專利名稱：基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法。
技術(shù)背景
實施交通需求管理措施的主要目的是為了從需求的角度對交通需求的無限制增長加以控制，其實施效果好壞的直接表現(xiàn)形式是通過和進(jìn)出實施范圍內(nèi)的交通量是否下降。通過大范圍的交通調(diào)查、固定線圈檢測技術(shù)、浮動車技術(shù)和車牌識別技術(shù)均能實現(xiàn)以上的效果評估。相對大范圍交通調(diào)查耗時耗力，應(yīng)用方向單一而言，車牌識別技術(shù)具有一勞永逸、實時動態(tài)、覆蓋面廣的特點；相對固定線圈檢測技術(shù)無法跟蹤車輛后續(xù)行駛路徑、維護(hù)成本高等特點，車牌識別技術(shù)具有覆蓋范圍廣、聯(lián)網(wǎng)跟蹤監(jiān)控能力強(qiáng)、維護(hù)成本低等優(yōu)點； 相對浮動車技術(shù)應(yīng)用車種單一(出租車、公交車)、數(shù)據(jù)量巨大、前期數(shù)據(jù)處理復(fù)雜的特點， 車牌識別技術(shù)具有不限車種、數(shù)據(jù)量適中、前期處理簡單的優(yōu)點。車牌識別技術(shù)能準(zhǔn)確記錄通過監(jiān)測點車輛的車牌號碼(加密)、時間、監(jiān)測點ID等信息，這些信息可以還原車輛的行駛軌跡，結(jié)合GIS技術(shù)，可以將車輛一天出現(xiàn)在各個監(jiān)測點的時間和位置分布進(jìn)行邏輯匹配， 然后結(jié)合已有的道路長度等道路屬性信息，可對路段的平均行駛時間、交通小區(qū)OD出行進(jìn)行估計，評估在交通需求管理措施實施范圍內(nèi)不同時間段內(nèi)、針對不同車種的實施效果，可為城市交通管理人員、大型活動組織人員、交通工程技術(shù)人員提供決策支持。
目前常用的評估技術(shù)大都是基于人工調(diào)查實現(xiàn)的，不能做到實時動態(tài)，且要獲取完整的交通出現(xiàn)信息費時費力，調(diào)查數(shù)據(jù)重復(fù)利用度不高。通過檢索相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)， 大部分也都是在研究交通需求管理措施實施效果評價的評價準(zhǔn)則，采用車牌識別數(shù)據(jù)對交通需求管理措施實施效果進(jìn)行評價的方法未見公開報道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法。
本發(fā)明提出的一種基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法，具體步驟如下(1)動態(tài)采集基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)。所述基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)包括最新的城市道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖靜態(tài)數(shù)據(jù)、OD劃分?jǐn)?shù)據(jù)、車輛常用路徑數(shù)據(jù)、車牌信息數(shù)據(jù)以及一段時間內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)。 對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，提取有效信息，根據(jù)獲取的有效信息，建立GIS 數(shù)據(jù)庫，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，并基于GIS數(shù)據(jù)庫和監(jiān)測點的位置信息確定某一時間段內(nèi)監(jiān)測車輛的出行鏈，監(jiān)測車輛的出行鏈用時間順序和監(jiān)測點ID表示；(2)通過步驟(1)確定的監(jiān)測車輛出行鏈，采用最短路徑算法判斷車輛的出行路徑，利用車輛出行鏈的每兩次狀態(tài)轉(zhuǎn)變，根據(jù)距離與時間的邏輯關(guān)系，采用模糊推理判斷出車輛中途是否長時間停車等狀態(tài)信息；(3)根據(jù)需要評估的范圍確定一定時間段內(nèi)通過和出入該范圍的交通量，分車種進(jìn)行表達(dá)；(4)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，以某一段時間為時間分界限，按照評價指標(biāo)計算評價結(jié)^ ο
本發(fā)明中，所述城市道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖靜態(tài)數(shù)據(jù)為按照坐標(biāo)標(biāo)明視頻監(jiān)測點的位置、名稱、ID和方向；將路段的基本屬性，包括長度、行駛方向、在起終點是否允許轉(zhuǎn)彎等屬性錄入GIS數(shù)據(jù)庫中。
本發(fā)明中，所述OD劃分?jǐn)?shù)據(jù)即按照行政區(qū)劃、綜合交通規(guī)劃等常用交通小區(qū)劃分方法確定基礎(chǔ)交通分析小區(qū)，并進(jìn)行編號，確立小區(qū)劃分的動態(tài)改變準(zhǔn)則。
本發(fā)明中，所述車輛常用路徑數(shù)據(jù)為根據(jù)劃分的小區(qū)，利用實際出行調(diào)查和宏觀交通仿真確定小區(qū)之間常用的出行路徑，以用作模糊推理技術(shù)確定路徑的基礎(chǔ)。
本發(fā)明中，所述車牌信息數(shù)據(jù)是通過導(dǎo)出公安部門車輛管理處車牌管理數(shù)據(jù)庫的車牌數(shù)據(jù)，按照一定的加密方式保存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)的，包括加密的車牌號、車輛類型。
本發(fā)明中，所述的車牌識別數(shù)據(jù)是指通過設(shè)立在道路網(wǎng)上的視頻監(jiān)測器，運用圖像識別技術(shù)提取出視頻拍攝圖像中車牌信息而獲得的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存在GIS數(shù)據(jù)庫中，每一條識別的信息包含車牌號、監(jiān)測點ID、識別標(biāo)志位、時間；其中，設(shè)立視頻檢測器時，監(jiān)測點ID和位置均提前錄入到數(shù)據(jù)庫中，車牌識別信息中包含的監(jiān)測點ID可以與數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測點信息比對，確定出什么時間什么地點監(jiān)測到某一輛車。對識別出的小部分異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。
本發(fā)明中，步驟(3)中所述評估包括對交通量、出行0D、路段平均行駛速度和對不同的管理措施實施前后效果評價的評估；其中交通量評估通過掃描一定時間范圍內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)，對每一條數(shù)據(jù)的監(jiān)測點ID與 GIS數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測點ID對比，對比上的則表示在該時間范圍內(nèi)該監(jiān)測點ID處的交通出行量增加一個自然車單位，然后將車牌信息與數(shù)據(jù)庫中的車牌信息進(jìn)行對比，確定車輛類型(小客車、中客車、小貨車、公交車等)，根據(jù)相應(yīng)的折算系數(shù)計算標(biāo)準(zhǔn)交通量，再根據(jù)監(jiān)測到的時間確定具體的時段。
出行OD評估通過對一定時間范圍內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，整理出所有監(jiān)測到車輛的出行鏈，根據(jù)出行鏈，確定邏輯出行路徑，若兩次被檢測到的位置在同一路段的兩端，且間隔時間合乎邏輯，則按照模糊推理確定車輛的實際出行路徑，結(jié)合這種邏輯路徑和實際路徑所屬的OD小區(qū)確定車輛的OD出行。
路段平均行駛速度評估根據(jù)出行OD挖掘中確定的出行鏈，結(jié)合模糊推理技術(shù)確定實際出行路徑較為明顯的出行路徑，結(jié)合最短路徑算法確定兩次被監(jiān)測的時間和地點較遠(yuǎn)的車輛出行路徑，最短路徑的計算符合路段轉(zhuǎn)彎規(guī)則等基本屬性，根據(jù)出行距離和行駛時間計算平均行駛速度。
對不同的管理措施實施前后效果評價，以交通量和出行OD為基本的判斷依據(jù)，分時段、分車種進(jìn)行對比分析，剔除背景交通量的時變特征，以此評價該措施的實施效果。
本發(fā)明中，針對擁擠收費的管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)過境交通量的變化。
本發(fā)明中，針對限制特定車輛類型通行的管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)特定車種(公車)出行方式的出行結(jié)果變化。
本發(fā)明中，針對停車需求管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)出入交通量的變化。
本發(fā)明中，針對單雙號或其它號牌限行措施，主要評價分析范圍內(nèi)過境、出入和境內(nèi)交通總量的變化。
本發(fā)明中，針對其他交通需求管理措施，分析具體的評價需求，合理對比分析。
本發(fā)明方法通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)進(jìn)行整理挖掘，以實時評估各種交通需求管理措施實施效果；對任何范圍內(nèi)的評估，不需要在前期制定數(shù)據(jù)調(diào)查方案和數(shù)據(jù)處理方法，一勞永逸；形成的結(jié)果可被城市管理人員、交通組織人員、交通工程技術(shù)人員調(diào)用。
現(xiàn)有的交通需求管理措施實施效果評估技術(shù)存實時性、動態(tài)性不足，評估實施困難等缺陷，而一些實時交通數(shù)據(jù)采集技術(shù)或多或少都不能完全滿足交通需求管理措施可分時段、分車種、分區(qū)域的多樣性實施要求。為了能克服以上技術(shù)的種種缺陷，推動管理評價技術(shù)的進(jìn)步，本發(fā)明從已有的車輛識別數(shù)據(jù)出發(fā)，對數(shù)據(jù)的挖掘處理、有效信息提取做了詳細(xì)的分析，考慮城市交通出行的基本特點，采用最短路徑算法和模糊推理技術(shù)提取車輛行駛路徑，并結(jié)合交通小區(qū)動態(tài)劃分方法，實時評估任意區(qū)域的交通需求管理措施實施效果。
本發(fā)明技術(shù)的技術(shù)方案經(jīng)過深圳市車牌識別數(shù)據(jù)的實際檢驗，對于全市150個視頻監(jiān)測點，一天時間內(nèi)可以監(jiān)測到全市機(jī)動車的50%以上，在福田、南山等二線關(guān)以內(nèi)視頻監(jiān)測點分布密集的區(qū)域，一天時間內(nèi)可以監(jiān)測到在這些區(qū)域內(nèi)出行車輛的80%以上，數(shù)據(jù)挖掘的準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。該結(jié)論表明本發(fā)明中采用的技術(shù)方法簡單易行，數(shù)據(jù)條件容易滿足，易于在各種城市中推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集與維護(hù)流程圖。
圖3為本發(fā)明車牌識別數(shù)據(jù)挖掘流程圖。
圖4為車輛出行鏈?zhǔn)疽鈭D。
圖5為本發(fā)明交通需求管理措施實施效果評估流程圖。
圖6為車輛出行路徑示意圖。
具體實施方式
下面通過實施實例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1 本方法是一種結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)動態(tài)進(jìn)行評估的方法，對于每次評估需要給出兩個時間點，一個時間范圍，因此，基本條件需要保證對這兩個時間段的數(shù)據(jù)完成積累，理論上視頻監(jiān)測點覆蓋度越大，評估結(jié)果越好，但是覆蓋密度到達(dá)一個合理的值后，數(shù)據(jù)滿足要求，再去刻意擴(kuò)大監(jiān)測點的覆蓋度，沒有實際意義。
如圖1所示，系統(tǒng)中心部分為集成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括專題應(yīng)用模塊，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和維護(hù)模塊，車牌識別數(shù)據(jù)采集模塊，動態(tài)數(shù)據(jù)映射模塊，交通需求管理措施實施效果評估模塊和專題應(yīng)用模塊。所有這些模塊既可以在同一臺機(jī)器上流程式分布，也可以在分布式系統(tǒng)上采用分布結(jié)構(gòu)布置，模塊布設(shè)相互獨立，互為調(diào)用，并相互支撐。
其中，專題應(yīng)用模塊是用以導(dǎo)出和導(dǎo)入數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)接口為其他智能和規(guī)劃應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和維護(hù)模塊主要是動態(tài)采集最新的城市道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖數(shù)據(jù)、OD 劃分?jǐn)?shù)據(jù)、車輛常用路徑數(shù)據(jù)和車牌信息數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查更新，并緩存。
車牌識別數(shù)據(jù)采集模塊主要是從交通管理中心數(shù)據(jù)庫獲取一段時間內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，在數(shù)據(jù)需求滿足條件的前提下，剔除信息不全、車牌號識別錯誤、監(jiān)測點ID對應(yīng)錯誤等非正常數(shù)據(jù)。
動態(tài)數(shù)據(jù)映射模塊主要是對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和維護(hù)模塊及車牌識別數(shù)據(jù)采集模塊獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法計算，通過最短路徑算法和模糊匹配算法，將車牌識別數(shù)據(jù)和道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等動態(tài)映射匹配。
交通需求管理措施實施效果評估模塊和專題應(yīng)用模塊以上模塊為基礎(chǔ)，進(jìn)行實際的評估應(yīng)用，包括交通需求管理措施時間、地點等信息的輸入，評估范圍，評估結(jié)果導(dǎo)出等。
現(xiàn)結(jié)合圖2說明數(shù)據(jù)采集與維護(hù)流程，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和維護(hù)、車牌識別數(shù)據(jù)采集、動態(tài)數(shù)據(jù)映射。具體步驟如下(1)檢查路網(wǎng)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化包括道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖是否有更新、OD劃分?jǐn)?shù)據(jù)是否有變化，車輛常用路徑數(shù)據(jù)是否有更新，其中道路網(wǎng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法，其特征在于具體步驟如下(1)動態(tài)采集基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)所述基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)包括最新的城市道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖靜態(tài)數(shù)據(jù)、OD劃分?jǐn)?shù)據(jù)、車輛常用路徑數(shù)據(jù)、車牌信息數(shù)據(jù)以及一段時間內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)；對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，提取有效信息，根據(jù)獲取的有效信息，建立GIS數(shù)據(jù)庫，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，并基于GIS數(shù)據(jù)庫和監(jiān)測點的位置信息確定某一時間段內(nèi)監(jiān)測車輛的出行鏈，監(jiān)測車輛的“出行鏈”采用時間順序和監(jiān)測點ID表示；(2)通過步驟(1)確定的監(jiān)測車輛出行鏈，采用最短路徑算法判斷車輛的出行路徑，利用車輛出行鏈的每兩次狀態(tài)轉(zhuǎn)變，根據(jù)距離與時間的邏輯關(guān)系，采用模糊推理判斷出車輛中途是否長時間停車狀態(tài)信息；(3)根據(jù)需要評估的范圍確定一定時間段內(nèi)通過和出入該范圍的交通量，分車種進(jìn)行表達(dá)；(4)調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，以某一段時間為時間分界限，按照評價指標(biāo)計算評價結(jié)^ ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述城市道路網(wǎng)絡(luò)電子地圖靜態(tài)數(shù)據(jù)為按照坐標(biāo)標(biāo)明視頻監(jiān)測點的位置、名稱、ID和方向；將路段的基本屬性，包括長度、行駛方向、 在起終點是否允許轉(zhuǎn)彎等屬性錄入GIS數(shù)據(jù)庫中；所述OD劃分?jǐn)?shù)據(jù)即按照行政區(qū)劃、綜合交通規(guī)劃常用交通小區(qū)劃分方法確定基礎(chǔ)交通分析小區(qū)，并進(jìn)行編號，確立小區(qū)劃分的動態(tài)改變準(zhǔn)則；所述車輛常用路徑數(shù)據(jù)為根據(jù)劃分的小區(qū)，利用實際出行調(diào)查和宏觀交通仿真確定的小區(qū)之間常用的出行路徑，以用作模糊推理技術(shù)確定路徑的基礎(chǔ)；所述車牌信息數(shù)據(jù)是通過導(dǎo)出公安部門車輛管理處車牌管理數(shù)據(jù)庫的車牌數(shù)據(jù)，按照一定的加密方式保存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)的，包括加密的車牌號、車輛類型；所述車牌識別數(shù)據(jù)是指通過設(shè)立在道路網(wǎng)上的視頻監(jiān)測器，運用圖像識別技術(shù)提取出視頻拍攝圖像中車牌信息而獲得的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存在GIS數(shù)據(jù)庫中，每一條識別的信息包含車牌號、監(jiān)測點ID、識別標(biāo)志位、時間；其中，設(shè)立視頻檢測器時，監(jiān)測點ID和位置均提前錄入到數(shù)據(jù)庫中，車牌識別信息中包含的監(jiān)測點ID可以與數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測點信息比對，確定出什么時間什么地點監(jiān)測到某一輛車；對識別出的小部分異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中所述評估包括對交通量、出行 0D、路段平均行駛速度和對不同的管理措施實施前后效果評價的評估；其中交通量評估通過掃描一定時間范圍內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)，對每一條數(shù)據(jù)的監(jiān)測點ID與 GIS數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測點ID對比，對比上的則表示在該時間范圍內(nèi)該監(jiān)測點ID處的交通出行量增加一個自然車單位，然后將車牌信息與數(shù)據(jù)庫中的車牌信息進(jìn)行對比，確定車輛類型，根據(jù)相應(yīng)的折算系數(shù)計算標(biāo)準(zhǔn)交通量，再根據(jù)監(jiān)測到的時間確定具體的時段；出行OD評估通過對一定時間范圍內(nèi)的車牌識別數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，整理出所有監(jiān)測到車輛的出行鏈，根據(jù)出行鏈，確定邏輯出行路徑，若兩次被檢測到的位置在同一路段的兩端， 且間隔時間合乎邏輯，則按照模糊推理確定車輛的實際出行路徑，結(jié)合這種邏輯路徑和實際路徑所屬的OD小區(qū)確定車輛的OD出行；路段平均行駛速度評估根據(jù)出行OD挖掘中確定的出行鏈，結(jié)合模糊推理技術(shù)確定實際出行路徑較為明顯的出行路徑，結(jié)合最短路徑算法確定兩次被監(jiān)測的時間和地點較遠(yuǎn)的車輛出行路徑，最短路徑的計算符合路段轉(zhuǎn)彎規(guī)則等基本屬性，根據(jù)出行距離和行駛時間計算平均行駛速度；對不同的管理措施實施前后效果評價，以交通量和出行OD為基本的判斷依據(jù)，分時段、分車種進(jìn)行對比分析，剔除背景交通量的時變特征，以此評價該措施的實施效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于針對擁擠收費的管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)過境交通量的變化；針對限制特定車輛類型通行的管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)特定車種出行方式的出行結(jié)果變化；針對停車需求管理措施，主要評價分析范圍內(nèi)出入交通量的變化；針對單雙號或其它號牌限行措施，主要評價分析范圍內(nèi)過境、出入和境內(nèi)交通總量的變化；針對其他交通需求管理措施，分析具體的評價需求，合理對比分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施效果評價方法。具體是基于車牌識別數(shù)據(jù)的交通需求管理措施實施效果評估技術(shù)，從已有的車輛識別數(shù)據(jù)出發(fā)，對數(shù)據(jù)的挖掘處理、有效信息提取做了詳細(xì)的分析，考慮城市交通出行的基本特點，采用最短路徑算法和模糊推理技術(shù)提取車輛行駛路徑，并結(jié)合交通小區(qū)動態(tài)劃分方法，實時評估給定區(qū)域的交通需求管理措施實施效果。采用該發(fā)明技術(shù)，可以獲得運行條件容易滿足，操作方法簡單易行，評估結(jié)果準(zhǔn)確實時的效果，并能克服現(xiàn)有評估技術(shù)對于評估范圍動態(tài)調(diào)整困難、數(shù)據(jù)獲取周期長、實時性不足的缺陷。
文檔編號G08G1/00GK102521965SQ201110407378
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者曾鵬, 楊超, 陳小鴻 申請人:同濟(jì)大學(xué)