專利名稱：一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通規(guī)劃應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法。
背景技術(shù)：
在城市路網(wǎng)中，一個(gè)起終點(diǎn)之間有非常多路徑可連通，而駕駛員在出行時(shí)一般只選擇其中的有限的幾條，這些路徑即合理路徑。合理路徑作為路徑選擇模型的輸入路徑，可以反映駕駛員的真實(shí)選擇行為，同時(shí)這些路徑也為路徑誘導(dǎo)提供了備選路徑。傳統(tǒng)的合理路徑的確定方法一般為通過(guò)以下算法生成，包括有Dial算法、啟發(fā)式算法、K短路徑法及帶約束的路徑枚舉法。其中Dial算法并不直接給出合理路徑集，而是直接將流量分配在各個(gè)路段，但其在算法中定義了有效路段。啟發(fā)式算法、K短路徑法及帶約束的路徑枚舉法則直接通過(guò)合理路徑集算法生成合理路徑集。上述方法均是引入距離、時(shí)間、收費(fèi)、轉(zhuǎn)向等阻抗或幾個(gè)屬性線性組合的阻抗，而在實(shí)際路網(wǎng)道路中，各阻抗與出行路徑的選擇關(guān)系復(fù)雜，且難以結(jié)合出行者出行習(xí)慣。有學(xué)者提出對(duì)路網(wǎng)分層以滿足出行者出行習(xí)慣，但出行者出行習(xí)慣難以捉摸，該方法并不能真實(shí)反映出行者出行選擇路徑。近些年隨著浮動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展，利用浮動(dòng)車數(shù)據(jù)獲取交通信息的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，例如北京、廣州、深圳等城市出租車均安裝了 GPS接收器。浮動(dòng)車數(shù)據(jù)具有以下特征:(I)稀疏性。浮動(dòng)車數(shù)據(jù)是按照一定的間隔上傳至服務(wù)器，在這個(gè)間隔內(nèi)，浮動(dòng)車可能發(fā)生很大位移，兩個(gè)定位點(diǎn)之間會(huì)存在不確定路徑。(2)漂移性。浮動(dòng)車行駛在城市道路上，定位系統(tǒng)受到高層建筑、隧道等影響，會(huì)產(chǎn)生漂移，尤其在低速時(shí)，漂移現(xiàn)象更加明顯。

(3)海量性。城市中行駛著大量浮動(dòng)車，這些浮動(dòng)車以一定間隔上傳實(shí)時(shí)信息，為城市交通分析提供了千萬(wàn)計(jì)的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，浮動(dòng)車駕駛者對(duì)城市交通狀況熟悉，具有豐富的路徑選擇經(jīng)驗(yàn)，其選擇的路徑被認(rèn)為是最為合理的路徑。雖然浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的稀疏性與漂移性使得難以對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑匹配以獲得真實(shí)的出行軌跡，而利用浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的海量性，可以針對(duì)起終點(diǎn)提取大量的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，該法是基于海量浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，從中提取針對(duì)起終點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)，生成出租車經(jīng)驗(yàn)路徑的方法，為交通誘導(dǎo)、交通規(guī)劃及管理提供了有效的合理路徑。即真實(shí)反映出行者的出行路徑集，并避免浮動(dòng)車數(shù)據(jù)由于采樣點(diǎn)稀疏及精度不足而引致的匹配失誤。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，包括以下步驟:S1.提取并處理原始的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，去掉無(wú)效以及異常的數(shù)據(jù)點(diǎn)；
S2.將針對(duì)起終點(diǎn)理后的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)匹配到路段上；S3.比較各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s與經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S當(dāng)各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s超過(guò)經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S時(shí)則為經(jīng)驗(yàn)路段，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)路段生成經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)；S4.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)生成合理的經(jīng)驗(yàn)路徑。優(yōu)選的，所述步驟SI的具體實(shí)現(xiàn)方式，提取并遍歷原始浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，去掉屬于空載狀態(tài)以及不屬于目標(biāo)起終點(diǎn)OD服務(wù)范圍的無(wú)效異常點(diǎn)。優(yōu)選的，所述步驟S2中，使用方向要素權(quán)重及距離要素權(quán)重建立模型，將浮動(dòng)車數(shù)據(jù)匹配到路段上；其中方向要素權(quán)重大于距離要素權(quán)重。優(yōu)選的，所述權(quán)重的計(jì)算方式如下:W=e(d/rt/ln( Θ /90)；式中，d為GPS點(diǎn)到路段的最短距離；Θ表示車輛航向和路段之間的夾角，O ( Θ< 90 ;r為GPS極限合理誤差。優(yōu)選的，所述步驟S3中，各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s為s=n/l ;其中s為該路段每公里匹配定位點(diǎn)數(shù)目(個(gè)/公里)，η為該路段匹配定位點(diǎn)數(shù)目(個(gè))，/為該路段長(zhǎng)度(公里)；經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S:
權(quán)利要求
1.一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.提取并處理原始的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，去掉無(wú)效以及異常的數(shù)據(jù)點(diǎn)； 52.將針對(duì)起終點(diǎn)理后的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)匹配到路段上； 53.比較各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s與經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S當(dāng)各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s超過(guò)經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S時(shí)則為經(jīng)驗(yàn)路段，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)路段生成經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)； 54.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)生成合理的經(jīng)驗(yàn)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，所述步驟SI的具體實(shí)現(xiàn)方式，提取并遍歷原始浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，去掉屬于空載狀態(tài)以及不屬于目標(biāo)起終點(diǎn)OD服務(wù)范圍的無(wú)效異常點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，所述步驟S2中，使用方向要素權(quán)重及距離要素權(quán)重建立模型，將浮動(dòng)車數(shù)據(jù)匹配到路段上；其中方向要素權(quán)重大于距離要素權(quán)重。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，所述權(quán)重的計(jì)算方式如下:W=e(d/lr)/ln( Θ/90)； 式中，d為GPS點(diǎn)到路段的最短距離；Θ表示車輛航向和路段之間的夾角，O彡Θ <90 ；r為GPS極限合理誤差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，所述步驟S3中，各路段匹配的定位點(diǎn)數(shù)目s為s=n/l ;其中s為該路段每公里匹配定位點(diǎn)數(shù)目(個(gè)/公里)，η為該路段匹配定位點(diǎn)數(shù)目(個(gè))，I為該路段長(zhǎng)度(公里)；V 經(jīng)驗(yàn)路徑閾值S -J = P y-—x其中N為浮動(dòng)車數(shù)據(jù)總數(shù)(個(gè))，Lmin為起終點(diǎn)最短路徑長(zhǎng)度(公里)，P為目標(biāo)路徑可作為經(jīng)驗(yàn)路徑的出行比例。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，其特征在于，所述步驟S4中，在經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)上加載簡(jiǎn)單無(wú)環(huán)路徑算法，最終得到經(jīng)驗(yàn)路徑。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)路徑生成方法，首先提取并處理原始浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，去掉屬于空載狀態(tài)以及位置不屬于目標(biāo)起終點(diǎn)服務(wù)范圍的無(wú)效和異常點(diǎn)；接著根據(jù)方向要素權(quán)重高于距離要素權(quán)重的思想建立模型將定位點(diǎn)匹配到路段上；然后根據(jù)匹配到路段上的定位點(diǎn)數(shù)目和最短路徑長(zhǎng)度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)路徑閾值，當(dāng)路段每公里匹配定位點(diǎn)數(shù)目超過(guò)經(jīng)驗(yàn)路段計(jì)算閾值時(shí)則為經(jīng)驗(yàn)路段，各個(gè)經(jīng)驗(yàn)路段組成經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)；最后在經(jīng)驗(yàn)路網(wǎng)上加載簡(jiǎn)單無(wú)環(huán)路徑算法，最終得到經(jīng)驗(yàn)路徑。本發(fā)明結(jié)合了浮動(dòng)車數(shù)據(jù)稀疏性、飄移性、海量性等特點(diǎn)，生成的路徑集可以指導(dǎo)出行者更加合理選擇出行路徑；也可以為交通規(guī)劃者提供合理路徑集參考，作為交通管理者制定路徑誘導(dǎo)策略的工具。
文檔編號(hào)G08G1/01GK103218915SQ20131007001
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者李軍, 趙長(zhǎng)相, 謝良惠 申請(qǐng)人:中山大學(xué)