專(zhuān)利名稱(chēng)：一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制的方法。
背景技術(shù)：
由于設(shè)備故障、路面交通狀況和環(huán)境因素等方面的原因，通過(guò)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備(目前常用的設(shè)備為線圈)所采集的道路交通數(shù)據(jù)將不可避免得出現(xiàn)錯(cuò)誤及丟失的情況。為了準(zhǔn)確地反映實(shí)際的交通狀況并滿足用戶的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，必須對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效性和完整性，為交通規(guī)劃、管理和控制以及交通誘導(dǎo)等應(yīng)用領(lǐng)域提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法有1)歷史數(shù)據(jù)修正法；2)交通流理論修正法；3)相鄰時(shí)間點(diǎn)線形插值法。歷史數(shù)據(jù)修正法是通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析和比較，利用同一個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備歷史同期的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，分為兩種方式分別是歷史同期數(shù)據(jù)的直接替換和N個(gè)歷史同期數(shù)據(jù)的平均值，其中，N個(gè)數(shù)據(jù)的平均值主要取決于所存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)量以及用戶的實(shí)際需求。交通流理論修正法是利用所建立的交通流模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，通過(guò)大量歷史數(shù)據(jù)以及所研究路段的交通流特性的分析，建立符合該路段的交通流二維以及三維模型，即交通量-速度，交通量-占有率、速度-占有率和交通量-速度-占有率模型，利用模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。相鄰時(shí)間點(diǎn)線形插值法是利用相鄰時(shí)間點(diǎn)有效數(shù)據(jù)以線形插值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。其中歷史修正數(shù)據(jù)主要適用于穩(wěn)定的交通狀況，而在交通事故、特殊天氣等突發(fā)事件對(duì)當(dāng)前交通流整體運(yùn)行趨勢(shì)產(chǎn)生影響的情況下會(huì)出現(xiàn)較大的偏離。交通流修正方法的可靠性取決于所建立模型的準(zhǔn)確性，并且要求模型具有較高的針對(duì)性。利用該方法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正時(shí)，提高正確的交通量、速度和占有率的相對(duì)利用率，充分考慮所建模型的互驗(yàn)性，從而做到修正結(jié)果的相互檢驗(yàn)。但是當(dāng)所要進(jìn)行質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)不在建模路段時(shí)，那么將需要重新建模，工作量大?？梢?jiàn)交通流修正方法的自適應(yīng)性較差。相鄰時(shí)間點(diǎn)線形插值法利用相鄰時(shí)間點(diǎn)有效數(shù)據(jù)以線形插值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正， 但是相鄰時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間間隔越大數(shù)據(jù)之間的相似性和趨勢(shì)性偏離越大，且該方法必須要求當(dāng)前數(shù)據(jù)以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)判別，因此并不適合大范圍和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，通過(guò)本方法對(duì)大范圍、實(shí)時(shí)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于步驟為步驟1、將一天M小時(shí)劃分為不同的時(shí)刻t，在每個(gè)時(shí)刻t實(shí)時(shí)讀取通過(guò)各固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的原始交通流數(shù)據(jù)，該原始交通流數(shù)據(jù)包括時(shí)間、當(dāng)前固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備的編號(hào)、流量Q、速度V及占有率Occ ；步驟2、識(shí)別出當(dāng)前時(shí)刻t所述原始交通流數(shù)據(jù)中的丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)，并將丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備定義為目標(biāo)設(shè)備i，m個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備與該目標(biāo)設(shè)備i相鄰；步驟3、利用歷史同期分布值和相鄰設(shè)備數(shù)據(jù)補(bǔ)齊丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)，其步驟為步驟3. 1、分別計(jì)算每個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備在歷史數(shù)據(jù)中的一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)每個(gè)時(shí)刻流量Q、速度V或占有率Occ的歷史均值；步驟3. 2、計(jì)算所述目標(biāo)設(shè)備i與每個(gè)所述相鄰設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)、斜率及截距，其中所述目標(biāo)設(shè)備i與第i個(gè)相鄰設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)為I u，斜率為au，截距為，則
權(quán)利要求
1. 一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于步驟為 步驟1、將一天M小時(shí)劃分為不同的時(shí)刻t，在每個(gè)時(shí)刻t實(shí)時(shí)讀取通過(guò)各固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的原始交通流數(shù)據(jù)，該原始交通流數(shù)據(jù)包括時(shí)間、當(dāng)前固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備的編號(hào)、流量Q、速度V及占有率Occ ；步驟2、識(shí)別出當(dāng)前時(shí)刻t所述原始交通流數(shù)據(jù)中的丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)，并將丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備定義為目標(biāo)設(shè)備i，m個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備與該目標(biāo)設(shè)備i相鄰；步驟3、利用歷史同期分布值和相鄰設(shè)備數(shù)據(jù)補(bǔ)齊丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)，其步驟為 步驟3. 1、分別計(jì)算每個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備在歷史數(shù)據(jù)中的一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)每個(gè)時(shí)刻流量Q、速度V或占有率Occ的歷史均值；步驟3. 2、計(jì)算所述目標(biāo)設(shè)備i與每個(gè)所述相鄰設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)、斜率及截距，其中所述目標(biāo)設(shè)備i與第i個(gè)相鄰設(shè)備之間的相關(guān)系數(shù)為Ru，斜率為au，截距為b…則
2.如權(quán)利要求1所述的一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于所述步驟2中識(shí)別丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)的步驟包括步驟2. 1、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算某個(gè)時(shí)間段內(nèi)每個(gè)時(shí)刻t2的每個(gè)封閉斷面的上游斷面的流量與下游斷面的流量的絕對(duì)百分比誤差，并統(tǒng)計(jì)在該時(shí)間段內(nèi)絕對(duì)百分比誤差的分布， 根據(jù)該分布判斷每個(gè)封閉斷面是否流量守恒，其中，將一天M小時(shí)以至少15分鐘為時(shí)間步長(zhǎng)劃分為不同時(shí)刻、；步驟2. 2、識(shí)別每個(gè)斷面內(nèi)是否存在可疑固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備，當(dāng)一固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備在某一時(shí)間段內(nèi)，每隔至少20秒發(fā)出超過(guò)經(jīng)驗(yàn)閾值Tl條Dl故障信息、或超過(guò)經(jīng)驗(yàn)閾值T2條D2故障信息、或超過(guò)經(jīng)驗(yàn)閾值T3條D3故障信息，則該固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備判定為可疑，其中，若在固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)出的信息中，流量Q = 0、速度V = 0并且占有率Occ = 0，則為Dl故障信息；若在固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)出的信息中，流量Q = 0、速度V > 0并且3% <占有率OccO < 95%，則為D2故障信息；在固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)出的信息中，流量Q = 0、速度V = 0并且占有率Occ不小于95%，則為D3故障信息；步驟2. 3、根據(jù)每個(gè)斷面所對(duì)應(yīng)的封閉斷面是否至少有一個(gè)流量守恒及每個(gè)斷面是否包含有可疑的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備綜合判斷每個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備是否損壞， 其中，若某個(gè)斷面所對(duì)應(yīng)的封閉斷面沒(méi)有一個(gè)流量守恒，當(dāng)該斷面不包含可疑的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備，則發(fā)出報(bào)警，若某個(gè)斷面所對(duì)應(yīng)的封閉斷面沒(méi)有一個(gè)流量守恒，且該斷面包含可疑的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備，則將該可疑的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備判定為故障，在其他情況下，將固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備判定為正常；步驟2. 4、對(duì)判定為故障的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)全部判定為無(wú)效，對(duì)識(shí)別為正常的固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)判別，識(shí)別出丟失數(shù)據(jù)及無(wú)效數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于所述無(wú)效數(shù)據(jù)的識(shí)別方法為根據(jù)閾值理論設(shè)定流量Q、速度V及占有率Occ的經(jīng)驗(yàn)閾值，將超出該閾值的數(shù)據(jù)判定為無(wú)效，隨后，根據(jù)定流量Q、速度V及占有率Occ的三參數(shù)組合關(guān)系，得到無(wú)效數(shù)據(jù)及除無(wú)效數(shù)據(jù)外的待定數(shù)據(jù)，對(duì)于待定數(shù)據(jù)一律判定為有效，或采用下列方法進(jìn)行判別針對(duì)流量Q、速度V及占有率Occ全為0的待定數(shù)據(jù)，判斷與待定數(shù)據(jù)所在車(chē)道同一斷面的相鄰車(chē)道的在與待定數(shù)據(jù)相同時(shí)刻的流量Q中的最大值是否不小于30，若是，則該條待定數(shù)據(jù)無(wú)效，否則，該條待定數(shù)據(jù)有效；針對(duì)流量Q = 0、速度V = 0及95 <占有率Occ ( 100的待定數(shù)據(jù)，判斷與待定數(shù)據(jù)所在車(chē)道同一斷面的相鄰車(chē)道的在與待定數(shù)據(jù)相同時(shí)刻的流量Q中的最大值是否不小于30， 或者占有率Occ中的最大值是否不大于40 %，若是，則該條待定數(shù)據(jù)無(wú)效，否則，該條待定數(shù)據(jù)有效；針對(duì)速度V及占有率Occ不等于0且1 <流量Q < 100的待定數(shù)據(jù)，首先判斷占有率
4.如權(quán)利要求1所述的一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于在所述步驟3. 1中第h個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備交通參數(shù)χ的歷史均值〒的計(jì)算公式為
5.如權(quán)利要求1所述的一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于在所述步驟3. 1中第h個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備交通參數(shù)χ的歷史均值J的計(jì)算公式為，其中第 h個(gè)固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備交通參數(shù)χ的歷史均值〒的計(jì)算公式為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種道路連續(xù)交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，其特征在于步驟為首先利用封閉斷面流量守恒性和可疑固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備模式識(shí)別算法識(shí)別故障固定式交通數(shù)據(jù)采集設(shè)備，隨后，利用道路交通流判別規(guī)則識(shí)別道路實(shí)時(shí)交通流數(shù)據(jù)，最后，利用歷史同期分布值和相鄰線圈數(shù)據(jù)補(bǔ)齊無(wú)效和缺失數(shù)據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是充分依托現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)，利用交通數(shù)據(jù)之間的時(shí)空關(guān)系，以統(tǒng)計(jì)方法和交通流理論，對(duì)故障設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量有效性進(jìn)行識(shí)別和修補(bǔ)，能夠確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的有效性和完整性，為采集設(shè)備維護(hù)、交通監(jiān)控和誘導(dǎo)等各種離線和實(shí)時(shí)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
文檔編號(hào)G08G1/01GK102169630SQ20111008110
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者林瑜, 沈峰, 潘振興, 虞鴻, 陳平, 高宵 申請(qǐng)人:上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司