基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法，該方法根據(jù)當(dāng)前更新周期內(nèi)路段的平均旅行速度與所在路段的交通狀態(tài)車速閾值進(jìn)行比較，以初步判斷當(dāng)前更新周期的交通狀態(tài)，若為暢通則直接發(fā)布；若為擁堵則進(jìn)一步確認(rèn)，通過(guò)計(jì)算當(dāng)前更新周期結(jié)束時(shí)刻離開(kāi)、未離開(kāi)當(dāng)前路段的手機(jī)終端樣本數(shù)量，來(lái)進(jìn)一步確認(rèn)當(dāng)前更新周期內(nèi)的路段交通狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，充分依托現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信息資源，利用已有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的定位數(shù)據(jù)，通過(guò)各個(gè)更新周期內(nèi)的各路段的平均旅行速度以及不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量以分別對(duì)路段當(dāng)前更新周期內(nèi)的交通狀態(tài)進(jìn)行多重判斷，以提高高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)準(zhǔn)確率。
【專利說(shuō)明】基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵的方法，適用于為 交通運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、交通控制、交通誘導(dǎo)、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)、交通信息發(fā)布提供服務(wù)，屬于交通運(yùn)營(yíng) 管理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)一直方興未艾，由于高速公路流量增長(zhǎng)、事故頻發(fā)、節(jié) 假日免費(fèi)通行等等原因，高速公路上交通擁堵的發(fā)生頻率越來(lái)越高，擁堵影響路段、擁堵持 續(xù)時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，對(duì)高速公路的現(xiàn)代化、信息化運(yùn)營(yíng)管理水平，提出了越來(lái)越高的要求。因 此，交通擁堵發(fā)生時(shí)，迫切需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地檢測(cè)出擁堵發(fā)生路段、發(fā)生時(shí)刻與持續(xù)時(shí) 間，提交相關(guān)給相關(guān)的交通管控部門(mén)研判分析，提升高速公路運(yùn)營(yíng)管理效率與效果，切實(shí)改 善出行者的出行體驗(yàn)。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310749215的專利，公開(kāi)了一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路 路段交通狀態(tài)信息的方法，該方法基于手機(jī)數(shù)據(jù)以檢測(cè)路段的平均車速，判斷是否發(fā)生交 通擁堵，并根據(jù)樣本量多少情況賦予每次狀態(tài)判斷的置信度水平值。該專利的不足之處在 于，對(duì)于交通擁堵?tīng)顟B(tài)的識(shí)別準(zhǔn)確率較低，且無(wú)法獲取較為詳細(xì)的擁堵開(kāi)始時(shí)間與擁堵持 續(xù)時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法為交通擁堵管理的快速應(yīng)急響應(yīng)等提供重要詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè) 高速公路交通擁堵的方法，該方法通過(guò)計(jì)算各路段當(dāng)前更新周期的平均旅行速度來(lái)初步判 斷路段的交通狀態(tài)為擁堵還是暢通，若初步判斷為擁堵，則通過(guò)計(jì)算當(dāng)前更新周期結(jié)束時(shí) 刻當(dāng)前路段內(nèi)手機(jī)終端樣本數(shù)量的增減情況，來(lái)進(jìn)一步確認(rèn)當(dāng)前更新周期內(nèi)的路段交通狀 態(tài)，以提速公路受通擁堵?tīng)顟B(tài)的檢測(cè)準(zhǔn)確率。
[0005] 本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成： 一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法，所述高速公路上分為若干 路段，同時(shí)每個(gè)所述路段中又具有若干個(gè)信號(hào)分段，每個(gè)所述信號(hào)分段內(nèi)均具有一座信號(hào) 基站，其特征在于所述方法至少包括如下步驟： 步驟1 :將途經(jīng)所述高速公路的所有手機(jī)終端樣本匹配至所在的所述路段，以時(shí)間t為 一更新周期，通過(guò)所述信號(hào)基站獲取對(duì)應(yīng)時(shí)間段t內(nèi)的所述手機(jī)終端數(shù)據(jù)，計(jì)算得到各個(gè) 更新周期內(nèi)的各路段的平均旅行速度，并計(jì)算識(shí)別出各所述手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)各路段的起 點(diǎn)、終點(diǎn)的時(shí)刻，識(shí)別出各所述手機(jī)終端不同時(shí)刻所在的路段，從而獲得不同時(shí)刻各個(gè)路段 上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量； 步驟2 :根據(jù)當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k的平均旅行速度與所在路段k的交通狀態(tài)車速閾 值進(jìn)行比較，初步判斷當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的交通狀態(tài)，若當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k 的平均旅行速度小于或等于所在路段k的交通狀態(tài)車速閾值，則當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段 k的交通狀態(tài)為擁堵，進(jìn)入步驟3以進(jìn)一步確認(rèn)；若當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的平均旅行 速度大于所在路段k的交通狀態(tài)車速閾值，則當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的初始交通狀態(tài) 為暢通，直接進(jìn)入步驟4; 步驟3 :根據(jù)步驟1中所述不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量，得到當(dāng)前 更新周期i與前一更新周期i_l結(jié)束時(shí)刻，路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i，k)與 PUG(i-1，k)，計(jì)算兩者之間的交集與差集，以對(duì)步驟2中初步判斷的當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路 段k交通狀態(tài)為擁堵進(jìn)一步確認(rèn),之后進(jìn)入步驟4 ; 步驟4 :交通狀態(tài)確認(rèn)完畢，發(fā)布當(dāng)前更新周期i內(nèi)各路段交通狀態(tài)；重復(fù)步驟1?3 進(jìn)入下一更新周期。
[0006] 所述步驟1中所述手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)各路段的起點(diǎn)、終點(diǎn)時(shí)刻的計(jì) 算方法為：手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k內(nèi)各信號(hào)分段Clink(p，k)起點(diǎn) 的時(shí)刻timestamp(p，k)與旅行時(shí)間traveltime_Clink(p，k)，速度差分后 經(jīng)過(guò)各速度漸變分段Clink_gradient(p，k，t)的旅行時(shí)間為traveltime_ Clink_gradient(p，k，t),經(jīng)過(guò)各速度漸變分段Clink_gradient(p，k，t)起點(diǎn) 的時(shí)刻 為timestamp(p,k,t)=timestamp(p,k)+traveltime_Clink(p,k)/2 + (trawltimeJlnlc_gradie_p,My);路段k起點(diǎn)所在的速度漸變分段Clink_gradient(p，k，tf)對(duì)應(yīng)的旅行時(shí)間為traveltime_Clink_gradient(p，k,first);因此得手 機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k起點(diǎn)的時(shí)刻為timestamp_in(p,k)=timestamp(p,k,tf) + traveltime_Clink_gradient(p,k,tf) -traveltime_Clink_gradient(p,k,first)； 同理，得手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k終點(diǎn)的時(shí)刻為timestamp_out(p,k)=timestamp(p，k，tl) +traveltime_Clink_gradient(p，k，tl)，其中，timestamp(p，k，tl)為 手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k終點(diǎn)所在的速度漸變分段Clink_gradient(p,k,tl)起點(diǎn) 的時(shí)刻，traveltime_Clink_gradient(p，k，tl)為對(duì)應(yīng)的旅行時(shí)間。
[0007] 所述步驟1中獲得不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量的計(jì)算方法 為：對(duì)路段k，挑選出所有timestamp_in(p,k) <timestamp(temp)且timestamp_out(p,k) >timestamp(temp)、以及timestamp_out(p,k)尚未計(jì)算得到的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合， 作為在timestamp(temp)這個(gè)時(shí)刻路段k內(nèi)所行駛的所有手機(jī)終端樣本集合。
[0008] 所述步驟3的具體步驟為： 根據(jù)步驟1中所述不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量，得到當(dāng)前更 新周期i與前一更新周期i_l結(jié)束時(shí)刻，路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i，k) 與PUG(i-l，k);計(jì)算當(dāng)前更新周期i與前一更新周期i-1內(nèi)路段k上手機(jī)終端樣 本編號(hào)集合的交集PUGINT(i，k)=PUG(i，k)nPUG(i-1，k)以及差集PUGSUB(i，k)= PUG(i-l，k)-PUG(i，k)，其中PUGINT(i，k)表示當(dāng)前更新周期i開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng) 前更新周期i結(jié)束時(shí)刻時(shí)仍未離開(kāi)當(dāng)前路段k的手機(jī)終端樣本集合，PUGSUB(i，k)表示當(dāng) 前更新周期i開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng)前更新周期i結(jié)束時(shí)刻之前離開(kāi)當(dāng)前路段k的手 機(jī)終端樣本集合； 對(duì)步驟2中初步判斷的當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k交通狀態(tài)為擁堵進(jìn)一步確認(rèn)，當(dāng)PUGINT(i，k)中手機(jī)終端樣本數(shù)量>PAR_PUGINT(k)，且PUGSUB(i，k)中手機(jī)終端樣本數(shù)量 <PAR_PUGSUB(k)時(shí)，則確認(rèn)當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k的交通狀態(tài)為擁堵，進(jìn)入步驟4 ;若 不滿足這兩個(gè)條件，則確認(rèn)當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的交通狀態(tài)為暢通，進(jìn)入步驟4 ;其 中PAR_PUGINT(k)表示當(dāng)前路段k擁堵未駛離的手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值，PAR_PUGSUB(k)表 示當(dāng)前路段k駛離的手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值。
[0009] 所述步驟4中還包括如下步驟： 將路段k連續(xù)的各個(gè)更新周期的交通狀態(tài)識(shí)別結(jié)果按時(shí)間先后排序，若更新周期i交 通狀態(tài)為擁堵，之前的更新周期中交通狀態(tài)也識(shí)別為擁堵的時(shí)間上最接近的更新周期為i_ bf，當(dāng)更新周期i_bf的結(jié)束時(shí)刻與更新周期i的開(kāi)始時(shí)刻相隔的時(shí)間間隔<單次擁堵時(shí)長(zhǎng) 閾值TIMELENGH_JAM，則認(rèn)為更新周期i與更新周期i_bf的擁堵為同一次擁堵，以更新周期 i_bf?的開(kāi)始時(shí)刻作為擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j); 若路段k在更新周期i_at檢測(cè)到交通狀態(tài)為擁堵，超過(guò)單次擁堵時(shí)長(zhǎng)閾值TIMELENGH_JAM的連續(xù)多個(gè)更新周期都未檢測(cè)到交通狀態(tài)為擁堵，則以更新周期i_at的結(jié)束時(shí)刻JAM_ TS_END(k，j)作為本次擁堵的擁堵消散時(shí)刻，本次擁堵的擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng)JAM_TD(k，j)=擁堵 消散時(shí)刻JAM_TS_END(k，j)-擁堵開(kāi)始時(shí)刻JAM_TS_START(k，j); 將擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j)與擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng)JAM_TD(k，j)發(fā)布。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，充分依托現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)信息資源，利用已有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)中 的定位數(shù)據(jù)，通過(guò)各個(gè)更新周期內(nèi)的各路段的平均旅行速度以及不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具 有的手機(jī)終端樣本數(shù)量以分別對(duì)路段當(dāng)前更新周期內(nèi)的交通狀態(tài)進(jìn)行初步判斷和進(jìn)一步 確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)低成本、全路網(wǎng)、低誤檢、少延時(shí)、實(shí)時(shí)地檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)信息。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明中基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以 便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解： 實(shí)施例：如圖1所示，本實(shí)施例具體涉及一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁 堵的方法，該方法具體包括如下步驟： 【步驟1】高速公路上分為若干路段，同時(shí)每個(gè)所述路段中又具有若干個(gè)信號(hào)分段，每個(gè) 信號(hào)分段內(nèi)均具有一座信號(hào)基站，定期獲取手機(jī)數(shù)據(jù)，將途經(jīng)高速公路的所有手機(jī)終端樣 本匹配至所在路段，計(jì)算得到各個(gè)更新周期內(nèi)的各路段平均旅行速度，并計(jì)算識(shí)別出每個(gè) 手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)各路段起點(diǎn)、終點(diǎn)的時(shí)刻，識(shí)別每個(gè)手機(jī)終端樣本不同時(shí)刻所在具體路 段，從而識(shí)別不同時(shí)刻各個(gè)路段上有哪些手機(jī)終端樣本； 步驟1.1:以時(shí)間t為一更新周期，通過(guò)信號(hào)基站獲取對(duì)應(yīng)時(shí)間段t內(nèi)的手機(jī)終端數(shù) 據(jù)，將途經(jīng)高速公路的所有手機(jī)終端樣本匹配至所在路段，計(jì)算得到各個(gè)更新周期的路段 平均旅行速度，并計(jì)算識(shí)別出每個(gè)手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)路段起點(diǎn)、終點(diǎn)的時(shí)刻。
[0013] 其中，某個(gè)手機(jī)終端樣本I3U(P)經(jīng)過(guò)某個(gè)路段k起點(diǎn)的時(shí)刻為timestamp_ in(P，k)，這是根據(jù)其經(jīng)過(guò)各個(gè)信號(hào)分段起點(diǎn)的時(shí)刻、速度差分后的漸變分段起點(diǎn)的時(shí)刻與 高速公路路段起點(diǎn)所在的漸變分段對(duì)應(yīng)旅行時(shí)間共同計(jì)算得到。
[0014] 參考專利CN201310749215,該手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)各個(gè)信號(hào)分段 Clink(p，k)起點(diǎn)的時(shí)刻timestamp(p，k)與旅行時(shí)間traveltime_Clink(p，k)， 速度差分后經(jīng)過(guò)各個(gè)漸變分段Clink_gradient(p，k，t)的旅行時(shí)間traveltime_ Clink_gradient(p，k，t)，這樣，經(jīng)過(guò)各個(gè)速度漸變分段Clink_gradient(p，k，t)起 點(diǎn) 的時(shí)刻timestamp(p,k,t)=timestamp(p,k) +traveltime_Clink(p，k)/2+ I〇avdtime._Clinlc jradjentfp, ;高速公路路段起點(diǎn)所在的速度漸變分段Clink_ gradient(p，k，tf)對(duì)應(yīng)旅行時(shí)間traveltime_Clink_gradient(p，k,first);因此，其經(jīng) 過(guò)某個(gè)路段k起點(diǎn)的時(shí)刻timestamp_in(p,k)=timestamp(p,k,tf)+traveltime_Clink_ gradient(p,k,tf) _traveltime_Clink_gradient(p,k,first) 〇
[0015] 同理，該手機(jī)終端樣本HJ(P)經(jīng)過(guò)某個(gè)路段k終點(diǎn)的時(shí)刻timestamp_out(p,k) =timestamp(p,k,tl)+traveltime_Clink_gradient(p,k,tl),其中timestamp(p,k,tl) 為該手機(jī)終端途經(jīng)其路段終點(diǎn)所在速度漸變分段Clink_gradient(p，k，tl)起點(diǎn)的時(shí)刻， traveltime_Clink_gradient(p,k,tl)為對(duì)應(yīng)的旅行時(shí)間。
[0016] 例如，某個(gè)手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)某幾個(gè)連續(xù)信號(hào)分段起點(diǎn)的時(shí)刻，分別為…、 2014-07-01 12:02:00、2014-07-01 12:07:00、…；其速度差分后經(jīng)過(guò)各個(gè)漸變分段起點(diǎn) 的時(shí)刻，分別為…、2014-07-01 12:04:30、2014-07-01 12:04:50、2014-07-01 12:05:10、 2014-07-01 12:05:30、2014-07-01 12:05:50、…；其經(jīng)過(guò)的某個(gè)路段k起點(diǎn)所在的 首個(gè)漸變分段起點(diǎn)的時(shí)刻2014-07-01 12:04:30與對(duì)應(yīng)當(dāng)前高速公路路段k的部分 旅行時(shí)間為l〇s，整個(gè)漸變分段旅行時(shí)間為20s;其經(jīng)過(guò)的某個(gè)路段k終點(diǎn)所在的漸變 分段起點(diǎn)的時(shí)刻2014-07-01 12:04:50與對(duì)應(yīng)當(dāng)前高速公路路段k的部分旅行時(shí)間 為15s;這樣，經(jīng)過(guò)某個(gè)高速公路路段k起點(diǎn)的時(shí)刻為2014-07-01 12:04:30+00:00:20 -00:00:10=2014-07-01 12:04:40，經(jīng)過(guò)某個(gè)高速公路路段k終點(diǎn)的時(shí)刻為2014-07-01 12:04:50+00:00:15=2014-07-01 12:05:05。
[0017] 步驟1. 2、識(shí)別每個(gè)手機(jī)終端樣本不同時(shí)刻所在具體高速公路路段，從而識(shí)別不同 時(shí)刻各個(gè)高速公路路段上有哪些手機(jī)終端樣本。
[0018] 在timestamp(temp)這個(gè)時(shí)刻識(shí)別各個(gè)路段上有哪些手機(jī)終端樣本，S卩，當(dāng) timestamp_in(p，k)〈timestamp(temp)，且timestamp_out(p,k) >timestamp(temp)，或是 1：；[11168七311^_0111：(口，10尚未計(jì)算得到時(shí)，也即，該手機(jī)終端？11(口）在1：；[11168七311^(^11^)這個(gè)時(shí) 刻尚未經(jīng)過(guò)或到達(dá)路段k的終點(diǎn)時(shí),認(rèn)為該手機(jī)終端PU(P)在timestamp(temp)這個(gè)時(shí)刻 所在路段為路段k。
[0019] 對(duì)路段k，挑選出所有timestamp_in(p,k) <timestamp(temp)，且timestamp_ out(p,k) >timestamp(temp)，或是timestamp_out(p,k)尚未計(jì)算得到的手機(jī)終端樣本編 號(hào)集合，作為路段k在timestamp(temp)這個(gè)時(shí)刻所行駛的所有手機(jī)終端樣本集合。
[0020] 上述的手機(jī)終端樣本，在2014-07-01 12:05:00這個(gè)時(shí)刻，由于其進(jìn)入高速 公路路段k的時(shí)亥Ij(經(jīng)過(guò)高速公路路段k起點(diǎn)）2014-07-01 12:04:40〈2014-07-01 12:0 5:00，且其離開(kāi)高速公路路段k的時(shí)刻(經(jīng)過(guò)高速公路路段k終點(diǎn)）2014-0 7-01 12:05:05>2014-07-01 12:05:00,因此，該手機(jī)終端樣本在 2014-07-01 12:05:00 這個(gè)時(shí) 刻位于高速公路路段k上。
[0021] 按上述規(guī)則，挑選出目前統(tǒng)計(jì)時(shí)刻所有位于高速公路路段k上的手機(jī)終端樣本， 將其編號(hào)集合作為該時(shí)刻該高速公路路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合。
[0022] 【步驟2】由于車速是對(duì)交通擁堵最為敏感的交通參數(shù)，因此，利用高速公路路段平 均行駛車速對(duì)交通狀態(tài)進(jìn)行初步識(shí)別。即，根據(jù)當(dāng)前更新周期各個(gè)路段的平均行駛車速值 與所在路段交通狀態(tài)閾值劃分情況，識(shí)別出各個(gè)高速公路路段的初始交通狀態(tài)。若初始交 通狀態(tài)為擁堵，當(dāng)手機(jī)樣本量較低時(shí)，識(shí)別置信度較低，需要進(jìn)行步驟3,利用高速公路路段 手機(jī)終端樣本增減情況對(duì)交通擁堵進(jìn)一步確認(rèn)；若交通狀態(tài)為暢通，平均車速較高時(shí)必定 未發(fā)生交通擁堵，無(wú)需進(jìn)一步確認(rèn)，直接轉(zhuǎn)步驟4 ; 例如，某條高速公路路段k在某個(gè)更新周期i的平均旅行速度為35km/h，位于"擁堵" 交通狀態(tài)閾值[0-40]區(qū)間內(nèi)，則需要進(jìn)行步驟3,利用高速公路路段手機(jī)終端樣本增減情 況對(duì)交通擁堵進(jìn)一步確認(rèn)是否為真實(shí)交通擁堵；同一更新周期，另一條高速公路路段的平 均旅行速度為85km/h，位于"非常暢通"交通狀態(tài)閾值> 81km/h的區(qū)間內(nèi)，則無(wú)需進(jìn)一步確 認(rèn)，直接轉(zhuǎn)步驟4。
[0023]【步驟3】對(duì)初始交通狀態(tài)為擁堵的高速公路路段，根據(jù)相鄰更新周期當(dāng)前高速公 路路段上手機(jī)終端樣本編號(hào)集合的交集與差集，對(duì)交通擁堵進(jìn)行確認(rèn)。具體為： 步驟3. 1 :根據(jù)步驟1不同時(shí)刻各個(gè)路段上有哪些手機(jī)終端樣本，得到當(dāng)前更新周期i與前一更新周期i_l結(jié)束時(shí)刻，各個(gè)路段上手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i，k)、PUG(i-1，k); 例如，根據(jù)步驟1，識(shí)別出在當(dāng)前更新周期i結(jié)束時(shí)刻路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào) 集合PUG(i,k) ={PU(p+16)、PU(p+17)、…、PU(p+n)、PU(p+n+1)、PU(p+n+2)、PU(p+n+3)}， 前一更新周期i_l結(jié)束時(shí)刻該路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i-l，k) = {PU(p+l)、 PU(p+2)、...、PU(p+n)}，n為正整數(shù)，n> 500。
[0024] 步驟3. 2:對(duì)當(dāng)前更新周期i，計(jì)算相對(duì)前一相鄰更新周期i-1，各個(gè)路段上手機(jī) 終端樣本編號(hào)集合的交集：PUGINT(i，k) =PUG(i，k)nPUG(i-l，k)，與差集：PUGSUB(i，k) = PUG(i-1,k)-PUG(i,k)。
[0025]其中： PUGINT(i，k):當(dāng)前更新周期開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng)前更新周期結(jié)束時(shí)刻時(shí)仍未離 開(kāi)當(dāng)前路段k的手機(jī)終端樣本群體； PUGSUB(i，k):當(dāng)前更新周期開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng)前更新周期結(jié)束時(shí)刻之前離開(kāi) 當(dāng)前路段k的手機(jī)終端樣本群體； 示例中，路段k當(dāng)前更新周期i相對(duì)前一更新周期i-1的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合的 交集PUGINT(i，k)= {PU(p+16)、PU(p+17)、…、PU(p+n) }，差集PUGSUB(i，k) ={PU(p+l)、 PU(p+2)、…、PU(p+15)}。
[0026] 步驟3.3、當(dāng)？邯1町（1，1〇中元素?cái)?shù)量>?41?_?邯預(yù)1'〇〇，且？邯5皿（1，1〇中元素 數(shù)量<PAR_PUGSUB(k)時(shí)，確認(rèn)當(dāng)前更新周期交通狀態(tài)為擁堵；若不滿足這兩個(gè)條件，則認(rèn) 為當(dāng)前更新周期交通狀態(tài)為暢通，可能是路段上僅有很少量車輛在行駛，且旅行速度較低。
[0027]其中： PAR_PUGINT(k)是當(dāng)前路段k擁堵未駛離手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值，即由于交通擁堵，造 成一定數(shù)量的手機(jī)終端樣本無(wú)法在一定的時(shí)間范圍(如一個(gè)更新周期）內(nèi)駛離當(dāng)前路段k; PAR_PUGSUB(k)是當(dāng)前高速公路路段k擁堵駛離手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值，即由于交通 擁堵，造成只有少量手機(jī)終端樣本能夠在一定的時(shí)間范圍（如一個(gè)更新周期）內(nèi)駛離當(dāng)前路 段k; 這兩個(gè)閾值的取值與高速公路路段長(zhǎng)度、高速公路路段車道數(shù)與車均載手機(jī)終端數(shù)量 相關(guān)，一般Ikm單車道高速公路路段PAR_PUGINT(k)設(shè)為150,具體使用時(shí)需要乘以路段實(shí) 際長(zhǎng)度與實(shí)際車道數(shù)量；單車道的高速公路路段PAR_PUGSUB(k)設(shè)為20,具體使用時(shí)需要 乘以路段實(shí)際車道數(shù)量。
[0028] 對(duì)Ikm單位長(zhǎng)度單車道高速公路路段，這兩個(gè)閾值的取值方式為：擁堵時(shí)，高速公 路路段平均旅行車速一般會(huì)低于30km/h?40km/h，以20km/h為例，最短車頭時(shí)距約2s， 最短車頭間距=最短車頭時(shí)距X車速=2sX20km/h?10m，車均載手機(jī)終端數(shù)量約1.6 個(gè)，這樣某個(gè)時(shí)刻Ikm長(zhǎng)的單車道路段上的手機(jī)終端數(shù)量約lkm/10mX(1. 6個(gè)手機(jī)終端/ pcu) =160個(gè)，當(dāng)前5min更新周期內(nèi)駛離當(dāng)前路段的手機(jī)終端數(shù)量=車速X更新周期時(shí)長(zhǎng) /最短車頭間距=20km/hX5min/10m?3個(gè)，這樣相鄰更新周期手機(jī)用戶的差集約3個(gè)，交 集為157個(gè)。綜合考慮各類平均旅行車速與車均載手機(jī)終端數(shù)量等情況，一般Ikm單車道 高速公路路段PAR_PUGINT(k)設(shè)為150,單車道的高速公路路段PAR_PUGSUB(k)設(shè)為20。
[0029] 示例中，當(dāng)前高速公路路段k長(zhǎng)度為lkm，路段車道數(shù)為2,PUGINT(i，k)中 元素?cái)?shù)量為n-15,PUGSUB(i，k)中元素?cái)?shù)量為15,由于n-15 > 500-15=485 >PAR_ PUGINT(k)=150X2=300,且 15 <PAR_PUGSUB(k) = 20X2 = 40,兩個(gè)條件都滿足，因此該高 速公路路段k在更新周期i的交通狀態(tài)確認(rèn)為"擁堵"。即，由于當(dāng)前路段k發(fā)生了交通擁 堵，車行緩慢，只有少量的15個(gè)手機(jī)終端在更新周期i內(nèi)駛出當(dāng)前路段k，且有大量的485 個(gè)手機(jī)終端未能駛離當(dāng)前路段k。
[0030] 【步驟4】當(dāng)前更新周期i各個(gè)路段k的擁堵?tīng)顟B(tài)識(shí)別確認(rèn)完畢，在此基礎(chǔ)上，識(shí)別 各個(gè)高速公路路段k的每次擁堵?tīng)顟B(tài)的擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j)與擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng) JAM_TD(k，j)。將實(shí)時(shí)檢測(cè)的交通狀態(tài)、擁堵開(kāi)始時(shí)間與擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng)發(fā)布給相關(guān)運(yùn)營(yíng)管理 部門(mén)或公眾使用。
[0031] 步驟4. 1 :將某個(gè)路段k連續(xù)的各個(gè)更新周期的交通狀態(tài)識(shí)別結(jié)果按時(shí)間先后排 序，若某個(gè)更新周期i交通狀態(tài)為擁堵，之前的更新周期中也識(shí)別為擁堵的時(shí)間上最接近 的更新周期為i_bf，當(dāng)更新周期i_bf的結(jié)束時(shí)刻與更新周期i的開(kāi)始時(shí)刻相隔的時(shí)間間隔 <單次擁堵時(shí)長(zhǎng)閾值TIMELENGH_JAM，則認(rèn)為這兩次擁堵為同一次擁堵，以更新周期i_bf 的開(kāi)始時(shí)刻作為擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j)，單次擁堵時(shí)長(zhǎng)閾值TIMELENGH_JAM- 般為10分鐘，若更新周期為5分鐘，則最多相隔2個(gè)更新周期的擁堵為同一次擁堵。
[0032] 示例中，某個(gè)路段k，連續(xù)多個(gè)更新周期的交通狀態(tài)如下表。

【權(quán)利要求】
1. 一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法，所述高速公路上分為若 干路段，同時(shí)每個(gè)所述路段中又具有若干個(gè)信號(hào)分段，每個(gè)所述信號(hào)分段內(nèi)均具有一座信 號(hào)基站，其特征在于所述方法至少包括如下步驟： 步驟1 :將途經(jīng)所述高速公路的所有手機(jī)終端樣本匹配至所在的所述路段，以時(shí)間t為 一更新周期，通過(guò)所述信號(hào)基站獲取對(duì)應(yīng)時(shí)間段t內(nèi)的所述手機(jī)終端數(shù)據(jù)，計(jì)算得到各個(gè) 更新周期內(nèi)的各路段的平均旅行速度，并計(jì)算識(shí)別出各所述手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)各路段的起 點(diǎn)、終點(diǎn)的時(shí)刻，識(shí)別出各所述手機(jī)終端不同時(shí)刻所在的路段，從而獲得不同時(shí)刻各個(gè)路段 上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量； 步驟2 :根據(jù)當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k的平均旅行速度與所在路段k的交通狀態(tài)車速閾 值進(jìn)行比較，初步判斷當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的交通狀態(tài)，若當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k 的平均旅行速度小于或等于所在路段k的交通狀態(tài)車速閾值，則當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段 k的交通狀態(tài)為擁堵，進(jìn)入步驟3以進(jìn)一步確認(rèn)；若當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的平均旅行 速度大于所在路段k的交通狀態(tài)車速閾值，則當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的初始交通狀態(tài) 為暢通，直接進(jìn)入步驟4; 步驟3 :根據(jù)步驟1中所述不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量，得到當(dāng)前 更新周期i與前一更新周期i-Ι結(jié)束時(shí)刻，路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i，k)與 PUG(i-l，k)，計(jì)算兩者之間的交集與差集，以對(duì)步驟2中初步判斷的當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路 段k交通狀態(tài)為擁堵進(jìn)一步確認(rèn),之后進(jìn)入步驟4 ; 步驟4 :交通狀態(tài)確認(rèn)完畢，發(fā)布當(dāng)前更新周期i內(nèi)各路段交通狀態(tài)；重復(fù)步驟1?3 進(jìn)入下一更新周期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)?態(tài)的方法，其特征在于所述步驟1中所述手機(jī)終端樣本經(jīng)過(guò)各路段的起點(diǎn)、終點(diǎn) 時(shí)刻的計(jì)算方法為：手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k內(nèi)各信號(hào)分段Clink(p，k) 起點(diǎn)的時(shí)刻timestamp(p，k)與旅行時(shí)間traveltime_Clink(p，k)，速度差分 后經(jīng)過(guò)各速度漸變分段Clink_gradient(p,k,t)的旅行時(shí)間為traveltime_ Clink_gradient(p,k，t),經(jīng)過(guò)各速度漸變分段Clink_gradient(p,k,t)起點(diǎn) 的時(shí)刻 為timestamp(p,k,t)=timestamp(p,k) +traveltime_Clink(p,k)/2 + ZiCtraveltime_CMnk_gradlent(p,k,t〕〕；路段k起點(diǎn)所在的速度漸變分段Clink_ gradient(p,k,tf)對(duì)應(yīng)的旅行時(shí)間為traveltime_Clink_gradient(p,k,first);因此得手 機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k起點(diǎn)的時(shí)刻為timestamp_in(p,k)=timestamp(p,k,tf) + traveltime_Clink_gradient(p,k,tf) -traveltime_Clink_gradient(p,k,first)； 同理，得手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k終點(diǎn)的時(shí)刻為timestamp_out(p,k)=timestamp(p，k，tl) +traveltime_Clink_gradient(p，k，tl)，其中，timestamp(p，k，tl)為 手機(jī)終端樣本PU(p)經(jīng)過(guò)路段k終點(diǎn)所在的速度漸變分段Clink_gradient(p,k,tl)起點(diǎn) 的時(shí)刻，traveltime_Clink_gradient(p，k，tl)為對(duì)應(yīng)的旅行時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方 法，其特征在于所述步驟1中獲得不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量的計(jì) 算方法為：對(duì)路段k，挑選出所有timestamp_in(p，k) <timestamp(temp)且timestamp_ out(p,k) >timestamp(temp)、以及timestamp_out(p,k)尚未計(jì)算得到的手機(jī)終端樣本編 號(hào)集合，作為在timestamp(temp)這個(gè)時(shí)刻路段k內(nèi)所行駛的所有手機(jī)終端樣本集合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法， 其特征在于所述步驟3的具體步驟為： 根據(jù)步驟1中所述不同時(shí)刻各個(gè)路段上所具有的手機(jī)終端樣本數(shù)量，得到當(dāng)前更 新周期i與前一更新周期i-Ι結(jié)束時(shí)刻，路段k上的手機(jī)終端樣本編號(hào)集合PUG(i，k) 與PUG(i-l，k);計(jì)算當(dāng)前更新周期i與前一更新周期i-1內(nèi)路段k上手機(jī)終端樣 本編號(hào)集合的交集PUGINT(i，k)=PUG(i，k)ΠPUG(i-1，k)以及差集PUGSUB(i，k)= PUG(i-l，k)-PUG(i，k)，其中PUGINT(i，k)表示當(dāng)前更新周期i開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng) 前更新周期i結(jié)束時(shí)刻時(shí)仍未離開(kāi)當(dāng)前路段k的手機(jī)終端樣本集合，PUGSUB(i，k)表示當(dāng) 前更新周期i開(kāi)始時(shí)刻之前進(jìn)入，并在當(dāng)前更新周期i結(jié)束時(shí)刻之前離開(kāi)當(dāng)前路段k的手 機(jī)終端樣本集合； 對(duì)步驟2中初步判斷的當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k交通狀態(tài)為擁堵進(jìn)一步確認(rèn)，當(dāng)PUGINT(i，k)中手機(jī)終端樣本數(shù)量>PAR_PUGINT(k)，且PUGSUB(i，k)中手機(jī)終端樣本數(shù)量 <PAR_PUGSUB(k)時(shí)，則確認(rèn)當(dāng)前更新周期i內(nèi)路段k的交通狀態(tài)為擁堵，進(jìn)入步驟4 ;若 不滿足這兩個(gè)條件，則確認(rèn)當(dāng)前更新周期i內(nèi)的路段k的交通狀態(tài)為暢通，進(jìn)入步驟4 ;其 中PAR_PUGINT(k)表示當(dāng)前路段k擁堵未駛離的手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值，PAR_PUGSUB(k)表 示當(dāng)前路段k駛離的手機(jī)終端樣本數(shù)量閾值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)高速公路交通擁堵?tīng)顟B(tài)的方法， 其特征在于所述步驟4中還包括如下步驟： 將路段k連續(xù)的各個(gè)更新周期的交通狀態(tài)識(shí)別結(jié)果按時(shí)間先后排序，若更新周期i交 通狀態(tài)為擁堵，之前的更新周期中交通狀態(tài)也識(shí)別為擁堵的時(shí)間上最接近的更新周期為i_ bf，當(dāng)更新周期i_bf的結(jié)束時(shí)刻與更新周期i的開(kāi)始時(shí)刻相隔的時(shí)間間隔<單次擁堵時(shí)長(zhǎng) 閾值TIMELENGH_JAM，則認(rèn)為更新周期i與更新周期i_bf的擁堵為同一次擁堵，以更新周期 i_bf的開(kāi)始時(shí)刻作為擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j); 若路段k在更新周期i_at檢測(cè)到交通狀態(tài)為擁堵，超過(guò)單次擁堵時(shí)長(zhǎng)閾值TIMELENGH_JAM的連續(xù)多個(gè)更新周期都未檢測(cè)到交通狀態(tài)為擁堵，則以更新周期i_at的結(jié)束時(shí)刻JAM_ TS_END(k，j)作為本次擁堵的擁堵消散時(shí)刻，本次擁堵的擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng)JAM_TD(k，j)=擁堵 消散時(shí)刻JAM_TS_END(k，j)-擁堵開(kāi)始時(shí)刻JAM_TS_START(k，j); 將擁堵開(kāi)始時(shí)間JAM_TS_START(k，j)與擁堵持續(xù)時(shí)長(zhǎng)JAM_TD(k，j)發(fā)布。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104318770SQ201410602781
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月2日
【發(fā)明者】裘煒毅, 劉杰, 陳明威, 孫亞, 陸俊賢, 蘇莉斌, 邱志軍 申請(qǐng)人:上海云砥信息科技有限公司