專利名稱：兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通信息領(lǐng)域，特別涉及一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè) 方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上應(yīng)用得比較多的動(dòng)態(tài)交通信息采集設(shè)備主要是固定型的斷面交通信 息采集設(shè)備。由于技術(shù)和應(yīng)用上相對(duì)成熟和穩(wěn)定等原因，斷面交通信息采集設(shè)備在未 來(lái)一段時(shí)間內(nèi)還將是動(dòng)態(tài)交通信息采集領(lǐng)域中的一種主要設(shè)備。在斷面交通信息采集、 處理與分析方面，應(yīng)用比較廣泛。但是這個(gè)技術(shù)所提供的導(dǎo)航信息有一定的局限性， 比如說(shuō)其技術(shù)所形成的導(dǎo)航信息只是反映現(xiàn)在的交通狀況和速度，而人們的出行是一 個(gè)持續(xù)過(guò)程，而且許多城市面積大、道路交通復(fù)雜，且變化快。給予一個(gè)當(dāng)下的交通 速度，出行者通過(guò)行駛，到達(dá)了以后或許交通狀況已經(jīng)發(fā)生了變化。因此，這樣的信 息給予交通管理部門的分布管理力量，疏導(dǎo)方向有一定意義，但對(duì)于出行者所想要的 避免擁堵、便捷出行則顯得意義不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠預(yù)測(cè)交通流量的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方 法，包含步驟l:通過(guò)浮動(dòng)車進(jìn)行GPS交通流數(shù)據(jù)采集；驟2:對(duì)GPS數(shù)據(jù)源通過(guò) 多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行接收；步驟3:對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理， 得到路段的實(shí)時(shí)速度值；步驟4:結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，得到路段的預(yù)測(cè)速度值。
一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，歩驟2所述的多線程動(dòng)態(tài)緩存 預(yù)處理技術(shù)，包含1)多線程接收實(shí)時(shí)多個(gè)GPS數(shù)據(jù)采集源；2)對(duì)于延遲數(shù)據(jù)，系 統(tǒng)采取在有效時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與統(tǒng)計(jì)，并提供實(shí)時(shí)路網(wǎng)狀態(tài)顯示；3)對(duì)于突 發(fā)性數(shù)據(jù)延遲，通過(guò)緩存的方式進(jìn)行擱置，將新到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)視為實(shí)時(shí)路況，延遲的數(shù) 據(jù)則由系統(tǒng)后臺(tái)分時(shí)處理，直接生成歷史數(shù)據(jù)。
一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，步驟3進(jìn)一步包含1)離散
4GPS點(diǎn)匹配到路段上，生成單點(diǎn)GPS分布曲線；2)單個(gè)車流數(shù)據(jù)的融合與路段某時(shí) 刻點(diǎn)的結(jié)合，以前后GPS連續(xù)點(diǎn)，生成該路段上的某車輛的車流時(shí)刻表，生成單車路 段速度曲線；3)取定實(shí)驗(yàn)樣本量，若樣本量不夠大，則向前回溯直到樣本量足夠大， 以滿足系統(tǒng)融合統(tǒng)計(jì)理論的需求樣本值；4)綜合該路段卜.所有車輛交通流的時(shí)刻表， 根據(jù)系統(tǒng)車輛行駛模型設(shè)置融合權(quán)值，實(shí)現(xiàn)路段上的車流速度曲線；5)截取路段車流 時(shí)刻點(diǎn)，計(jì)算系統(tǒng)需要的l分鐘、5分鐘和15分鐘的時(shí)間截面速度，即為系統(tǒng)中路段 的實(shí)時(shí)速度值。6)系統(tǒng)實(shí)時(shí)速度值取1分鐘融合數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)回溯樣本的校正；同時(shí)， 若在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)仍然樣本不夠，則以前一融合數(shù)據(jù)為基本進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。
一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，所述步驟l)中所述離散GPS 點(diǎn)匹配到路段的過(guò)程進(jìn)一步包含a、將路網(wǎng)地圖進(jìn)行平面網(wǎng)格劃分，劃分依據(jù)是按照 城市路網(wǎng)中兩條道路之間的最小距離為標(biāo)準(zhǔn)，在一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)準(zhǔn)確匹配到唯一一條路；b、 將所有路段匹配到劃分好的每一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，形成路網(wǎng)網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫(kù)；c、采集GPS點(diǎn)位 置數(shù)據(jù)，網(wǎng)格中搜索該點(diǎn)的網(wǎng)格號(hào)；d、匹配到該網(wǎng)格內(nèi)的GPS數(shù)據(jù)，即視為該網(wǎng)格 內(nèi)的路段上，若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)一條以上路段數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)f歩，否則下轉(zhuǎn)e步；e、調(diào) 整數(shù)據(jù)融合算法，搜索該車輛前方位置點(diǎn)，以確認(rèn)該GPS點(diǎn)的具體路段位置；f、取 下一GPS數(shù)據(jù)點(diǎn)，轉(zhuǎn)c步，直到該時(shí)刻取得的數(shù)據(jù)處理完畢；g、融合數(shù)據(jù)保存，取 下一時(shí)刻數(shù)據(jù)包。
一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，所述步驟b進(jìn)一歩包含將路
網(wǎng)中和路段的線狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)，將多個(gè)二維線條數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化到一個(gè)三維 網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是端GPS浮動(dòng)車采集的交通流數(shù)據(jù)，建立
路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)庫(kù)，基于動(dòng)態(tài)交通信息，實(shí)現(xiàn)路段車輛行駛速度監(jiān)測(cè)、路段緊急事 件探查、路段旅行時(shí)間監(jiān)測(cè)等功能，開發(fā)路網(wǎng)交通狀態(tài)圖生成系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的交通流量預(yù)測(cè)方法流程圖； 圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)融合過(guò)程流程圖3為本發(fā)明的GPS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的路段匹配方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明的交通流量預(yù)測(cè)方法流程圖。本發(fā)明提供一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù) 據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，包含歩驟l:通過(guò)浮動(dòng)車進(jìn)行GPS交通流數(shù)據(jù)采集(歩驟 S101 );步驟2:對(duì)GPS數(shù)據(jù)源通過(guò)多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行接收(歩驟S102); 歩驟3:對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到路段的實(shí)時(shí)速度值(歩驟S103); 步驟4:結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，得到路段的預(yù)測(cè)速度值(步驟S104)。
系統(tǒng)通過(guò)"多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理"技術(shù)，在硬件環(huán)境支持的程度下，則可以適
合各種規(guī)模的路網(wǎng)、GPS數(shù)據(jù)群的處理，對(duì)于非實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，通過(guò)脫離系統(tǒng)的獨(dú)立
線程完成，因此大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率。本系統(tǒng)該算法稱之為"列車晚點(diǎn)效應(yīng)"
1、 "多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理"利用緩存技術(shù)，多線程接收實(shí)時(shí)多個(gè)GPS數(shù)據(jù)采
集源，在通信服務(wù)器端以隊(duì)列的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合處理，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流。
2、 由于GPS實(shí)時(shí)交通流的計(jì)算與分析是對(duì)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)的再現(xiàn)，因此對(duì)于一旦 因此傳輸而延遲的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采取在有效時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與統(tǒng)計(jì)，并提供實(shí) 時(shí)路網(wǎng)狀態(tài)顯示。
3、 而對(duì)于一旦突發(fā)性數(shù)據(jù)延遲時(shí)，則通過(guò)緩存的方式進(jìn)行"擱置"，則將新到實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)視為實(shí)時(shí)路況，而遭遇"延遲"的數(shù)據(jù)則由系統(tǒng)后臺(tái)分時(shí)處理，直接生成歷史 數(shù)據(jù)。即延遲數(shù)據(jù)讓路給新到數(shù)據(jù)，保證實(shí)時(shí)反映比較真實(shí)的現(xiàn)實(shí)路況。
通過(guò)上述算法，可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的傳輸與處理，解決了 GPS突發(fā)性數(shù)據(jù)接收造 成的通信擁堵和數(shù)據(jù)延遲現(xiàn)象，解決了實(shí)時(shí)線圈數(shù)據(jù)大流量融合的問(wèn)題，并增加了數(shù) 據(jù)預(yù)處理功能，和數(shù)據(jù)分類處理(數(shù)據(jù)塊處理與數(shù)據(jù)項(xiàng)處理分離)功能，大大提高了 系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
同時(shí)，也可以看出影響系統(tǒng)直接運(yùn)行效率的關(guān)鍵因素，是內(nèi)部數(shù)據(jù)的包轉(zhuǎn)發(fā)率， 系統(tǒng)采用的技術(shù)是通過(guò)"非線性多線程處理"技術(shù)，即對(duì)一數(shù)據(jù)流的處理采用非線性 方式，在系統(tǒng)精度范圍內(nèi)將單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)流，再由多線程自動(dòng)分配處理，并自動(dòng) 均衡處理進(jìn)程。
因此，系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)量的多少，取決于數(shù)據(jù)流的"截面積"而非"長(zhǎng)度"，只要 硬件處理器(并行能力)能夠支持，則理論上可達(dá)無(wú)限數(shù)據(jù)量處理，適合任何路網(wǎng)和 任意規(guī)模的GPS數(shù)據(jù)群。
浮動(dòng)車實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、融合技術(shù)，系統(tǒng)對(duì)GPS浮動(dòng)車的實(shí)時(shí)采集的 處理，即可以將GPS設(shè)備原始數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)把GPS系統(tǒng)數(shù)據(jù)首先形成匯總中心，經(jīng)過(guò)處理后再發(fā)送到處理平臺(tái)。 數(shù)據(jù)融合算法如下
① 、接收系統(tǒng)通過(guò)多源采集點(diǎn)，多線程接收GPS點(diǎn)位置數(shù)據(jù)
② 、過(guò)濾系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的第一次過(guò)濾與格式化，即數(shù)據(jù)噪音去除(GPS偏移過(guò)大、 空車0速度值、其它自然產(chǎn)生的干擾數(shù)據(jù))
③ 、融合數(shù)據(jù)融合是數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的核心，需要經(jīng)過(guò)多次融合模型的處理， 反復(fù)自我校驗(yàn)，多次迭帶。圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)融合過(guò)程流程圖。如圖2所示，流程 如下
i、 離散GPS點(diǎn)匹配到路段上，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到流的第一次融合，即規(guī)范GPS偏離點(diǎn)， 生成單點(diǎn)GPS分布曲線；(步驟S201)
ii、 單個(gè)車流數(shù)據(jù)的融合與路段某時(shí)刻點(diǎn)的結(jié)合，以前后GPS連續(xù)點(diǎn)，生成該路 段上的某車輛的車流時(shí)刻表，生成單車路段速度曲線；(步驟S202)
iii、 取一定實(shí)驗(yàn)樣本量，若樣本量不夠大，則向前回溯直到樣本量足夠大，以滿 足系統(tǒng)融合統(tǒng)計(jì)理論的需求樣本值；(歩驟S203)
iv、 綜合該路段上所有車輛交通流的時(shí)刻表，根據(jù)系統(tǒng)車輛行駛模型設(shè)置融合權(quán) 值，進(jìn)行第三次融合，實(shí)現(xiàn)路段上的車流速度曲線；(步驟S204)
v、 截取路段車流時(shí)刻點(diǎn)，計(jì)算系統(tǒng)需要的l分鐘、5分鐘和15分鐘的時(shí)間截面 速度，即為系統(tǒng)中路段的實(shí)時(shí)速度值。(步驟S205)
vi、 系統(tǒng)實(shí)時(shí)速度值取1分鐘融合數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)回溯樣本的校正；同時(shí)，若在設(shè) 定時(shí)間段內(nèi)仍然樣本不夠，則以前一融合數(shù)據(jù)為基本進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。(歩驟S206)
、存儲(chǔ)融合算法過(guò)程中，系統(tǒng)將融合過(guò)程中的以1分鐘為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí) 時(shí)存儲(chǔ)，并得到5、 15分鐘的所有路段時(shí)刻值。
使用系統(tǒng)融合算法提供了實(shí)時(shí)路況的速度參考值，用于顯示路段的速度等級(jí)； 對(duì)于誘導(dǎo)、預(yù)測(cè)等功能，系統(tǒng)將通過(guò)歷史多點(diǎn)數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算法，再通過(guò)一定算法融合 為"歷史比較數(shù)據(jù)"進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。
GPS路段匹配主要是將GPS的每個(gè)離散的點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確的匹配到車輛真正行
駛的路上。匹配算法有多種，但往往都是考慮比較片面，只注重匹配的準(zhǔn)確度而忽略 了大數(shù)據(jù)量的壓力，或者只注重匹配速度而忽視了匹配精度等。我們根據(jù)自己的實(shí)際 經(jīng)驗(yàn)，協(xié)同專家教授科研攻關(guān)，總結(jié)了更為實(shí)用的匹配算法"網(wǎng)格匹配法"，能夠滿足 大量數(shù)據(jù)的并發(fā)處理，同時(shí)又較好的解決了匹配精度問(wèn)題。
采用網(wǎng)格式的GPS位置匹配算法系統(tǒng)對(duì)GPS車輛坐標(biāo)在GIS路段上的匹配，采用了一種"匹配網(wǎng)格"加"歷史記憶"的技術(shù)，即將路網(wǎng)以網(wǎng)格方式進(jìn)行預(yù)處理，然后 結(jié)合GPS數(shù)據(jù)歷史記憶，即前后運(yùn)行位置，使每一位置信息能夠快速定位到具體路段
上，大大加快了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的速度。
圖3為本發(fā)明的GPS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的路段匹配方法流程圖。系統(tǒng)地圖匹配算法中采用 網(wǎng)絡(luò)劃分結(jié)構(gòu)，基于核心與邊緣兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)精度描述，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的待配路段快 速篩選。該方法可有效減少空間數(shù)據(jù)檢索表，提高實(shí)時(shí)匹配時(shí)路網(wǎng)的搜索效率，解決 了因網(wǎng)格疏密程度引發(fā)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量、索引時(shí)間與網(wǎng)格所包含的有效信息量之間的矛
盾。核心歩驟如
① 、將路網(wǎng)地圖進(jìn)行平面網(wǎng)格劃分，在城市中心區(qū)域使用更精細(xì)的網(wǎng)格劃分策略， 在城市邊緣區(qū)域采用較為粗略的方式劃分。劃分依據(jù)是按照城市路網(wǎng)中兩條道路之間
的最小距離為標(biāo)準(zhǔn)，可以在一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)準(zhǔn)確匹配到唯一一條路。(步驟S301)
② 、對(duì)整個(gè)路網(wǎng)進(jìn)行預(yù)處理，即將所有路段首先匹配到劃分好的每一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)， 形成路網(wǎng)網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫(kù)。原理是將路網(wǎng)中和路段的線狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)，將多 個(gè)二維線條數(shù)據(jù)(每一條路就是一個(gè)二維坐標(biāo)描述表)，轉(zhuǎn)化到一個(gè)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)(由 若干網(wǎng)格組成的，每一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)有一條二維坐標(biāo)描述數(shù)據(jù))。(步驟S302)
③ 、系統(tǒng)采集GPS點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，通過(guò)去噪等處理，首先在網(wǎng)格中搜索該點(diǎn)的網(wǎng)格 號(hào)。(步驟S303)
④ 、匹配到該網(wǎng)格內(nèi)的GPS數(shù)據(jù)，即視為該網(wǎng)格內(nèi)的路段上。(歩驟S304)若 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)一條以上路段數(shù)據(jù)，(步驟S305)則轉(zhuǎn)6步，否則下轉(zhuǎn)5歩。
⑤ 、調(diào)整數(shù)據(jù)融合算法，搜索該車輛前方位置點(diǎn)，以確認(rèn)該GPS點(diǎn)的具體路段位 置。(步驟S306)
◎、取下一 GPS數(shù)據(jù)點(diǎn)，轉(zhuǎn)3步，直到該時(shí)刻取得的數(shù)據(jù)處理完畢。(歩驟S307) ⑦、融合數(shù)據(jù)保存，取下一時(shí)刻數(shù)據(jù)包。(步驟S308)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)取樣頻率為2秒(以50KM/H計(jì)算，2秒內(nèi)的車行距離可以完全定位到 實(shí)際路線上，杭州路網(wǎng)經(jīng)實(shí)際調(diào)研，路間距離最小約20米)，取樣準(zhǔn)確度需要經(jīng)過(guò)進(jìn) 一步的實(shí)際數(shù)據(jù)的壓力測(cè)試。
在匹配過(guò)程中，系統(tǒng)增加了對(duì)路段單向行駛的處理算法，通過(guò)服務(wù)器端的核心數(shù) 據(jù)過(guò)濾，在數(shù)據(jù)匹配過(guò)程中，可以過(guò)濾掉許多GPS漂移的數(shù)據(jù)(如在單向行駛路段上 的逆行數(shù)據(jù))。然后對(duì)單向行駛的數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行性能優(yōu)化，以提高對(duì)單向道路行 駛的速度、流量的準(zhǔn)確度。
GPS提供的數(shù)據(jù)為時(shí)間、瞬時(shí)速度、經(jīng)緯度、方位，根據(jù)地圖匹配得出車輛運(yùn)行的方向，根據(jù)車輛在t時(shí)刻的時(shí)間和經(jīng)緯度和該車輛前一時(shí)刻(t-l)的時(shí)間和經(jīng)緯度 可求出車輛在兩個(gè)間隔間運(yùn)行的距離，進(jìn)而根據(jù)時(shí)間求出車輛的旅行速度。根據(jù)速度估計(jì)的最小樣本量進(jìn)行該路段平均速度的估計(jì)，如該時(shí)刻在路段上的樣 本量不足，在10分鐘之內(nèi)回朔數(shù)據(jù)，如仍然不足，選取同一時(shí)段該路段的歷史數(shù)據(jù)進(jìn) 行平均速度的估計(jì)。采用自適應(yīng)參數(shù)估計(jì)方法進(jìn)行路段平均速度的估計(jì)。<formula>formula see original document page 9</formula>其中為t時(shí)刻速度的估計(jì)值；^")為計(jì)算速度在時(shí)刻t的平均(或瞬時(shí)速度在時(shí)刻t的平均值)；"(,)為t時(shí)刻自適應(yīng)參數(shù)； /人 1<formula>formula see original document page 9</formula>其中 ^ 表示t時(shí)刻(樣本間隔)各計(jì)算速度與計(jì)算平均速度剛的2方差；，(v'切宅示t時(shí)2刻內(nèi)的第i個(gè)計(jì)算速度)W表示時(shí)刻估計(jì)值與t_l時(shí)刻計(jì)算平均速度的差的平方； ，《W = W)-7(卜1))2表示t時(shí)刻計(jì)算平均數(shù)度與t-l時(shí)刻計(jì)算平均速度的差的平方；"(0表示t時(shí)刻(樣本間隔)內(nèi)的計(jì)算速度個(gè)數(shù)。系統(tǒng)大量的數(shù)據(jù)交換存在于三方三地之間，物理距離大，在遠(yuǎn)程通信上系統(tǒng)采用 硬件與軟件相結(jié)合的方式統(tǒng)一解決。 一是通過(guò)建立內(nèi)部VPN網(wǎng)絡(luò)，以保證足夠的帶寬 和安全性，同時(shí)在通信方式上，采用高速緩存技術(shù)，建立內(nèi)部專用傳輸通道。在技術(shù)上，系統(tǒng)采用新一代的信息集成架構(gòu)設(shè)計(jì)，SOA架構(gòu)從通信層、數(shù)據(jù)層、 應(yīng)用層將系統(tǒng)有機(jī)的分割，同時(shí)滿足CS結(jié)構(gòu)下的交通管理服務(wù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)BS結(jié)構(gòu) 下的WEB信息發(fā)布功能。SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)，可從企業(yè)外部訪問(wèn)、隨時(shí)可用、松散耦合； 支持同步應(yīng)用、異步應(yīng)用、粗粒度服務(wù)接口、減少交互次數(shù)；以業(yè)務(wù)功能為單位提供 服務(wù)、服務(wù)按粗細(xì)程度分級(jí)、服務(wù)接口與服務(wù)實(shí)現(xiàn)分離，最大限度的降低服務(wù)使用者 與服務(wù)提供者之間的相互影響；采用標(biāo)準(zhǔn)化接口、支持各種消息模式。平臺(tái)采用XML為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從底層數(shù)據(jù)包支持XML，特別 是交通流信息的異步數(shù)據(jù)采集后的分布傳輸，以統(tǒng)一的XML格式收集，便于系統(tǒng)內(nèi) 數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換；以WEB SERVICE為基本通信組件，松耦合方式架構(gòu)， 體現(xiàn)了系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性。提供了系統(tǒng)間的互操作性，是系統(tǒng)能夠從項(xiàng)目直接跨歩到產(chǎn)品，利于系統(tǒng)的移植和二次開發(fā)。
同時(shí)GPS數(shù)據(jù)樣本量與采集頻率達(dá)不到系統(tǒng)需求時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)速度的計(jì)算將出
現(xiàn)較大誤差，并隨著樣本量的減少和采集頻率的增加，誤差越大，導(dǎo)致系統(tǒng)核心功能 不能使用，這也是現(xiàn)有的一些技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在的一些缺陷，我們將結(jié)合這些問(wèn)
題，找到的適合的解決方案和應(yīng)對(duì)方法
1、 匹配算法適應(yīng)
系統(tǒng)的GPS算法核心，是基于平均每路段至少每輛車兩個(gè)GPS采樣數(shù)據(jù)，這樣 可以通過(guò)種去噪算法、過(guò)濾算法以減少GPS的精度誤差和漂移問(wèn)題，核心算法是通過(guò) GPS前后采樣點(diǎn)進(jìn)行行駛速度、方向、位置的校正。但對(duì)于不符合該算法需求的采集 樣本，系統(tǒng)以自適應(yīng)算法調(diào)整，對(duì)兩樣本點(diǎn)之間進(jìn)行"補(bǔ)點(diǎn)"計(jì)算，并進(jìn)行額外平滑 算法進(jìn)行修正。
2、 歷史數(shù)據(jù)權(quán)值補(bǔ)充
對(duì)于樣本量少的路段，系統(tǒng)采集歷史積累數(shù)據(jù)加權(quán)復(fù)用的算法，以歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行 當(dāng)前路段速度預(yù)測(cè)，以補(bǔ)充稀少樣本。
3、 異構(gòu)數(shù)據(jù)補(bǔ)充
對(duì)于有條件的用戶，可以將道路線圈數(shù)據(jù)接入，系統(tǒng)內(nèi)植入異構(gòu)路網(wǎng)交通流融合 算法，可以與GPS交通流數(shù)據(jù)相互融合與補(bǔ)充，由于線圈數(shù)據(jù)對(duì)流量、路口速度檢測(cè) 比較準(zhǔn)確，對(duì)小樣本路段數(shù)據(jù)是最好的補(bǔ)充，同時(shí)也是對(duì)GPS數(shù)據(jù)的最好校正參數(shù)。
以上僅為本發(fā)明的典型實(shí)例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依照本 發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1. 一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包含步驟1通過(guò)浮動(dòng)車進(jìn)行GPS交通流數(shù)據(jù)采集；步驟2對(duì)GPS數(shù)據(jù)源通過(guò)多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行接收；步驟3對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到路段的實(shí)時(shí)速度值；步驟4結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，得到路段的預(yù)測(cè)速度值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，其特 征在于，步驟2所述的多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理技術(shù)，包含1) 多線程接收實(shí)時(shí)多個(gè)GPS數(shù)據(jù)采集源；2) 對(duì)于延遲數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采取在有效時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與統(tǒng)計(jì)，并提供實(shí)時(shí) 路網(wǎng)狀態(tài)顯示；3) 對(duì)于突發(fā)性數(shù)據(jù)延遲，通過(guò)緩存的方式進(jìn)行擱置，將新到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)視為實(shí)時(shí)路 況，延遲的數(shù)據(jù)則由系統(tǒng)后臺(tái)分時(shí)處理，直接生成歷史數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，其特 征在于，步驟3進(jìn)一步包含1) 離散GPS點(diǎn)匹配到路段上，生成單點(diǎn)GPS分布曲線；2) 以前后GPS連續(xù)點(diǎn)，生成該路段上的某車輛的車流時(shí)刻表，生成單車路段速 度曲線；3) 取一定實(shí)驗(yàn)樣本量，若樣本量不夠大，則向前回溯直到樣本量足夠大，以滿足 系統(tǒng)融合統(tǒng)計(jì)理論的需求樣本值；4) 綜合該路段上所有車輛交通流的時(shí)刻表，根據(jù)系統(tǒng)車輛行駛模型設(shè)置融合權(quán)值， 實(shí)現(xiàn)路段上的車流速度曲線；5) 截取路段車流時(shí)刻點(diǎn)，計(jì)算系統(tǒng)需要的1分鐘、5分鐘和15分鐘的時(shí)間截面 速度，即為系統(tǒng)中路段的實(shí)時(shí)速度值。6) 系統(tǒng)實(shí)時(shí)速度值取1分鐘融合數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)回溯樣本的校正；同時(shí)，若在設(shè)定 時(shí)間段內(nèi)仍然樣本不夠，則以前一融合數(shù)據(jù)為基本進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述歩驟l)中所述離散GPS點(diǎn)匹配到路段的過(guò)程進(jìn)一步包含a、 將路網(wǎng)地圖進(jìn)行平面網(wǎng)格劃分，劃分依據(jù)是按照城市路網(wǎng)中兩條道路之間的最 小距離為標(biāo)準(zhǔn)，在一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)準(zhǔn)確匹配到唯一一條路；b、 將所有路段匹配到劃分好的每一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，形成路網(wǎng)網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫(kù)；c、 采集GPS點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，網(wǎng)格中搜索該點(diǎn)的網(wǎng)格號(hào)；d、 匹配到該網(wǎng)格內(nèi)的GPS數(shù)據(jù)，即視為該網(wǎng)格內(nèi)的路段上，若一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn) 一條以上路段數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)f步，否則下轉(zhuǎn)e步；e、 調(diào)整數(shù)據(jù)融合算法，搜索該車輛前方位置點(diǎn)，以確認(rèn)該GPS點(diǎn)的具體路段位置；f、 取下一GPS數(shù)據(jù)點(diǎn)，轉(zhuǎn)c步，直到該時(shí)刻取得的數(shù)據(jù)處理完畢；g、 融合數(shù)據(jù)保存，取下一時(shí)刻數(shù)據(jù)包。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，其特 征在于，所述步驟b進(jìn)一歩包含將路網(wǎng)中和路段的線狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)， 將多個(gè)二維線條數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化到一個(gè)三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兼有動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的交通流量預(yù)測(cè)方法，包含步驟1通過(guò)浮動(dòng)車進(jìn)行GPS交通流數(shù)據(jù)采集；步驟2對(duì)GPS數(shù)據(jù)源通過(guò)多線程動(dòng)態(tài)緩存預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行接收；步驟3對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到路段的實(shí)時(shí)速度值；步驟4結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，得到路段的預(yù)測(cè)速度值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于端GPS浮動(dòng)車采集的交通流數(shù)據(jù)，建立路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)庫(kù)，基于動(dòng)態(tài)交通信息，實(shí)現(xiàn)路段車輛行駛速度監(jiān)測(cè)、路段緊急事件探查、路段旅行時(shí)間監(jiān)測(cè)等功能，開發(fā)路網(wǎng)交通狀態(tài)圖生成系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08G1/01GK101286270SQ200810112608
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
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