專利名稱：一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法。
背景技術(shù)：
先進用路人資訊系統(tǒng)(AdvancedTraveler Information System,ATIS)為智慧型運輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation System, ITS)九大領(lǐng)域的一,其主要功能為提供用路人即時交通資訊，包含路況資訊、大眾運輸系統(tǒng)資訊、停車場資訊及路徑導(dǎo)引服務(wù)等，讓用路人能根據(jù)交通路況選擇最有利的道路行駛，減少旅行時間。為提供ATIS相關(guān)服務(wù)，政府部門必須于路側(cè)建置許多硬體設(shè)備以搜集道路的占有率、流量及車速，然而，此種方法需在每個偵測路段布建線路與偵測設(shè)備，不但設(shè)備成本昂貴、偵測路段范圍擴充不易，后續(xù)的維護成本更是一筆龐大的負擔(dān)。因此，近年來利用探偵車輛搜集交通資訊的技術(shù)乃成為目前國內(nèi)交通資訊搜集最熱門議題之一，許多電信、力口值廠商紛紛著眼于探偵車輛交通資訊搜集系統(tǒng)投資小、資料內(nèi)容豐富的優(yōu)點，積極朝探偵車輛交通資訊搜集領(lǐng)域發(fā)展。在過往的慣用技術(shù)中，探測車輛交通資訊搜集技術(shù)使用傳統(tǒng)路網(wǎng)，所述路網(wǎng)原適用于導(dǎo)航、電子地圖等資訊應(yīng)用服務(wù)。探偵車輛交通資訊搜集技術(shù)會分析探偵車所回報的GPS資訊或無線網(wǎng)路信令，并推算路段速度。但由于應(yīng)用目的不同，傳統(tǒng)路網(wǎng)道路路段分段原則并非依據(jù)道路交通狀況，造成路網(wǎng)資料過于龐大系統(tǒng)不易分析，因此難以做為探偵車技術(shù)的路段路網(wǎng)。直接采用傳統(tǒng)路網(wǎng)路段資料，甚至可能造成路段時速的誤判或影響時速結(jié)果的準確率。在部分探偵車輛交通資訊搜集技術(shù)研究中，或以手動的方式透過GIS工具將傳統(tǒng)道路路網(wǎng)劃分為多個待測道路路段，依照不同的交通狀況進行道路分段。采用手動的方式優(yōu)點在于分段精確，缺點在于耗費時日，更是難以處理大范圍的路網(wǎng)資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，是通過分析大量累積的歷史車輛探測資料，合并交通模式相似路段，減少路網(wǎng)資料筆數(shù)，將傳統(tǒng)路網(wǎng)整理為適合交通資訊應(yīng)用的交通路網(wǎng)。達成上述目的的技術(shù)方案為一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，包括下列步驟分析車輛行駛軌跡，是提供行駛軌跡分析單元，分析每輛車的車輛探測資料，以判斷車輛所行經(jīng)的路段；產(chǎn)生路段交通模式，是提供交通模式產(chǎn)生單元，所述單元利用其他來源的路網(wǎng)交通資料，或根據(jù)路段資訊與所述行駛軌跡分析單元的成果，推算各個路段的交通資料，當各路段累積一定期間的交通資料后，所述交通模式產(chǎn)生單元是針對各個路段建立交通模式；合并端點重疊路段，是提供交通模式比對單元，其中讀取端點重疊路段的交通模式，是計算交通模式的相似度，若復(fù)數(shù)筆端點重疊路段的交通模式相似度高，則合并端點重疊路段為新路段后移除被合并的路段；若復(fù)數(shù)筆端點重疊路段的交通模式相似度低，則不予合并，且將復(fù)數(shù)筆端點重疊路段設(shè)定為保留路段；若單一筆路段資料的端點不與其他路段的端點重疊，則將所述路段設(shè)定為保留路段；以及交通路網(wǎng)路段儲存，提供路網(wǎng)儲存單元，將新路段與保留路段儲存至交通路網(wǎng)儲存媒介。其中，所述的車輛探測資料是為全球定位系統(tǒng)資料、或無線通訊網(wǎng)路信令；所述的行駛軌跡分析單元是讀入車輛所回傳的全球定位系統(tǒng)資料，并參考所述全球定位系統(tǒng)資料的位置資訊，利用空間幾何演算法推算距離所述筆全球定位系統(tǒng)距離最近的路網(wǎng)路段，參考全球定位系統(tǒng)時間順序，進而求得車輛所行經(jīng)的路段；所述的行駛軌跡分析單元是利用行動網(wǎng)路基地臺所回傳的無線通訊網(wǎng)路信令，分析無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID欄位，通過利用無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID變化情形，進而求得車輛所行經(jīng)的路段，所述的產(chǎn)生路段交通模式的所述其他來源的路網(wǎng)交通資料是為路段時速、流量、或占有率；所述的產(chǎn)生路段交通模式的所述交通模式產(chǎn)生單元是利用其他來源的路網(wǎng)交通資料，或根據(jù)路段資訊與所述行駛軌跡分析單元的成果，推算各個路段的交通資料，當各路段累積一定期間的交 通資料后，交通模式產(chǎn)生單元針對各個路段建立交通資料與時間的變化關(guān)系，以建立交通模式；所述的合并端點重疊路段的所述交通模式比對單元比對端點重疊路段的交通模式相似度。所述交通模式比對單元不斷比對端點重疊路段芝交通模式，直到路網(wǎng)內(nèi)不存在具備相似交通模式的端點重疊路段為止；所述的交通路網(wǎng)路段儲存的交通路網(wǎng)儲存媒介是為資料庫、或檔案系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供交通資訊搜集技術(shù)，諸如車輛偵測器、GPSFloatingVehicle Detector (GFVD) > Cellular Floating Vehicle Detector (CFVD)等一交通路網(wǎng)。交通資訊搜集技術(shù)可利用本發(fā)明所生成的交通路網(wǎng)，進行交通資訊的收集、演算以及發(fā)布等功能。依據(jù)歷史交通狀況合并交通路網(wǎng)路段，交通資訊搜集技術(shù)可單一化各路段交通變化方式，減少交通路網(wǎng)資料筆數(shù)，加快GIS技術(shù)即時處理效能，進而提升交通資訊搜集技術(shù)績效。達成上述發(fā)明目的的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法是利用大量歷史車輛探測資料諸如現(xiàn)今極為普及的車輛定時回傳的GPS資料或行動電話基地臺無線網(wǎng)路信令，分析路網(wǎng)路段的交通模式，將具有相似交通資訊模式與地理位置相鄰的路段合并，生成一交通路網(wǎng)。交通資訊搜集技術(shù)諸如車輛偵測器、GPS Floating VehicleDetector (GFVD)、Cellular Floating Vehicle Detector (CFVD)等，可基于本發(fā)明的交通路網(wǎng)，減少所需處理的路網(wǎng)資料，推算各個道路路段交通資訊，進而提升交通資訊搜集技術(shù)系統(tǒng)的效能，以達成智慧型運輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation System, ITS)九大領(lǐng)域中，先進用路人資訊系統(tǒng)(Advanced Traveler Information System, ATIS)提供即時交通資訊減少用路人旅行時間的需求。本發(fā)明是透過下面幾種技術(shù)完成I.取得大量累積歷史車輛探測資料后，基于車輛探測資料的基本屬性與GIS技術(shù)分析車輛探測資料。例如GPS資料具有時間、經(jīng)緯度位置及方位等資訊，GIS技術(shù)可將GPS對應(yīng)至最接近的路網(wǎng)路段，再佐以時間與方位等資訊，可得知車輛所行經(jīng)的路段，藉此分析車輛行經(jīng)軌跡。
2.利用車輛行經(jīng)軌跡可演算時速、流量及占有率等交通參數(shù)，利用長時間大量累積的車輛探測資料，針對各個路段建立交通模式模型。3.比較端點重疊路段的交通模式，當有相似的交通模式時，即將路段合并為新路段，若路段交通模式不相似時則保留路段，最后記錄新路段與保留路段生成一交通路網(wǎng)。本發(fā)明所提出的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，可減少路網(wǎng)資料筆數(shù)，避免切分太細的路網(wǎng)資料影響交通資訊應(yīng)用系統(tǒng)的效能。所生成的交通路網(wǎng)，可應(yīng)用于諸如GFVD等交通資訊搜集技術(shù)。GFVD可將本發(fā)明所生成的交通路網(wǎng)，當作交通資訊待測路網(wǎng)，搜集路網(wǎng)上交通資訊。由于交通路網(wǎng)路段資料筆數(shù)較少，GFVD可有較好的處理效能，提高交通資訊演算、發(fā)布的效率。
本發(fā)明所提供的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，與其他慣用技術(shù)相互比較時，具備下列優(yōu)點I、本發(fā)明應(yīng)用大量車輛探測資料，合并交通模式相似高的路網(wǎng)相鄰路段，將路網(wǎng)整理為交通路網(wǎng)，可有效減少路網(wǎng)資料筆數(shù)，提升路網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的效益；2、本發(fā)明所提出的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，特別適用于GPSFloating Vehicle Detector (GFVD)系統(tǒng)?；诒景l(fā)明的交通路網(wǎng)，GFVD系統(tǒng)所需處理的路網(wǎng)資料較少，可提升時速演算處理效能。


圖I為本發(fā)明實施例I的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例I 一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實施例I的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法的交通模式圖；圖4為本發(fā)明實施例I的GPS車輛探偵資料行駛路徑軌跡圖；圖5為本發(fā)明實施例I的無線通訊信令車輛探偵資料行駛路徑軌跡圖。附圖標記說明101路網(wǎng)資料102車輛探測數(shù)據(jù)103其他來源的路網(wǎng)交通數(shù)據(jù)104路網(wǎng)數(shù)據(jù)格式化105讀取車輛探測數(shù)據(jù)與路網(wǎng)數(shù)據(jù)106分析車輛行駛軌跡107產(chǎn)生路段交通模式108是否存在有相似交通模式的相鄰路段109合并相鄰路段110儲存交通路網(wǎng)111交通路網(wǎng)儲存媒介201路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫202車輛探測數(shù)據(jù)庫
203其他來源的路網(wǎng)交通數(shù)據(jù)204路網(wǎng)格式化單元205車輛探測數(shù)據(jù)分析模組206交通路網(wǎng)生成模組207行駛軌跡分析單元208交通模式產(chǎn)生單元209交通模式數(shù)據(jù)庫210交通模式比對單元
211路網(wǎng)儲存單元212交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫301路段i的交通模式302路段j的交通模式40IGPS車輛探測資料501無線通訊信令車輛探測資料502無線通訊基地臺
具體實施例方式實施例I本發(fā)明是為一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法。請參考圖I所示，為實施例一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法實施例的流程圖，交通路網(wǎng)生成方法可分為幾個步驟I.讀取車輛探測數(shù)據(jù)與路網(wǎng)數(shù)據(jù)105。2.分析車輛行駛軌跡106。3.產(chǎn)生路段交通模式107。4.檢測相鄰路段是否有相似交通模式108，若為是，則合并相鄰路段109，若否則保留原路段。5.儲存交通路網(wǎng)110。車輛探測數(shù)據(jù)102可為GPS資料或是行動網(wǎng)路無線基地臺信令，尤其是GPS資料，格式欄位包含時間、經(jīng)緯度、方向及車速等資訊，可利用經(jīng)緯度、方向經(jīng)過GIS幾何運算，找出與GPS最接近的路網(wǎng)路段資料101。路網(wǎng)路段資料101由多筆經(jīng)緯度點構(gòu)成，為幾何折線，具備兩端點與中間點；行駛車輛軌跡分析106可得出車輛所行經(jīng)路段，并可根據(jù)車輛探測數(shù)據(jù)102推測車輛行經(jīng)路段時的車速、流量及占有率等交通資訊；各路段累積大量交通資訊后，可建立各路段的交通模式107。若兩路段的中間點或兩端點有重疊，表示兩路段相鄰，可判斷交通模式是否相似108，如交通模式相似，則合并兩路段109為新路段；若兩路段交通模式不相似，則保留兩路段。最后儲存新路段110與保留路段至路網(wǎng)數(shù)據(jù)儲存媒介111，完成交通路網(wǎng)的生成。請參閱圖2所示，為本發(fā)明一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖，組成主要包括下列幾個部分I.路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫201 :儲存一般導(dǎo)航路網(wǎng)、電子地資等資料。
2.車輛探測數(shù)據(jù)庫202 :儲存車輛探測數(shù)據(jù)，例如車載機定時回傳的GPS資料。3.其他來源交通數(shù)據(jù)庫203 :儲存其他來源的交通數(shù)據(jù)庫；本發(fā)明可利用車輛探測數(shù)據(jù)102建立車輛行駛軌跡，進而建立路段交通模式107，也直接運用其他來源的交通數(shù)據(jù)103，來源諸如政府部門或ETC(EleCtroniC Toll Collection)系統(tǒng)的車速、流量及占有率相關(guān)參數(shù)，交通模式產(chǎn)生單元208可根據(jù)其他來源交通數(shù)據(jù)103建立交通模式。4.路網(wǎng)格式化單元204 :路網(wǎng)格式化單元204讀入路網(wǎng)數(shù)據(jù)，進而轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可處理的格式。5.車輛探測數(shù)據(jù)分析模組205 :車輛探測數(shù)據(jù)分析模組205包含行駛軌跡分析單元107以及交通模式產(chǎn)生單208兩個單元，所述模組讀入路網(wǎng)數(shù)據(jù)101、車輛探測數(shù)據(jù)102 以及其他來源交通數(shù)據(jù)103，并產(chǎn)出各路段的交通模式。6.行駛軌跡分析單元207 :行駛軌跡分析單元207讀入每輛車所回報的車輛探測數(shù)據(jù)102，以分析車輛所行經(jīng)的路段。對于GPS資料，行駛軌跡分析單元參考GPS資料的經(jīng)緯度資訊，利用空間幾何演算法推算距離所述筆GPS距離最近的路網(wǎng)路段，參考GPS時間順序，進而求得車輛所行經(jīng)的路段。如圖4所示，圓點表示車輛趟次軌跡資料，車輛趟次軌跡資料是離散時間回傳的資料，且車輛不斷在路網(wǎng)上移動，利用行駛軌跡分析單元可求出車輛行經(jīng)Road-W、Road_X、Road-Y及Road-Z路段。對于行動網(wǎng)路基地臺所回傳的無線通訊網(wǎng)路信令，行駛軌跡分析單元可分析無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID欄位，藉由考量無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID變化情形，可分析車輛所行經(jīng)的路網(wǎng)路段。如圖5所示，車輛由圖的左下方駛向右上方，所收集的無線網(wǎng)路信令的基地臺代碼會由D、E轉(zhuǎn)換置為A、B，行駛軌跡分析單元可依此求得車輛所行經(jīng)的路段為Road-X。7.交通模式產(chǎn)生單元208 :根據(jù)行駛軌跡分析單元207所分析的結(jié)果，交通模式產(chǎn)生單元208可得知車輛所行經(jīng)的路段，因此交通模式產(chǎn)生單元208可利用路段資訊101與車輛探測數(shù)據(jù)102推算行經(jīng)道路時速等交通資訊。各路段累積一定期間的交通資訊資料后，可建立交通模式。如圖3所示，縱座標為時速，橫坐標為時間點，交通模式為時速與時間的變化關(guān)系。交通模式產(chǎn)生單元208將交通模式數(shù)據(jù)存入交通模式數(shù)據(jù)庫209內(nèi)，以供交通路網(wǎng)生成模組206所使用。8.交通模式數(shù)據(jù)庫209 :儲存交通模式產(chǎn)生單元208所產(chǎn)出的交通模式，以提供交通路網(wǎng)生成模組206使用。9.交通路網(wǎng)生成模組206 :交通路網(wǎng)生成模組206讀入交通模式數(shù)據(jù)庫209內(nèi)的交通模式與路網(wǎng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過路段模式比對與運算后，將所生成的交通路網(wǎng)存到交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫212中。10.交通模式比對單元210 :交通模式比對單元210讀取兩相鄰路段的交通模式，計算兩者的相似度，若相似度高則合并兩相鄰路段為新路段后移除兩路段；若相似度低則保留兩路段。交通模式比對單元210不斷進行上述流程，直到路網(wǎng)內(nèi)不存在具備相似交通模式的兩相鄰路段為止。如圖3所示，路段的交通模式為一縱座標為時速，橫坐標為時間點的關(guān)系表，Pattern-i與Pattern-j表示路段i、j的交通模式。利用下列公式可計算兩者
的相似性
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，該方法是基于復(fù)數(shù)筆幾何折線的路段所形成的路網(wǎng)，分析車輛探測資料的交通模式，合并交通模式相似的端點重疊路段，生成一交通路網(wǎng)，所述的方法包括下列步驟 分析車輛行駛軌跡，是提供行駛軌跡分析單元，分析每輛車的車輛探測資料，以判斷車輛所行經(jīng)的路段； 產(chǎn)生路段交通模式，是提供交通模式產(chǎn)生單元，所述單元利用其他來源的路網(wǎng)交通資料，或根據(jù)路段資訊與所述行駛軌跡分析單元的成果，推算各個路段的交通資料，當各路段累積一定期間的交通資料后，所述交通模式產(chǎn)生單元是針對各個路段建立交通模式； 合并端點重疊路段，是提供交通模式比對單元，其中讀取端點重疊路段的交通模式，是計算交通模式的相似度，若復(fù)數(shù)筆端點重疊路段的交通模式相似度高，則合并端點重疊路段為新路段后移除被合并的路段；若復(fù)數(shù)筆端點重疊路段的交通模式相似度低，則不予合并，且將復(fù)數(shù)筆端點重疊路段設(shè)定為保留路段；若單一筆路段資料的端點不與其他路段的端點重疊，則將所述路段設(shè)定為保留路段；以及 交通路網(wǎng)路段儲存，提供路網(wǎng)儲存單元，將新路段與保留路段儲存至交通路網(wǎng)儲存媒介。
2.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的車輛探測資料是為全球定位系統(tǒng)資料、或無線通訊網(wǎng)路信令。
3.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的行駛軌跡分析單元是讀入車輛所回傳的全球定位系統(tǒng)資料，并參考所述全球定位系統(tǒng)資料的位置資訊，利用空間幾何演算法推算距離所述筆全球定位系統(tǒng)距離最近的路網(wǎng)路段，參考全球定位系統(tǒng)時間順序，進而求得車輛所行經(jīng)的路段。
4.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的行駛軌跡分析單元是利用行動網(wǎng)路基地臺所回傳的無線通訊網(wǎng)路信令，分析無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID欄位，通過利用無線通訊網(wǎng)路信令的基地臺ID變化情形，進而求得車輛所行經(jīng)的路段。
5.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的產(chǎn)生路段交通模式的所述其他來源的路網(wǎng)交通資料是為路段時速、流量、或占有率。
6.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的產(chǎn)生路段交通模式的所述交通模式產(chǎn)生單元是利用其他來源的路網(wǎng)交通資料，或根據(jù)路段資訊與所述行駛軌跡分析單元的成果，推算各個路段的交通資料，當各路段累積一定期間的交通資料后，交通模式產(chǎn)生單元針對各個路段建立交通資料與時間的變化關(guān)系，以建立交通模式。
7.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的合并端點重疊路段的所述交通模式比對單元比對端點重疊路段的交通模式相似度。所述交通模式比對單元不斷比對端點重疊路段芝交通模式，直到路網(wǎng)內(nèi)不存在具備相似交通模式的端點重疊路段為止。
8.如權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，其特征在于，所述的交通路網(wǎng)路段儲存的交通路網(wǎng)儲存媒介是為資料庫、或檔案系統(tǒng)。
全文摘要
一種應(yīng)用車輛探測資料的交通路網(wǎng)生成方法，以車輛探測資料GPS、無線網(wǎng)路信令為演算分析資料，將傳統(tǒng)電子地圖路網(wǎng)資料整理為適合交通資訊應(yīng)用的交通路網(wǎng)資料，本發(fā)明應(yīng)用地理資訊系統(tǒng)技術(shù)、統(tǒng)計分析技術(shù)，利用大量搜集車輛探測資料，分析車輛行經(jīng)軌跡并建立路段交通模式，合并交通模式相似高的端點相鄰路段，生成交通路網(wǎng)基本資料；交通資訊搜集技術(shù)如車輛偵測器、全球定位系統(tǒng)浮動車檢測儀、CFVD，基于本發(fā)明交通路網(wǎng)，減少處理的路網(wǎng)資料，推算各個道路路段交通資訊，提升交通資訊搜集技術(shù)系統(tǒng)效能，提供即時交通資訊滿足用路人需求。
文檔編號G08G1/01GK102867406SQ20121033291
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者陳建凱, 洪嘉辰, 高淑娟, 陳禹昕, 王景弘 申請人:中華電信股份有限公司