數(shù)據(jù)表； (3) 編寫數(shù)據(jù)庫存儲過程實時抓取當(dāng)前數(shù)據(jù)處理間隔內(nèi)采集的GPS數(shù)據(jù)并進行經(jīng)煒度 坐標變換，即將WGS-84坐標系下的GPS經(jīng)煒度轉(zhuǎn)化為笛卡爾平面坐標，得到出租車GPS笛 卡爾平面坐標數(shù)據(jù)； (4) 將步驟（3)所述出租車GPS笛卡爾平面坐標數(shù)據(jù)和步驟（1)標準化的靜態(tài)路網(wǎng)基 礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)相結(jié)合，進行地圖匹配：將出租車GPS笛卡爾平面坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成以路段為參 考點的一維距離坐標，即，離路段參考點的距離； (5) 利用步驟（4)已經(jīng)計算的一維坐標系下，單輛出租車最近四個歷史坐標點的坐標、 車頭角度和定位時刻，判斷單個出租車當(dāng)前位置的實際行駛路段和方向，校準出租車的行 駛軌跡； (6) 基于校準后的車輛軌跡和子路段信息，估計出租車在子路段上的行駛速度，將所有 經(jīng)過該子路段的出租車速度取平均值作為該子路段的平均速度，并依次計算出每個路段上 所有子路段的平均速度； (7) 根據(jù)子路段的平均速度和子路段長度，計算各個子路段的旅行時間，并計算出整個 路段的旅行時間和平均速度； (8) 保存估計的路段旅行時間和平均速度；重復(fù)步驟（2)-步驟（8)，估計下一數(shù)據(jù)處理 間隔的路段旅行時間和平均速度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間 估計方法，其特征在于，所述步驟（1)中，所述路段定義為：以信號燈控路口、非燈控路口或 沿街出入口為一條路段的起點或終點，并分別在數(shù)據(jù)庫中存儲WGS-84坐標系下的經(jīng)煒度 和笛卡爾坐標系兩種二維坐標表示方式，且該路段具有行駛方向?qū)傩?；所述子路段定義為： 將單條路段按照等長度原則分別劃分為不同的子路段，子路段是以路段的起點為參考點， 以子路段的長度和子路段的行駛方向采用一維坐標表示； 所述步驟（1)中所述的路段與子路段的關(guān)系為：
在式⑴中，1^.代表從起點i到終點j的路段長度；1 為起點i到終點j的路段上第 k個子路段的長度；為路段包含的子路段個數(shù)；D代表同一路段中每個子路段的長度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述步驟（2)中，臨時存儲當(dāng)前數(shù)據(jù)處理間隔的出租車GPS定位數(shù)據(jù) 包括出租車GPS設(shè)備唯一標識碼、定位時刻、GPS設(shè)備上傳的WGS-84經(jīng)煒度坐標和車頭方 向字段；所述步驟（2)中所述的數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：錯誤、重復(fù)和丟失數(shù)據(jù)處理階段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述步驟（3)中對實時抓取的上一定位間隔GPS數(shù)據(jù)進行經(jīng)煒度坐標 變換是采用高斯克呂格算法將GPS經(jīng)煒度坐標轉(zhuǎn)化為笛卡爾平面坐標，以靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)中 路網(wǎng)中心點作為笛卡爾坐標軸零點，并定義自西向東和自南向北為分別為兩個坐標軸的正 方向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間 估計方法，其特征在于，所述步驟（4)中的地圖匹配原則是點到直線的距離最短：轉(zhuǎn)換后的 GPS笛卡爾平面坐標投影到路段上，形成定位點〇,與出租車GPS笛卡爾平面坐標距離最近 且車頭方向與路段行駛方向一致的路段即為當(dāng)前行駛的路段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述地圖匹配還包括坐標匹配，步驟如下： 對于單個坐標點，首先從路段集合中篩選出備選路段，其路段坐標要求滿足以下條 件：
式（II)中，\和yi分別代表路段起點i的橫坐標和縱坐標；xjPh分別代表路段終 點j的橫坐標和縱坐標；x。和y。分別代表定位點〇的橫坐標和縱坐標；max(Ly代表所有 路段中長度最大值；代表所有GPS設(shè)備定位誤差最大值，a為保守系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述步驟（4)中地圖匹配的方法為投影算法，其定位點〇到路段的距 離計算公式為
以路段起點為參考點，進行二次坐標轉(zhuǎn)換，將二維平面坐標轉(zhuǎn)換成一維距離坐標，即： 投影點至路段參考點的距離
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述步驟（5)中校準出租車的行駛軌跡是利用步驟（4)已經(jīng)計算的一 維坐標系下，單輛出租車最近四個歷史坐標點的坐標進行車輛行駛軌跡修正，其修正類型 及方法包括：定位路段修正和行駛方向修正： 所述單輛出租車定位路段修正是指匹配后的連續(xù)三個定位點，當(dāng)位于中間的定位點匹 配后的路段與位于兩端的定位點匹配的路段不同時，則將中間定位點直接匹配到兩個端點 所匹配的路段上，并根據(jù)步驟（4)重新計算位于中間的定位點的新投影點； 所述行駛方向修正是指當(dāng)連續(xù)四個投影后一維坐標點均在相同路段上，但其四個投影 點的行駛方向為正方向和負方向交替出現(xiàn)時，則以每個定位點的車頭定位角度為準進行修 正。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估 計方法，其特征在于，所述步驟（6)的估計出租車在子路段上的行駛速度包括單個出租車 行駛的子路段速度匹配和子路段速度估計兩個階段： 所述單個出租車行駛的子路段速度匹配階段是根據(jù)相鄰兩個定位點的一維坐標計算 出車輛平均速度為
^式中dplp2為第m輛車在p廊p2兩相鄰?fù)队包c之 間的實際行駛距離，T為定位間隔； 根據(jù)單個出租車的速度和兩個定位點的位置不同，將子路段匹配分為以下三類： 類I必和p2屬于同一路段ij，有
式（V)中qJP92均為整數(shù)，如果pJPp2的行駛方向為遠離參考點i，則通過第m輛車 的行駛軌跡估計的子路段平均速度計算公式為vijk(m) =vplp2(m), (仍，(?2); 類II必和p2分別屬于路段ij和jz，有
如pJPP2的行駛方向均為分別遠離兩個路段的參考點i和j，則子路段平均速度計算 公式為
類III:pJPp2分別屬于路段ij和wz，且行駛軌跡分別經(jīng)過路段ij、jw和wz，有
如pi和p2的行駛方向均為分別遠離兩個路段的參考點i和j，則子路段平均速度計算 公式為
子路段速度估計包括：在數(shù)據(jù)處理間隔內(nèi)，根據(jù)所有單個出租車子路段匹配后的速度 估計子路段的平均速度，其計算公式為
式（X)中M表示依次經(jīng)過該子路段的所有出租車次數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間 估計方法，其特征在于，所述步驟（7)中整個路段的旅行時間根據(jù)子路段的長度tty.與平均 速度進行計算，其計算公式為：
而整個路段的車輛平均行駛速度為
【專利摘要】一種基于稀疏出租車GPS數(shù)據(jù)的大范圍城市路網(wǎng)旅行時間估計方法，包括數(shù)據(jù)處理和旅行時間估計：數(shù)據(jù)處理主要是完成實時GPS數(shù)據(jù)的預(yù)處理、經(jīng)緯度坐標變換、地圖匹配，估計出單個GPS設(shè)備點位在地圖上的時空位置；旅行時間估計部分則是基于獲取的單個車輛時空位置數(shù)據(jù)，進行單車行駛軌跡推算、子路段速度估計和路段速度估計，最終得到全網(wǎng)各路段的旅行時間和平均運行速度。
【IPC分類】G06F17-30, G06F19-00
【公開號】CN104778274
【申請?zhí)枴緾N201510203390
【發(fā)明人】林永杰, 鄒難, 朱琳, 俞潔, 潘述亮, 邢建平
【申請人】山東大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月23日