基于出租車和公交gps數據的公交運行狀態(tài)判別方法及應用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于智能交通【技術領域】，基于出租車和公交GPS數據的公交運行狀態(tài)判別方法及應用系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括前端出租車與公交GPS實時數據采集系統(tǒng)和后臺核心數據處理系統(tǒng)兩個部分，所述前端出租車與公交GPS實時數據采集系統(tǒng)為所述后臺核心數據采集系統(tǒng)提供實時的基礎數據。系統(tǒng)完成（1）數據采集（2）數據預處理（3）交通參數估計（4）公交運行狀態(tài)判別。利用歷史數據庫進行分析，給每個路段劃定公交運行狀態(tài)閾值，然后根據交通參數估計模型實時計算輸出的路段公交運行速度判別公交運行狀態(tài)，狀態(tài)分為暢通、緩行、擁擠三個等級。本發(fā)明利用公交數據與出租車數據融合進行分析，提高了數據的質量與判別的準確性。
【專利說明】基于出租車和公交GPS數據的公交運行狀態(tài)判別方法及應用系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于城市道路出租車GPS數據與公交車GPS數據的公交運行狀態(tài)判別方法，屬于智能交通【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著社會經濟的迅速發(fā)展，城市機動車保有量快速增加，城市交通需求持續(xù)增長，中國很多城市交通擁堵日益突出。為緩解交通擁堵，倡導綠色出行，很多城市推出了“公交都市”的概念?！肮欢际小迸c傳統(tǒng)的公交出行的概念有很大的差異，“公交都市”通過引入ITS技術，逐步實現公交出行的數字化、網絡化、集成化、智能化。然而，建設“公交都市”仍然存在很大的問題:現有的公共交通信息數據本身存在較大的缺陷，如數據質量的不穩(wěn)定導致發(fā)布結果的不可靠性，定位數據發(fā)送周期的較大導致識別公交車到站與交叉口?？啃畔⑤^為困難；公交信息源單一，缺乏與道路實時信息的融合，導致計算得到的公交運行狀態(tài)判別結果并不準確；現有的公交信息系統(tǒng)計算效率低，難以滿足實時運行狀態(tài)監(jiān)測的需求等等。這些問題嚴重阻礙了 “公交都市”的發(fā)展，給倡導“綠色公交出行”帶來了極大的困難。
[0003]經過現有技術文獻檢索發(fā)現，利用出租車和公共汽(電)車全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Position System, GPS)數據的公交運行狀態(tài)判別技術未見公開報道。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對以上問題的思考與研究，產生了基于出租車與公交車GPS數據的公交運行狀態(tài)判別的技術思路和實現方法，有較大推廣前景。
[0005]本發(fā)明針對城市出租車與公交車實時數據融合分析技術的應用推廣，結合中國城市公交運行的實際情況，提出了一種新的多源交通實時數據融合運用方法，以提供一種高效、可靠、精確、穩(wěn)定的城市公交運行狀態(tài)判別技術。
[0006]為達到以上目的，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—、系統(tǒng)技術方案:
[0008]一種基于出租車與公交GPS數據的公交運行狀態(tài)判別系統(tǒng)，其特征在于，整個系統(tǒng)包括前端出租車與公共汽(電)車GPS實時數據采集系統(tǒng)和后臺核心數據處理系統(tǒng)兩個部分，所述前端出租車與公共汽(電)車GPS實時數據采集系統(tǒng)為所述后臺核心數據采集系統(tǒng)提供實時的基礎數據。
[0009]所述前端出租車與公交GPS數據實時采集系統(tǒng)包括車載出租車GPS設備、公共汽(電)車GPS數據兩個終端設備，以及現有的線路站點信息表、路網GIS地圖，它們提供的基礎數據分別是:出租車GPS實時數據、公共汽(電)車實時數據、線路站點基礎信息數據表、GIS空間數據庫。
[0010]所述后臺核心數據處理系統(tǒng)又包括有預處理模塊、交通參數估計模塊、公交運行狀態(tài)判別模塊和歷史數據庫，其中:
[0011]所述預處理模塊，包括異常數據識別模塊、數據地圖匹配模塊、路段數據修正模塊、和公交數據補充模塊，
[0012]所述異常數據識別模塊以出租車GPS數據與公交GPS數據作為輸入，根據兩者在歷史數據庫中的歷史數據特征與相關性來識別剔除掉其中的異常數據，
[0013]所述數據地圖匹配模塊對異常數據識別模塊輸出的出租車及公交車GPS數據，再結合線路站點信息表、路網GIS地圖對其進一步進行路段和站點的匹配，從而剔除其中錯誤的數據，
[0014]所述路段數據修改模塊對于數據地圖匹配模塊輸出的速度正常但其它字段有異常的克服其存在的小問題，利用相鄰數據完成數據的修正，
[0015]所述公交數據補充模塊對路段數據修改模塊輸出的修正數據后，在實時數據輸入樣本量不足的情況下，則調取歷史數據庫中的歷史數據進行補充，如此通過融合歷史數據來提高數據質量，
[0016]該輸出的高質量數據分別更新歷史數據庫和提供給交通參數估計模塊加以提取其中有用的參數。
[0017]所述交通參數估計模塊，包括交通參數提取模塊和公交運行特征估計模塊，所述的交通參數提取模塊提取從預處理后輸出的同一時刻對應該路段的公交車GPS數據和出租車GPS數據兩種基礎數據，從中分別提取出公交路段行程時間、公交數據樣本量、出租車路段運行速度、出租車數據樣本量這四項參數。
[0018]所述公交運行特征估計模塊利用海量歷史數據(至少一周)進行模型擬合，獲取不同道路特征下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特征庫，路段公交運行特征基礎模型如下:
【權利要求】
1.一種基于出租車與公交GPS數據的公交運行狀態(tài)判別系統(tǒng)，其特征在于，整個系統(tǒng)包括前端出租車與公共汽(電)車GPS實時數據采集系統(tǒng)和后臺核心數據處理系統(tǒng)兩個部分，所述前端出租車與公共汽(電)車GPS實時數據采集系統(tǒng)為所述后臺核心數據采集系統(tǒng)提供實時的基礎數據， 所述前端出租車與公交GPS數據實時采集系統(tǒng)包括車載出租車GPS設備、公共汽(電)車GPS數據兩個終端設備，以及現有的線路站點信息表、路網GIS地圖，它們提供的基礎數據分別是:出租車GPS實時數據、公共汽(電)車實時數據、線路站點基礎信息數據表、GIS空間數據庫， 所述后臺核心數據處理系統(tǒng)又包括有預處理模塊、交通參數估計模塊、公交運行狀態(tài)判別模塊和歷史數據庫，其中: 所述預處理模塊，包括異常數據識別模塊、數據地圖匹配模塊、路段數據修正模塊、和公交數據補充模塊， 所述異常數據識別模塊以出租車GPS數據與公交GPS數據作為輸入，根據兩者在歷史數據庫中的歷史數據特征與相關性來識別剔除掉其中的異常數據， 所述數據地圖匹配模塊對異常數據識別模塊輸出的出租車及公交車GPS數據，再結合線路站點信息表、路網GIS地圖對其進一步進行路段和站點的匹配，從而剔除其中錯誤的數據， 所述路段數據修改模塊對于數據地圖匹配模塊輸出的速度正常但其它字段有異常的克服其存在的小問題，利用相鄰數據完成數據的修正， 所述公交數據補充模塊對路段數據修改模塊輸出的修正數據后，在實時數據輸入樣本量不足的情況下，則調取歷史數據庫中的歷史數據進行補充，如此通過融合歷史數據來提高數據質量，` 該輸出的高質量數據分別更新歷史數據庫和提供給交通參數估計模塊加以提取其中有用的參數， 所述交通參數估計模塊，包括交通參數提取模塊和公交運行特征估計模塊，所述的交通參數提取模塊提取從預處理后輸出的同一時刻對應該路段的公交車GPS數據和出租車GPS數據兩種基礎數據，從中分別提取出公交路段行程時間、公交數據樣本量、出租車路段運行速度、出租車數據樣本量這四項參數， 所述公交運行特征估計模塊利用海量歷史數據(至少一周)進行模型擬合，獲取不同道路特征下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特征庫，路段公交運行特征基礎模型如下:
2.一種基于出租車與公共汽(電)車的全球定位系統(tǒng)獲取數據的公交運行狀態(tài)判別方法，其特征在于，依次包括如下步驟: (1)數據采集: 通過接口服務器連接至城市的出租車數據中心、公交車數據中心的數據接口，獲得路網上各個GPS終端的實時數據， (2)數據預處理: 基于實時輸入的出租車GPS數據、公交車GPS數據、靜態(tài)的GIS路網數據、線路站點數據信息進行數據的預處理，通過數據篩選、修復、數據融合來提高數據質量，得到有效地高質量數據， (21)首先對輸入的出租車GPS數據、公交車GPS數據進行識別并剔除速度異常的數據， (22)然后結合靜態(tài)的GIS路網數據、線路站點數據信息對出租車及公交車GPS數據進行路段和站點的匹配， (23)之后對于速度正常但其它字段有異常的數據進行修正處理， (24)最后在實時數據輸 入樣本量不足的情況下用歷史數據進行補充，便終結數據預處理工作； (3)交通參數估計: (31)首先對預處理過輸出的公交車GPS數據提取公交路段行程時間、公交數據樣本量這兩項參數，然后利用預處理過輸出的出租車GPS數據估計同一時刻對應該路段的出租車路段運行速度、出租車數據樣本量這兩項參數， (32)基于以上四個參數，以公交路段行程時間、公交數據樣本量、出租車路段運行速度、出租車數據樣本量作為模型的輸入，公交路段運行速度作為輸出，利用海量歷史數據進行模型擬合，獲取不同道路特征下對應的某公交路段運行速度估計模型，以此模型參數建立路段公交運行特征庫，路段公交運行特征基礎模型如下:
【文檔編號】G06F17/30GK103871239SQ201410097193
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權日:2014年3月17日
【發(fā)明者】滕靖, 張力楠, 譚華東 申請人:同濟大學