基于obu的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法
【專利摘要】一種基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法，其采用收費(fèi)站ETC車道OBU檢測(cè)器以及路側(cè)OBU檢測(cè)器獲取路段交通流速度、路網(wǎng)運(yùn)行指數(shù)以及路段間預(yù)計(jì)行駛時(shí)間，并將其告知車輛。本發(fā)明的檢測(cè)方法將收費(fèi)站ETC車道OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)與路側(cè)OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)相結(jié)合提高了高速公路路網(wǎng)實(shí)時(shí)交通運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，以及收費(fèi)站之間的行程時(shí)間估計(jì)的可靠性，從而提升了交通管理部門的監(jiān)管能力和服務(wù)水平。
【專利說(shuō)明】基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法，尤其是涉及一種基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)從2005年開始組織國(guó)家高速公路不停車收費(fèi)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用，截止2013年，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的不停車收費(fèi)系統(tǒng)(又稱為電子收費(fèi)系統(tǒng)，ETC Electronic TollCollection)覆蓋26個(gè)省市，用戶達(dá)600萬(wàn)以上。
[0003]用戶的OBU是一個(gè)具有唯一識(shí)別碼的信息載體，在OBU應(yīng)用方面，專利文獻(xiàn)I(CN202523116U)公開了一種基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的不停車高速公路行駛路徑記錄系統(tǒng)，其通過(guò)RSU模塊檢測(cè)OBU模塊，向其讀取臨時(shí)路徑信息表的信息，即移動(dòng)基站編號(hào)，通過(guò)記錄覆蓋高速公路的移動(dòng)基站編號(hào)，來(lái)確定車輛行駛過(guò)的真實(shí)路徑，有效地解決了高速公路收費(fèi)現(xiàn)狀中“二義性”或者“多義性”以及停車確認(rèn)行駛路徑耗時(shí)、堵塞交通的問(wèn)題。但是這種記錄系統(tǒng)是出于解決收費(fèi)現(xiàn)狀中的“多義性”的目的來(lái)通過(guò)移動(dòng)基站來(lái)確定單個(gè)車輛行駛過(guò)的真實(shí)路徑，但由于其目的而使得無(wú)法從整體上高效分析路網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)路網(wǎng)狀態(tài)的有效檢測(cè)和避免車輛擁堵
專利文獻(xiàn)2 (CN102426349A)公開了一種ETC系統(tǒng)的車輛定位方法、裝置及不停車收費(fèi)系統(tǒng)，并且通過(guò)所捕捉到的OBU發(fā)射的微波信號(hào)的波束的角度聲稱OBU對(duì)應(yīng)的被測(cè)車輛的位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ETC車輛的縱向定位，精確的確定車載電子標(biāo)簽在通信區(qū)域中的物理位置，并與視頻抓拍系統(tǒng)配合查找到電子收費(fèi)系統(tǒng)中無(wú)電子標(biāo)簽車輛或交易不成功的標(biāo)簽車輛的信息，從而實(shí)現(xiàn)ETC車輛違章的稽查，及通行費(fèi)追繳。由于這種定位裝置出于對(duì)未予繳費(fèi)的車輛進(jìn)行稽查定位的目的，使得該定位裝置也無(wú)法從整體上高效分析路網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)路網(wǎng)狀態(tài)的有效檢測(cè)和避免車輛擁堵。
[0004]專利文獻(xiàn)3 (CN103258428A)公開了一種基于ETC設(shè)備實(shí)現(xiàn)交通狀態(tài)采集的方法，其在高速公路沿線合理布設(shè)多個(gè)基于DSRC的交通信息采集設(shè)備，利用車輛裝載的ETC車載設(shè)備，基于DSRC的交通信息采集設(shè)備的信號(hào)覆蓋區(qū)域，被連續(xù)發(fā)射的微波信號(hào)喚醒，與該交通信息采集設(shè)備發(fā)生信息交互過(guò)程，并由后臺(tái)管理中心由上傳數(shù)據(jù)分析出當(dāng)前路段的交通流量及擁堵程度，解決了 ETC車載終端作為信息采集源，來(lái)實(shí)現(xiàn)交通流量統(tǒng)計(jì)、交通擁堵程度分析等服務(wù)的技術(shù)問(wèn)題。但是這種方法僅采用路側(cè)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)路網(wǎng)狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)分析，只能反映一個(gè)行程中兩個(gè)DSRC信息采集點(diǎn)之間路段的交通運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法反映經(jīng)過(guò)入口減速、匝道行程時(shí)間、時(shí)鐘同步等因素的影響，因此，其無(wú)法全面、可靠地反映高速公路網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行情況，也無(wú)法給予高速公路出行者提供兩收費(fèi)站之間可靠的行程時(shí)間估量，從而無(wú)法有效提升交通管理部門的高速公路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)管能力和服務(wù)水平。
[0005]由此可見，傳統(tǒng)交通檢測(cè)器(線圈、微波、超聲波)只能檢測(cè)到斷面交通流參數(shù)(如交通量、斷面速度等)，對(duì)路段交通流速度、路段平均行駛時(shí)間、路網(wǎng)擁堵和路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等無(wú)法直接得到，需要密布檢測(cè)器并且配合復(fù)雜的計(jì)算才可得到，而且準(zhǔn)確度較差。而路側(cè)OBU檢測(cè)器雖然具有成本低、安裝方便(可安裝在門架或路側(cè))、所需供電功率小、可適應(yīng)多種數(shù)據(jù)傳輸方式等優(yōu)點(diǎn)，但無(wú)法直接得到路段交通流速度、平均行駛時(shí)間、路網(wǎng)擁堵和路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，也無(wú)法避免由于個(gè)別車輛的超速、停車等所導(dǎo)致的不可信數(shù)據(jù)影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供基于一種新型高速公路數(shù)據(jù)采集設(shè)備的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法，為交通管理者提供及時(shí)、準(zhǔn)確的高速公路網(wǎng)的路網(wǎng)運(yùn)行信息，有效提升對(duì)公眾出行者的服務(wù)水平。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法。
[0008]按照本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法包括以下步驟:
第一步，在高速公路上設(shè)置OBU檢測(cè)器，并使得全部OBU檢測(cè)器時(shí)鐘同步，其中OBU檢測(cè)器包括設(shè)置于收費(fèi)站處的ETC車道OBU檢測(cè)器以及設(shè)置于相鄰收費(fèi)站之間的路側(cè)OBU檢測(cè)器，相鄰ETC車道OBU檢測(cè)器之間形成收費(fèi)站間路段，相鄰的ETC車道OBU檢測(cè)器之間形成節(jié)點(diǎn)間路段，OBU檢測(cè)器獲取OBU唯一標(biāo)識(shí)碼及其時(shí)間，獲得包括OBU唯一標(biāo)識(shí)碼、入口、入口時(shí)間、出口、以及出口時(shí)間的數(shù)據(jù)；
第二步，通過(guò)相鄰的OBU檢測(cè)器獲取經(jīng)過(guò)該相鄰的OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)，根據(jù)OBU唯一標(biāo)識(shí)碼，將其與相鄰上游的OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)相匹配，得到同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)；第三步，根據(jù)同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)，計(jì)算同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的收費(fèi)站間路段以及節(jié)點(diǎn)間路段的速度數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)全部OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的收費(fèi)站間路段以及節(jié)點(diǎn)間路段的速度數(shù)據(jù)分別通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理單元采用分位值法對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并將經(jīng)過(guò)異常數(shù)據(jù)處理后的速度數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值分別作為收費(fèi)站間路段的平均速度以及節(jié)點(diǎn)間路段的平均速度，并據(jù)此確定各自的交通運(yùn)行狀態(tài)；與此同時(shí)，根據(jù)同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)，計(jì)算同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)全部OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理單元采用分位值法對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并將經(jīng)過(guò)異常數(shù)據(jù)處理后的行程時(shí)間數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為節(jié)點(diǎn)間路段的平均行程時(shí)間，并據(jù)此計(jì)算得到收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間；
第四步，當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)站時(shí)告知其當(dāng)前收費(fèi)站間路段的交通運(yùn)行狀態(tài)以及收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間，當(dāng)車輛進(jìn)入節(jié)點(diǎn)間路段時(shí)候告知其當(dāng)前節(jié)點(diǎn)間路段的交通運(yùn)行狀態(tài)及預(yù)計(jì)行程時(shí)間。
[0009]根據(jù)第一方面的本發(fā)明的方法，其中，確定收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟I，輸入G(X)；
其中表示第t個(gè)時(shí)間周期內(nèi)從收費(fèi)站I出發(fā)經(jīng)過(guò)前i個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間估計(jì)值；i為節(jié)點(diǎn)間路段序號(hào)，最小從I開始計(jì)算；步驟2’令
【權(quán)利要求】
1.一種基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法，該方法包括以下步驟: 第一步，在高速公路上設(shè)置OBU檢測(cè)器，并使得全部OBU檢測(cè)器時(shí)鐘同步，其中OBU檢測(cè)器包括設(shè)置于收費(fèi)站處的ETC車道OBU檢測(cè)器以及設(shè)置于相鄰收費(fèi)站之間的路側(cè)OBU檢測(cè)器，相鄰ETC車道OBU檢測(cè)器之間形成收費(fèi)站間路段，相鄰的ETC車道OBU檢測(cè)器之間形成節(jié)點(diǎn)間路段，OBU檢測(cè)器獲取OBU唯一標(biāo)識(shí)碼及其時(shí)間，獲得包括OBU唯一標(biāo)識(shí)碼、入口、入口時(shí)間、出口、以及出口時(shí)間的數(shù)據(jù)； 第二步，通過(guò)相鄰的OBU檢測(cè)器獲取經(jīng)過(guò)該相鄰的OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)，根據(jù)OBU唯一標(biāo)識(shí)碼，將其與相鄰上游的OBU檢測(cè)器的數(shù)據(jù)相匹配，得到同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)；第三步，根據(jù)同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)，計(jì)算同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的收費(fèi)站間路段以及節(jié)點(diǎn)間路段的速度數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)全部OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的收費(fèi)站間路段以及節(jié)點(diǎn)間路段的速度數(shù)據(jù)分別通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理單元采用分位值法對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并將經(jīng)過(guò)異常數(shù)據(jù)處理后的速度數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值分別作為收費(fèi)站間路段的平均速度以及節(jié)點(diǎn)間路段的平均速度，并據(jù)此確定各自的交通運(yùn)行狀態(tài)；與此同時(shí)，根據(jù)同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)，計(jì)算同一 OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)全部OBU唯一標(biāo)識(shí)碼的節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理單元采用分位值法對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，并將經(jīng)過(guò)異常數(shù)據(jù)處理后的行程時(shí)間數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為節(jié)點(diǎn)間路段的平均行程時(shí)間，并據(jù)此計(jì)算得到收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間； 第四步，當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)站時(shí)告知其當(dāng)前收費(fèi)站間路段的交通運(yùn)行狀態(tài)以及收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間，當(dāng)車輛進(jìn)入節(jié)點(diǎn)間路段時(shí)候告知其當(dāng)前節(jié)點(diǎn)間路段的交通運(yùn)行狀態(tài)及預(yù)計(jì)行程時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的基于OBU的高速公路路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)方法，其中，確定收費(fèi)站間路段預(yù)計(jì)行程時(shí)間是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟1，輸入ri(t)； 其中TsiCt)表示第t個(gè)時(shí)間周期內(nèi)從收費(fèi)站I出發(fā)經(jīng)過(guò)前i個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間估計(jì)值；i為節(jié)點(diǎn)間路段序號(hào)，最小從I開始計(jì)算； 步驟 2,令(I = ,如果d 之 I,則(t + d),否則,Tj+1 = T|+1(t)； 其中，t表示第t個(gè)時(shí)間周期L表示ri(t)與T的比值的整數(shù)部分，Ti+1(t)表示第t個(gè)時(shí)間周期內(nèi)第i+i個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的平均行程時(shí)間,Ti+1(t + d)表示第i+1個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段在第t+d個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的平均行程時(shí)間； 步驟2是判斷是否前i個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間之和大等于時(shí)間周期τ，若d大于等于I說(shuō)明車輛達(dá)到第i+Ι個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段時(shí)，時(shí)間已經(jīng)處于第t+d個(gè)周期內(nèi)，則選擇第t+d個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的平均行程時(shí)間Ti+1(t + d)作為第i+i個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間；否則，選擇第t個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的平均行程時(shí)間Ti+1(t)作為第i+Ι個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間； 步驟 3，；i = I + I ； 步驟3是計(jì)算前i+Ι個(gè)節(jié)點(diǎn)間路段的行程時(shí)間估計(jì)值； 步驟4，如果i =i￥則結(jié)束，其中N為收費(fèi)站I到收費(fèi)站m之間的節(jié)點(diǎn)間路段數(shù)量，輸出Tf，即為在第t個(gè)時(shí)間周期從收費(fèi)站I出發(fā)到達(dá)收費(fèi)站m的行程時(shí)間估計(jì)結(jié)果，否則，轉(zhuǎn)步驟I。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中第三步中的確定各自的交通運(yùn)行狀態(tài)包括以下步驟:根據(jù)收費(fèi)站間路段的平均速度和節(jié)點(diǎn)間路段的平均速度分別確定各自的交通運(yùn)行狀態(tài)，該交通運(yùn)行狀態(tài)包括暢通、基本暢通、輕度擁堵、中度擁堵和嚴(yán)重?fù)矶拢⒏鶕?jù)路段交通運(yùn)行狀態(tài)確定相應(yīng)的路網(wǎng)交通運(yùn)行指數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所 述的方法，其中，根據(jù)路段交通運(yùn)行狀態(tài)確定嚴(yán)重?fù)矶吕锍瘫壤?br> 【文檔編號(hào)】G08G1/01GK103886756SQ201410153549
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】王笑京, 張紀(jì)升, 牛樹云, 李斌, 宋向輝, 劉見平, 張明月, 李友良, 趙佳海 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所