適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于交通事件自動檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，包括如下步驟：1)獲取時鐘漂移率；2)利用步驟1)獲得的時鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復系數(shù)；3)利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復系數(shù)，對雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)進行修復；本發(fā)明考慮了時鐘漂移對雙截面交通事件檢測算法輸入的影響，通過檢測時鐘漂移的程度來對雙截面交通事件檢測算法輸入數(shù)據(jù)進行修復，以提高雙截面交通事件檢測算法的檢測效果，算法簡單、有效，易于實現(xiàn)。
【專利說明】適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交通事件自動檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于雙截面交通事件檢 測的數(shù)據(jù)修復方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能交通技術(shù)的發(fā)展，交通事件自動檢測在理論上已日趨成熟，準確地檢測 和判斷交通事件能有效減少各種異常運行狀態(tài)導致的路段通行能力及服務(wù)水平下降的嚴 重程度，從而有效提升公路網(wǎng)絡(luò)交通管理的智能化水平，提高公路出行公眾信息服務(wù)水平， 優(yōu)化公路網(wǎng)絡(luò)風險預(yù)警能力及應(yīng)急服務(wù)能力，提高運行效率。
[0003] 在已有的交通事件自動檢測算法中，一般可分為基于單一斷面交通流信息的單截 面算法，和基于相鄰斷面交通流信息的雙截面算法：單截面算法中較典型的有標準差法、 McMaster算法，雙截面算法中較典型的有California算法、貝葉斯算法、波動分析法、指數(shù) 平滑算法等。
[0004] 雙截面交通事件檢測算法的基本原理是：通過實時監(jiān)測道路上相鄰位置的交通流 參數(shù)所表征的交通狀態(tài)來判斷相應(yīng)路段是否發(fā)生異常事件。當發(fā)生交通事件時，上下游交 通參數(shù)共同表征的交通狀態(tài)會呈現(xiàn)異于常態(tài)的變化，通過檢測這種異常變化而判別是否發(fā) 生交通事件。
[0005] 雙截面交通事件檢測算法所涉及的基本交通參數(shù)包括：占有率、流量、車速、車頭 時距。
[0006] 雙截面交通事件檢測算法對數(shù)據(jù)的基本要求之一是：上下游交通信息采集設(shè)備時 間是同步的，即在相同采集周期所采集的到交通信息是同步的。
[0007] 然而，在實際工程在線應(yīng)用過程中，由于各個采集設(shè)備固有的時鐘頻率不同，時鐘 不可能完全同步，因此，所采集到的交通信息并非是同步的，如圖1-圖3所示，分別示意了 采集設(shè)備時鐘較基準時鐘快、慢、同步三種情況。
[0008] 隨著時鐘漂移的程度不同，交通采集數(shù)據(jù)對雙截面交通事件檢測算法的影響不 同。時鐘漂移程度越嚴重，則交通信息不同步的程度越嚴重，越不能完好地表征當前檢測周 期交通流狀態(tài)，則越可能對交通事件檢測造成誤報、漏報、遲報等影響。
[0009] 現(xiàn)有文獻中提到的交通事件檢測數(shù)據(jù)修復方法主要針對數(shù)據(jù)本身進行異常數(shù)據(jù) 的識別和異常數(shù)據(jù)的修復，并沒有考慮采集設(shè)備的固有缺陷。因此，如何針對設(shè)備固有缺 陷，對數(shù)據(jù)進行修復，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，對于提高交通事件自動檢測的準確性有著重要意 義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，提高雙 截面交通事件自動檢測算法的準確性。
[0011] 本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題：
[0012] 適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，包括如下步驟：
[0013] 1)獲取時鐘漂移率；
[0014] 2)利用步驟1)獲得的時鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復系數(shù)；
[0015] 3)利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復系數(shù)，對雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)進行修復。
[0016] 進一步，所述步驟1)中，通過檢測路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時系 統(tǒng)時間和參考時間，分別計算路段上游即時時鐘漂移率P_(i)和路段下游的即時時鐘漂 移率p_(i + l)，所述即時時鐘漂移率通過下式計算：
[0017] Pc"
[0018] 式中，t為采集設(shè)備的即時系統(tǒng)時間；
[0019] tr為參考時間；
[0020] T為設(shè)備采集周期；
[0021] P _為采集設(shè)備的即時時鐘漂移率。
[0022] 進一步，所述步驟1)中，在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交通采集設(shè)備的系統(tǒng)時間和 參考時間，進行最小二乘擬合后，計算路段上游時鐘漂移率P^(i)和路段下游的時鐘漂移 率Ρ。# (i)，具體計算方法如下：
[0023] 令 t = y，tr = X，P csr · T = β，y = χ+ β ;
[0024] 多次采樣x和y，得β的估計值計算公式為：
[0025] β、金^ 氣 η η
[0026] 其中，η為采樣次數(shù)。
[0027] Ρ ^的估計值為：
[0028] P"r=y ；
[0029] 進一步，所述步驟2)中，數(shù)據(jù)修復系數(shù)3通過下式獲得：
[0030] i = p,s,『(i)-ρ…(i+l)〇
[0031] 進一步，所述步驟3)中：
[0032] 若P esJi)-p _(i+l)>0,則上游交通數(shù)據(jù)保持不變，對下游交通數(shù)據(jù)進行修復；
[0033] 若P esJi)-p _(i+l)〈0,則下游交通數(shù)據(jù)保持不變，對上游交通數(shù)據(jù)進行修復；
[0034] 若P esl?⑴-P ^(i+l) = 0,則無需對交通數(shù)據(jù)進行修復。
[0035] 進一步，所述步驟3)中，當P_(i)-P_(i+1)>0時，修復后的下游交通采集數(shù)據(jù) 如下：
[0036] DA TAr{；\+ 1, j) - (1 -- ο) DA ΤΑ(\Λ 1, j) + ο · DA TA(\ + \,]-\)
[0037] 上式中，a為數(shù)據(jù)修復系數(shù)；
[0038] 上式中，DATA(i+l，j)為下游設(shè)備當前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或 車頭時距；
[0039] 上式中，DATA(i+l，j-Ι)為下游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量 或車頭時距；
[0040] 上式中，DATAji+l，j)為下游設(shè)備修復后的當前周期平均占有率、平均車速、流量 或車頭時距。
[0041] 當ΡΜα)-Ραα+ι)〈〇時，修復后的上游交通采集數(shù)據(jù)如下：
[0042] DATA,.(i, j) -(1- c) DA TA(\,\) + o DA 7：4(i, j-1)
[0043] 上式中，δ為修復系數(shù)；
[0044] 上式中，DATA(i，j)為上游設(shè)備當前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車 頭時距；
[0045] 上式中，DATA(i，j-Ι)為上游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或 車頭時距；
[0046] 上式中，DATAji，j)為上游設(shè)備修復后的當前周期平均占有率數(shù)據(jù)、平均車速、流 量或車頭時距。
[0047] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明考慮了時鐘漂移對雙截面交通事件檢測算法輸入的影 響，通過檢測時鐘漂移的程度來對雙截面交通事件檢測算法輸入數(shù)據(jù)進行修復，以提高雙 截面交通事件檢測算法的檢測效果，算法簡單、有效，易于實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0049] 圖1示出了交通采集設(shè)備時鐘較基準時鐘快情況示意圖；
[0050] 圖2示出了交通采集設(shè)備時鐘較基準時鐘慢情況示意圖；
[0051] 圖3示出了時鐘同步情況示意圖；
[0052] 圖4示出了本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0053] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0054] 參見圖4,本實施例的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，包括如下步 驟：
[0055] 1)獲取時鐘漂移率；由于在實際工程應(yīng)用中，設(shè)備固有時鐘頻率較難檢測，本發(fā) 明針對雙截面交通事件檢測算法而提出一種適于描述時鐘漂移程度的時鐘漂移率計算方 法，具體如下：
[0056] 通過檢測路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時系統(tǒng)時間和參考時間，分別 計算路段上游即時時鐘漂移率P _(i)和路段下游的即時時鐘漂移率P _(i + l)，所述即時 時鐘漂移率通過下式計算： 廣一、
[0057] P,,r =^r~ ，
[0058] 上式中，t為采集設(shè)備的即時系統(tǒng)時間；
[0059] 上式中，仁為參考時間（reference)，參考時間既可以是國際標準時間，也可以是 系統(tǒng)時鐘服務(wù)器時間；
[0060] 上式中，T為設(shè)備采集周期，取lmin或5min ;
[0061] 上式中，P _為采集設(shè)備的即時時鐘漂移率（clock skew rate)，無量綱參數(shù)，表 示設(shè)備當前系統(tǒng)時間偏移參考時間所占采集周期的比率，用于描述采集設(shè)備的時鐘漂移程 度。
[0062] 當P esl>0時，表示設(shè)備時鐘較參考時鐘快；當P，= 0時，表示設(shè)備時鐘與參考 時鐘同步；當P ^〈0時，表示設(shè)備時鐘較參考時鐘慢。
[0063] 進一步，為降低即時時鐘漂移率計算誤差，還可以在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交 通采集設(shè)備的系統(tǒng)時間和參考時間，采用最小二乘擬合方法，提高時鐘漂移率指標的準確 性，計算路段上游時鐘漂移率(i)和路段下游的時鐘漂移率(i)的計算方法如下：
[0064] 令 t = y, tr = X, P csr · T = β , y = χ+ β ;
[0065] 多次采樣x和y，得β的估計值計算公式為：
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 獲取時鐘漂移率； 2) 利用步驟1)獲得的時鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復系數(shù)； 3) 利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復系數(shù)，對雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)進行修復。
2. 如權(quán)利要求1所述的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：所 述步驟1)中，通過檢測路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時系統(tǒng)時間和參考時間， 分別計算路段上游即時時鐘漂移率P @(i)和路段下游的即時時鐘漂移率P _(i+l)，所述 即時時鐘漂移率通過下式計算：
式中，t為采集設(shè)備的即時系統(tǒng)時間； tr為參考時間； T為設(shè)備采集周期； P ^為采集設(shè)備的即時時鐘漂移率。
3. 如權(quán)利要求2所述的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：所 述步驟1)中，在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交通采集設(shè)備的系統(tǒng)時間和參考時間，進行最小 二乘擬合后，計算路段上游時鐘漂移率(i)和路段下游的時鐘漂移率(i)，具體計 算方法如下： 令 t = y，tr = X，P csr · T = β，y = χ+ β ; 多次采樣x和y，得β的估計值計算公式為：
其中，η為采樣次數(shù)； Ρ?的估計值為： L = |。
4. 如權(quán)利要求3所述的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：所 述步驟2)中，數(shù)據(jù)修復系數(shù)(3通過下式獲得： δ = Ρ,』)-Ρ,Λ?.〇+1)。
5. 如權(quán)利要求4所述的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：所 述步驟3)中： 若Ρ _⑴-Ρ _ (i+1) >0,則上游交通數(shù)據(jù)保持不變，對下游交通數(shù)據(jù)進行修復； 若P _⑴-P _ (i+1)〈0,則下游交通數(shù)據(jù)保持不變，對上游交通數(shù)據(jù)進行修復； 若?⑴-p^Q+1) =0,則無需對交通數(shù)據(jù)進行修復。
6. 如權(quán)利要求5所述的適用于雙截面交通事件檢測的數(shù)據(jù)修復方法，其特征在于：所 述步驟3)中， 當P _ (i) - P _ (i+1) >0時，修復后的下游交通采集數(shù)據(jù)如下： DATAr(\+ 1, j) = (1 - ο) · DA TA(\+\, j) + o · DA TA(\+l, j-1) 上式中，3為數(shù)據(jù)修復系數(shù)； 上式中，DATA(i+l，j)為下游設(shè)備當前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭 時距； 上式中，DATA(i+l，j-Ι)為下游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車 頭時距； 上式中，DATAji+l，j)為下游設(shè)備修復后的當前周期平均占有率、平均車速、流量或車 頭時距； 當P。3 (i) - P。3 (i+1)〈0時，修復后的上游交通采集數(shù)據(jù)如下： DATA,.(i, j) = (1 - ?) DA 7；4(i, j) + DA '^(i, j-1) 上式中，3為修復系數(shù)； 上式中，DATA(i，j)為上游設(shè)備當前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭時 距； 上式中，DATA(i，j-l)為上游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭 時距； 上式中，DATAji，j)為上游設(shè)備修復后的當前周期平均占有率數(shù)據(jù)、平均車速、流量或 車頭時距。
【文檔編號】G06F19/00GK104103171SQ201410350352
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】孫棣華, 趙敏, 劉衛(wèi)寧, 肖軍 申請人:重慶大學