游不同交通流方向采樣間隔內(nèi)路段行程時(shí)間：式中，TlDk——l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間，D包括左直右三個(gè)方向，k＝1,2，……，K；TlDki——l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)第i輛車(chē)的路段行程時(shí)間；——l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)的有效匹配車(chē)輛數(shù)；步驟c4信息發(fā)布間隔行程時(shí)間獲取的過(guò)程包括：c41、分別計(jì)算下游不同交通流方向信息發(fā)布間隔內(nèi)路段行程時(shí)間：式中，TlDm——l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間；c42、數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致信息發(fā)布間隔無(wú)路段行程時(shí)間計(jì)算結(jié)果：式中，——當(dāng)前日期前一日內(nèi)l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間；——當(dāng)前日期前兩日內(nèi)l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間；——當(dāng)前日期前一日內(nèi)l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第m-1個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間；TlDm-1——l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第m-1個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間；α——當(dāng)前信息發(fā)布間隔m的歷史數(shù)據(jù)變化量與前一信息發(fā)布間隔m-1的數(shù)據(jù)變化量的權(quán)重系數(shù)，α∈[0,1]，第m間隔和第m-1間隔歷史數(shù)據(jù)變化較大時(shí)，α取值較大，反之，α取值較小，一般可取0.5。步驟c5預(yù)測(cè)路段行程時(shí)間的過(guò)程包括：c51、獲取不同路段、不同日期下的路段行程時(shí)間歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括路段行程時(shí)間、信息發(fā)布間隔、下游交通流方向、路段長(zhǎng)度、信息發(fā)布間隔內(nèi)交通流量、綠信比。信息發(fā)布間隔內(nèi)交通流量的獲取辦法：式中，——當(dāng)前日期前j日l(shuí)路段在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的交通流量，單位veh；——當(dāng)前日期前j日l(shuí)路段下游左轉(zhuǎn)交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的交通流量，單位veh；——當(dāng)前日期前j日l(shuí)路段下游直行交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的交通流量，單位veh；——當(dāng)前日期前j日l(shuí)路段下游右轉(zhuǎn)交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的交通流量，單位veh；綠信比直接根據(jù)信號(hào)配時(shí)方案得到，沒(méi)有信號(hào)配時(shí)方案的情況下，綠信比通過(guò)原始數(shù)據(jù)計(jì)算獲取。第n個(gè)周期的周期時(shí)長(zhǎng)為：式中，——l路段D方向的第r車(chē)道上的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的第n個(gè)周期時(shí)長(zhǎng)，單位s；——l路段D方向的第r車(chē)道上的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的第n個(gè)車(chē)頭時(shí)距峰值所處時(shí)刻；——l路段D方向的第r車(chē)道上的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的第n-1個(gè)車(chē)頭時(shí)距峰值所處時(shí)刻；第n個(gè)周期D方向的綠燈時(shí)長(zhǎng)為：式中，——l路段D方向的第r車(chē)道上的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的第n個(gè)周期的綠燈時(shí)長(zhǎng)，單位s；——l路段D方向的上一相位交通流Dx第rx車(chē)道上的交通流在第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的第n個(gè)車(chē)頭時(shí)距峰值所處時(shí)刻；l路段下游交叉口第m個(gè)信息發(fā)布間隔內(nèi)的平均周期時(shí)長(zhǎng)為：式中，——l路段下游交叉口第m個(gè)信息發(fā)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟：c1、通過(guò)路段上下游交叉口視頻檢測(cè)設(shè)備獲取每一采樣間隔內(nèi)的車(chē)牌、交叉口編號(hào)、方向、車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度這六項(xiàng)數(shù)據(jù)，剔除無(wú)效及重復(fù)數(shù)據(jù)；c2、分析路段上下游方向匹配情況，利用步驟c1所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行車(chē)牌匹配，得到有效匹配對(duì)；c3、數(shù)據(jù)采集間隔內(nèi)行程時(shí)間計(jì)算；c4、信息發(fā)布間隔內(nèi)行程時(shí)間計(jì)算；c5、路段行程時(shí)間預(yù)測(cè)。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于視頻檢測(cè)器的城市道路路段行程時(shí)間檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟：c1、通過(guò)路段上下游交叉口視頻檢測(cè)設(shè)備獲取每一采樣間隔內(nèi)的車(chē)牌、交叉口編號(hào)、方向、車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度這六項(xiàng)數(shù)據(jù)，剔除無(wú)效及重復(fù)數(shù)據(jù)；c2、分析路段上下游方向匹配情況，利用步驟c1所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行車(chē)牌匹配，得到有效匹配對(duì)；c3、數(shù)據(jù)采集間隔內(nèi)路段行程時(shí)間計(jì)算；c4、信息發(fā)布間隔內(nèi)路段行程時(shí)間計(jì)算；c5、路段行程時(shí)間預(yù)測(cè)；步驟c1具體是：c11、確定所需檢測(cè)的路段，以及路段視頻檢測(cè)器布設(shè)情況；c12、確定數(shù)據(jù)采樣間隔：選取采樣間隔為5分鐘；c13、通過(guò)視頻檢測(cè)設(shè)備獲取每一采樣間隔內(nèi)車(chē)輛的車(chē)牌、交叉口編號(hào)、方向、車(chē)道、通過(guò)時(shí)刻、通過(guò)時(shí)刻瞬時(shí)速度這六項(xiàng)數(shù)據(jù)；c14、剔除無(wú)效數(shù)據(jù)；所述無(wú)效數(shù)據(jù)包括：車(chē)牌號(hào)為“摩托車(chē)”、“無(wú)牌”的車(chē)輛數(shù)據(jù)；同一車(chē)牌號(hào)車(chē)輛在相同時(shí)刻存在于相同交叉口的重復(fù)數(shù)據(jù)；步驟c2中進(jìn)行車(chē)輛匹配的過(guò)程包括：c21、根據(jù)所選路段交通流行駛方向，判別該路段上游駛?cè)虢煌鞣较蚝拖掠务傠x交通流方向，并對(duì)采樣間隔內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選；c22、利用車(chē)牌號(hào)匹配通過(guò)上下游的車(chē)輛，得到所有匹配對(duì)；c23、通過(guò)分析所有可能匹配對(duì)的出現(xiàn)原因及實(shí)際意義，剔除無(wú)效匹配對(duì)，得到計(jì)算路段行程時(shí)間相應(yīng)的匹配對(duì)，匹配對(duì)的信息包括：車(chē)牌、上游交叉口編號(hào)、駛?cè)敕较?、駛?cè)胲?chē)道、駛?cè)霑r(shí)刻、駛?cè)霑r(shí)刻瞬時(shí)速度、下游交叉口編號(hào)、駛離方向、駛離車(chē)道、駛離時(shí)刻、駛離時(shí)刻瞬時(shí)速度；步驟c3數(shù)據(jù)采集間隔內(nèi)路段行程時(shí)間的計(jì)算過(guò)程包括：c31、有效匹配對(duì)中車(chē)輛經(jīng)過(guò)下游交叉口的時(shí)刻與車(chē)輛經(jīng)過(guò)上游交叉口的時(shí)刻時(shí)間差即為單個(gè)車(chē)輛的路段行程時(shí)間：式中，Tli表示l路段上車(chē)輛i的路段行程時(shí)間，單位為s；表示l路段上車(chē)輛i通過(guò)下游交叉口的時(shí)刻；表示l路段上車(chē)輛i通過(guò)上游交叉口的時(shí)刻；每輛車(chē)的數(shù)據(jù)信息更新為：車(chē)牌、上游交叉口編號(hào)、駛?cè)敕较?、駛?cè)胲?chē)道、駛?cè)霑r(shí)刻、駛?cè)霑r(shí)刻瞬時(shí)速度、下游交叉口編號(hào)、駛離方向、駛離車(chē)道、駛離時(shí)刻、駛離時(shí)刻瞬時(shí)速度、單個(gè)車(chē)輛的路段行程時(shí)間；c32、剔除異常數(shù)據(jù)：交通流理論異常數(shù)據(jù)剔除：式中，Ll表示l路段的長(zhǎng)度，單位為m；表示l路段的擁堵速度，表示l路段的最高限速；統(tǒng)計(jì)學(xué)四分位閾值判別：式中，表示當(dāng)前日期前一日的同一時(shí)段內(nèi)l路段的25分位路段行程時(shí)間；表示當(dāng)前日期前一日的同一時(shí)段內(nèi)l路段的75分位路段行程時(shí)間，上述的同一時(shí)段是指車(chē)輛i所處的小時(shí)時(shí)段h；c33、分別計(jì)算下游不同交通流方向數(shù)據(jù)采集間隔內(nèi)路段行程時(shí)間：式中，TlDk表示l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)的路段行程時(shí)間，D包括左直右三個(gè)方向，k＝1,2，……，K；TlDki表示l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)第i輛車(chē)的路段行程時(shí)間；表示l路段下游行駛方向?yàn)镈的交通流在第k個(gè)采樣間隔內(nèi)的有效匹配車(chē)輛數(shù)；步驟c4信息發(fā)布間隔內(nèi)路段行程時(shí)間獲取的過(guò)程包括：c41、分別計(jì)算下游不同交通流方向信息發(fā)布間隔內(nèi)路段行程時(shí)間：式中，TlDm表示l路段下游行駛方向?yàn)镈...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：付鳳杰，羅小芹，朱文韜，馬曉龍，劉美岐，王殿海，金盛，馬東方，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33