【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及智能交通信息采集領域，具體為一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法。
技術介紹
1、在現有的交通管理中，對道路交通狀態的監控和評估通常依賴于固定的交通傳感器和攝像頭，這些設備可以檢測道路的占用率、車流量、車速等傳統的路況信息。然而，這些方法存在一些問題和缺點，首先，固定的交通傳感器和攝像頭需要大量的基礎設施投資，并且需要定期維護和升級，其次，這些設備可能無法覆蓋所有的道路和交通節點，導致路況信息的缺失和不準確。
2、隨著通訊技術和車輛衛星導航系統的快速發展，基于車載衛星定位數據(浮動車數據)的道路交通信息采集技術得到了廣泛應用。基于浮動車的交通信息采集系統主要由車載設備、無線通信網絡和交通信息中心等組成，車載設備主要包括衛星模塊、無線通信模塊等，衛星模塊接收衛星定位信號并運算出車輛的坐標和瞬時速度，無線通信模塊負責將車輛坐標、速度等數據傳送到交通信息中心。交通信息中心對車載設備上傳的數據進行存儲、預處理，結合地圖利用相應的計算模型對交通參數如速度、行程時間等進行估計和預測，從而得到整個道路網的實時動態交通信息。
3、然而目前大部分的基于浮動車數據的交通數據采集系統，其中的路段平均車速計算時，在樣本生成、樣本篩選等環節上，存在一定的技術缺陷，比如用于計算路段的樣本點并不完全匹配相應路段，可能車速樣本過多的引入了其他路段的車速信息或者只包含了該路段部分的車速信息；另外樣本中往往包含了交叉口紅燈延誤的時間，使得計算車速樣本偏差比較大，車速精度大大降低。
技術實現
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法。
3、(二)技術方案
4、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：本專利技術的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，包括以下步驟：
5、a.當裝載有衛星定位設備的車輛沿道路行駛時，衛星裝置以一定的時間間隔連續記錄時間、車輛的位置和瞬時速度等；將定位裝置獲得的車輛定位數據與電子地圖數據庫中的道路路段匹配起來，并由此確定車輛相對于道路的具體位置。
6、b.應用虛擬軌跡點(vn)算法在車輛運動軌跡圖中運算出車輛經過路段兩端交叉口點的時間戳；依據行程時間和車輛位置信息，推算出節點距離上游衛星定位點的距離與節點距離下游衛星定位點的距離之比，等于節點距離上游衛星定位點時間差與節點距離下游衛星定位點時間差之比；
7、c.通過虛擬軌跡點時間戳計算車輛通過該路段的行程時間；
8、d.根據以上推算結果，對每個車輛樣本經過的每條路段，使用如上的算法估計出路段link的起點與終點時間戳；
9、e.結合路段長度，可以得到單個樣本經過路段的行程時間與行程速度；
10、f.設定時間小窗和時間大窗，在計算路段車速時，所采用的兩兩衛星軌跡點采樣地必須有一點在時間小窗內(比如2分鐘)，兩點都必須在時間大窗內(比如5分鐘)；
11、g.在某個采樣周期內，對于某條路段，按照采用時間窗方法進行樣本篩選，樣本用于計算路段的虛擬軌跡點tnode時間戳的后一衛星定位點時間戳(即路段下游node點后第一個衛星定位點的時間戳)落在采樣小窗時間范圍內，所有的衛星定位點都要落在采樣大窗時間范圍內；樣本經過路段的行程車速大于等于閾值(最低車速閾值)，小于等于路段的最高限速max_speed；
12、h.將滿足條件的樣本平均后，即得到當前采樣周期內路段的平均行程車速。
13、優選的，所述vn算法中對link節點時間戳的計算方法如下：
14、若一輛車在link2下游node3點(該node點可能為地面道路交叉口也可能為高架快速路上的人為路段link分段點)兩側的衛星定位點2與點3間沒有受延誤影響(地面道路上，該影響可能為link2下游交叉口延誤，也可能為link3下游交叉口延誤；高架快速路上，該影響可能為link2下游合分流點造成的延誤，也可能為link3下游合分流點造成的延誤)，則使用衛星定位點2與點3來估計車輛經過node點的時間戳，即：
15、
16、因此：
17、
18、進一步優選的，若一輛車在link2下游node點兩側的衛星定位點2與點3間受到了延誤影響，此時判斷延誤是發生在那一側。如果判斷延誤發生在衛星定位點2至路段交叉口一側(即la一側)，并且能夠判斷出路段交叉口至衛星定位點3一側沒有受到延誤影響，并且衛星定位點3至衛星定位點4之間也沒有受到延誤影響，則可以利用衛星定位點3與衛星定位點4來估計車輛經過node3的時間戳，即：
19、
20、因此：
21、
22、再次優選的，如果判斷延誤發生在路段交叉口至衛星定位點3一側(即lb一側)，并且能夠判斷出衛星定位點2至路段交叉口一側沒有受到延誤影響，并且衛星定位點1至衛星定位點2之間也沒有受到延誤影響，則可以利用衛星定位點1與衛星定位點2來估計車輛經過node3的時間戳，即：
23、
24、因此：
25、
26、優選的，所述時間小窗指的是用于計算路段車速采用的兩兩gps采樣點時間戳的后點必須落在時間小窗范圍內，所述時間大窗指的是用于計算路段車速采用的兩兩gps采樣點所有時間戳必須都落在時間大窗范圍內。
27、進一步優選的，所述的路段行程車速計算方法包括以下步驟：
28、(a)對每個車輛樣本經過的每條路段，使用如上的算法估計出link的起點與終點時間戳；
29、(b)結合路段長度，得到單個樣本經過路段的行程時間與行程速度；
30、(c)將滿足條件的樣本平均后，得到當前采樣周期內路段的平均行程車速。
31、優選的，具體包括以下步驟；
32、步驟1：基于地圖匹配結果，取得單輛車對應某個路段交叉口節點前后相鄰四個衛星定位點1、2、3、4；
33、步驟2：判斷衛星定位點2與點3間跨過的交叉口數量(即路段交叉口數量)是否小于等于閾值(countnode_threshold，暫定為1)，若衛星定位點2與點3間跨過的交叉口數量超過countnode_threshold，則只能使用點2與點3進行節點時間戳估計，轉入步驟19；若衛星定位點2與點3間跨過的交叉口數量小于等于countnode_threshold，則轉入步驟3；
34、步驟3：判斷衛星定位點2與點3間是否受到信號燈延誤影響，計算衛星定位點2、3間行程速度；
35、步驟4：判斷是否小于等于速度閾值(可設定為10km/h)，如果是，則轉入步驟6；如果否，則轉入步驟5。
36、步驟5：衛星定位點2與點3間行程速度大于閾值，認為點2與點3間沒有受到延誤影響，直接使用2、3點計算車輛經過路段交叉口節點時間戳，算法結束；
37、步驟6：衛星定位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，所述VN算法中對LINK節點時間戳的計算方法如下：
3.根據權利要求2所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，若一輛車在Link2下游NODE點兩側的衛星定位點2與點3間受到了延誤影響，此時判斷延誤是發生在那一側。如果判斷延誤發生在衛星定位點2至路段交叉口一側(即La一側)，并且能夠判斷出路段交叉口至衛星定位點3一側沒有受到延誤影響，并且衛星定位點3至衛星定位點4之間也沒有受到延誤影響，則可以利用衛星定位點3與衛星定位點4來估計車輛經過NODE3的時間戳，即：
4.根據權利要求3所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，如果判斷延誤發生在路段交叉口至衛星定位點3一側(即Lb一側)，并且能夠判斷出衛星定位點2至路段交叉口一側沒有受到延誤影響，并且衛星定位點1至衛星定位點2之間也沒有受到延誤影響，則可以利用衛星定位點1與衛星定位點2來估計
5.根據權利要求4所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，所述時間小窗指的是用于計算路段車速采用的兩兩GPS采樣點時間戳的后點必須落在時間小窗范圍內，所述時間大窗指的是用于計算路段車速采用的兩兩GPS采樣點所有時間戳必須都落在時間大窗范圍內。
6.根據權利要求5所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，所述的路段行程車速計算方法包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，具體包括以下步驟；
8.根據權利要求7所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，所述步驟6中的算法使用衛星定位點2、3的點速度值進行輔助判斷，分以下四種情況：
...【技術特征摘要】
1.一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，所述vn算法中對link節點時間戳的計算方法如下：
3.根據權利要求2所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，若一輛車在link2下游node點兩側的衛星定位點2與點3間受到了延誤影響，此時判斷延誤是發生在那一側。如果判斷延誤發生在衛星定位點2至路段交叉口一側(即la一側)，并且能夠判斷出路段交叉口至衛星定位點3一側沒有受到延誤影響，并且衛星定位點3至衛星定位點4之間也沒有受到延誤影響，則可以利用衛星定位點3與衛星定位點4來估計車輛經過node3的時間戳，即：
4.根據權利要求3所述的一種基于浮動車虛擬軌跡點的路段平均車速計算方法，其特征在于，如果判斷延誤發生在路段交叉口至衛星定位點3一側(即lb一側)，并且能夠判斷出衛星定位點2至路段...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李宏源，
申請(專利權)人：上海寶康電子控制工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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