专利名称：一种基于浮动车交通信息的处理方法及处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能交通系统(Intelligent Transport Systems, ITS)领域，尤其涉及一种基于浮动车(Floating Car)交通信息的处理方法及处理系统。
背景技术：
在智能交通领域，实时和动态的交通信息能为车辆出行提供有效的交通规划信 息，从而达到节省出行时间、提高工作效率、减少能源消耗等目的。采集交通数据的技术有 多种，目前常用的采集方式是地埋式线圈检测器(又称为固定检测器)，但是固定检测器存 在安装和维护成本高、覆盖范围小、仅能检测固定位置数据等不足，导致城市道路网上存在 大量的信息“真空”地带。另一种能代表检测器发展趋势的自动化检测方法有微波雷达、激 光雷达、超声波、视频检测技术和浮动技术等，但这些方法由于采集原理的不同而适应不同 的场合，且大多数对于安装场地和环境有特殊要求。利用车载全球定位系统(Global Position System, GPS)和无线通信设备的浮动 车(又称移动检测器)采集交通信息，是一种新的信息采集方式。根据浮动车在行驶过程 中记录的位置信息(浮动车GPS数据)，通过数据采集、数据过滤、地图匹配、路径推测和多 车融合等相关计算模型的处理，从而使浮动车GPS数据和城市道路网在时间和空间上关联 起来，最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度和旅行时间等交通拥堵信息。
发明内容
本发明提供了一种基于浮动车交通信息的处理方法及处理系统。一方面，本发明提供的基于浮动车交通信息的处理方法，包括如下步骤获取浮动车原始的GPS数据；对浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准数据格式；对整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。进一步地，获取浮动车原始的GPS数据的步骤具体为按照网络通信传输协议格 式，从监控中心接收浮动车原始的GPS数据。进一步地，对浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准数据格式的步骤包括 按照浮动车标准数据格式要求，从浮动车原始的GPS数据中提取有用的字段，其中，这些有 用的字段包括车源ID、车辆ID、采样时间、经纬度坐标、速度、方向、状态等；对来源于测绘 的位置坐标转换为符合国家规定的加密坐标；以及将整理后的浮动车GPS数据保存到不同 的时间戳文件内。优选地，在保存浮动车GPS数据时，判断开始接收时间距下一个时间戳的间隔时 间如果间隔时间小于回传周期的两倍，则将该浮动车GPS数据保存在下一个时间戳文件 内，否则保存在当前时间戳的文件内。进一步地，对整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理的步骤包括对浮动车 GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据；对过滤后的有效数据记录数进行统计；将预处理数据结果进行输出。其中，对浮动车GPS数据有效性进行判定包括判断该GPS数据经纬度坐标是否错误；判断该GPS数据是否超出了采样周期；判断该GPS数据的经纬度坐标是否超出了经纬 度范围；判断该GPS数据是否超出了格网范围，其中格网范围为指定输出格网范围内的格 网往外界扩张一个格网的范围；以及，判断浮动车GPS数据的状态是否为空载。对过滤后的有效数据记录数进行统计包括按照车源ID，车辆ID，时间顺序对GPS 数据排序，并且对采样时间重复的GPS数据记录以及车辆ID下的单个GPS数据记录进行过 滤ο将预处理数据结果进行输出包括三种情况情况1 车源ID、车辆ID均与前一记 录一致，则该GPS数据存放在当前的车源ID、车辆ID的数据结构下，并且GPS数据个数加 一；情况2 车源ID与前一记录一致，车辆ID与前一记录不一致，则车辆ID数加一，重置车 辆ID为当前新的车辆ID，新的车辆ID的GPS数据个数设置为一，该GPS数据存放在新车辆 ID的数据结构下；情况3 车源ID与前一记录不一致。则车源ID数加一，重置车源ID为当 前新的车源ID，车辆ID为当前新的车辆ID，新车辆ID的GPS数据个数设置为一，该GPS数 据存放在新车源ID，新车辆ID的数据结构下。另一方面，相应于上述的处理方法，本发明提供的基于浮动车交通信息的处理系 统，包括采集装置，用于获取浮动车原始的GPS数据；整理单元，用于对所述采集装置获取的浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成 标准数据格式；预处理单元，用于对所述整理单元整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。具体地，所述采集装置可以用于按照网络通信传输协议格式，从监控中心接收浮 动车原始的GPS数据；所述整理单元可以用于按照浮动车标准数据格式要求，从浮动车原 始的GPS数据中提取有用的字段；对来源于测绘的位置坐标转换为符合国家规定的加密坐 标；将整理后的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件内；所述预处理单元可以用于对 浮动车GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据；对过滤后的有效数据记录数进行统计；将 预处理数据结果进行输出。由本发明提供的技术方案可知，通过利用浮动车技术，首先从监控中心接收原始 数据，然后把原始数据整理成标准数据格式，最后对整理后的数据进行预处理，过滤无任何 参考价值的无用或错误数据，能够大幅提高点匹配率，减少异常情况处理，提高了浮动车交 通信息处理的有效性和效率。
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图 作一简单地介绍。图1为本发明提供的一种基于浮动车交通信息的处理方法的流程示意图；图2为本发明中的格网范围的举例示意；图3为本发明提供的一种基于浮动车交通信息的处理系统的组成构成图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例， 对本发明提供的技术方案进一步详细描述。参见附图1，本发明提供的一种基于浮动车交通信息的处理方法，包括如下内容11，获取浮动车原始的GPS数据。具体而言，是按照网络通信传输协议格式，从监控中心接收浮动车原始的GPS数 据。浮动车GPS数据一般是由出租车公司/调度监控中心(以下简称监控中心)采用 网络通信的方式传送给浮动车处理系统。通过TCP/IP协议，连接监控中心与浮动车处理系 统，实时、正确地从监控中心接收浮动车GPS数据。由于监控中心与浮动车处理系统间的网络传输协议不尽相同，为了正确地从监控 中心接收和处理接收到的浮动车数据，需要编写一个原始数据接收程序，以方便后续处理 程序的应用和计算。为了提高可扩展性，本系统可以使用配置表的方法来配置接收和发送 目标的网络参数。通过读取配置表中的网络参数来配置插口(Socket)，然后从监控中心接 受原始浮动车GPS数据。对原始的浮动车GPS数据进行保存。因为在后续对浮动车GPS数据进行处理时， 一旦发现异常，如要查找异常的原因，往往都是从对原始数据的分析和检查开始的。另外为 了提高处理效率，只有当接收到的数据达到指定数量时，才统一处理。同时在处理的过程 中，对于格式错误或者逻辑性不满足的，这些数据需要存储在错误文件中，以备后续的问题 调查。那些处理完成的数据，按照接收的系统时间存储在相应的时间戳文件内。12，对浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准数据格式。浮动车所采集的数据一般包括时间戳、位置坐标、瞬时速度、行驶方向、运行状态 及其他内容。由于不同城市、不同监控中心所属的出租车所记录的数据在参数定义、种类、 格式等方面会有所不同，所以需要把接收到的数据转换成标准格式，以便后续处理。整理数 据的具体步骤如下步骤1 按照浮动车标准数据格式要求，从浮动车原始的GPS数据中提取有用的字 段。从浮动车原始数据中，按照浮动车数据格式要求，整理这些有效信息。原始数据中 必须存在的内容车源ID、车辆ID、采样时间，经纬度坐标、速度和方向。如果其他的字段数 据不存在，则用指定的数值来补充，并对数据的逻辑进行检查，如重复性，坐标、速度、方向 等数值的范围等等，过滤错误的浮动车GPS数据。此外有些监控中心还提供了一些扩展字 段，如果这些扩展字段对于后续的地图匹配，路径推荐没有什么用途，也是需要过滤的。整理后数据结构只需包含车源ID、车辆ID、采样时间、经度、纬度、速度、方向、状 态等这些有用字段，删除那些无用的扩展字段。另外为了使数据整理能尽可能多的适应各 地数据，本发明可以采用配置表的方法来描述数据结构和提取的数据。步骤2 对来源于测绘的位置坐标转换为符合国家规定的加密坐标。步骤3 将整理后的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件内。对于浮动车GPS数据系统的评价标准通常包括实时性、精度和系统覆盖率。为了 交通信息的实时性及可行性，需要将整理后的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件内。本发明的浮动车处理系统是以五分钟为一个时间戳来保存浮动车GPS数据。在保存浮动车GPS数据时，需要判断开始接收时间距下一个时间戳的间隔时间 如果间隔时间小于回传周期的两倍，则将该浮动车GPS数据保存在下一个时间戳文件内， 否则保存在当前时间戳的文件内。因为如果小于回传周期的两倍，那么在当前时间戳内该 车辆ID只有一条GPS数据，不能进行后续的路径推测，但是该浮动车GPS数据却是有效数 据，所以本发明在保存浮动 车GPS数据时，如果开始接收时间距下一个时间戳的间隔时间 小于回传周期的两倍，则将该浮动车GPS数据保存在下一个时间戳文件内。这样能够有效 避免流失有效数据，提高浮动车系统的覆盖率。例如开始接收时间为4' 30〃，回传周期是60秒。针对4' 30〃这个时间，下一 个时间戳是5' 00"，则距离下一个时间戳是30秒，小于回传周期的两倍，所以将该GPS数 据存在5' 00"这个时间戳文件下。13，对整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。一般情况下，GPS数据的精度约为15m。由于GPS终端被建筑物遮挡等客观原因， 个别GPS数据会产生漂移错误。为了方便后续模块的处理，需要事先对浮动车的GPS数据 依次按照车源ID、车辆ID、时间先后顺序进行数据记录的整理与排序。数据预处理的具体 步骤如下步骤1 对浮动车GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据。浮动车所发送出来的GPS点位置信息质量良莠不齐，存在超出采样周期和覆盖范 围的无用数据，也可能存在对于道路拥堵状态推算无任何参考价值的无用或错误数据，这 需要对GPS数据自身有效性及状态进行判断，过滤无效数据。对浮动车GPS数据自身进行有效性判定，包括如下内容(1)判断该GPS数据经纬度坐标是否错误；(2)判断该GPS数据是否超出了采样周期；(3)判断该GPS数据的经纬度坐标是否超出了经纬度范围；(4)判断该GPS数据是否超出了格网范围；为了防止过滤有效数据，格网范围为指定输出格网范围内的格网往外界扩张一个 格网的范围。如图2所示，空白格网为指定输出范围格网，灰色网格为扩张后增加的格网范围。浮动车GPS数据的状态(state) —般包含有空载、满载、其他等这几种状态，非载 客状态的出租汽车会泊于路边或沿路缓慢行驶待客，因此采集的数据并不能真实反映当时 的路况，并且当瞬时速度很小时，GPS数据往往会产生严重的静态漂移现象，因此需要提前 剔除记录为空载等数据，以求真实反映当前路况。步骤2 对过滤后的有效数据记录数进行统计。通过依次判断数据的经纬度、采样周期、格网范围、GPS数据的事件、状态等，设置 数据有效性标志位。设置完数据的有效性后，按照车源ID，车辆ID，时间顺序对GPS数据排 序，方便后续的有效记录数统计。有效数据记录数统计，即统计车源ID数、车辆ID数、各个车辆ID的有效GPS数据 量。通过有效记录数的统计，可以一次分配车辆源数、车辆数、GPS点数据的空间，可以提高 处理效率。统计的方法具体为
首先判断该记录与前纪录是否是同车源ID，然后判断与前纪录是否是同一个车辆 ID,最后再判断采样时间是否重复，并过滤采样时间重复的GPS数据记录。通过以上三步能 够统计有效记录数，并且通过统计有效记录数能够过滤车辆ID下的单个GPS数据记录。
即如果车源ID与前一记录一致，但是车辆ID与前一记录不一致，则如果当前车辆 ID下的GPS数据记录个数小于等于一，则该记录是该车辆ID下的单点GPS数据记录，是需 要过滤的。或者如果车源ID与当前记录不一致，则判断当前车源ID下的车辆ID，如果该车 辆ID下的GPS数据记录个数小于等于一，则该记录是该车辆ID下的单点GPS数据记录，也 是需要过滤的，这是因为如果一个车辆ID只有一条GPS数据，那么该GPS数据无法用于后 续的路径推测，所以该GPS数据是无效的。步骤3 将预处理数据结果进行输出。对有效数据，则应该判断该记录与前纪录是否是同车源ID，然后判断与前纪录是 否是同一个车辆ID。这里分三种情况情况1 车源ID、车辆ID均与前一记录一致，则该GPS数据存放在当前的车源ID、 车辆ID的数据结构下，并且GPS数据个数加一。情况2 车源ID与前一记录一致，车辆ID与前一记录不一致，则该车辆ID是一个 新的ID，所以车辆ID数加一，重置车辆ID为当前新的车辆ID，新的车辆ID的GPS数据个 数设置为一，该GPS数据存放在新车辆ID的数据结构下。情况3 车源ID与前一记录不一致。则该车源ID是一个新的车源ID，该车辆ID 是新车源ID下的一个新的车辆ID。所以车源ID数加一，重置车源ID为当前新的车源ID， 车辆ID为当前新的车辆ID，新车辆ID的GPS数据个数设置为一，该GPS数据存放在新车源 ID，新车辆ID下的数据结构下。经验证明，原始GPS数据经过数据预处理后能显著提高点匹配率，此外通过数据 预处理，地图匹配处理将更简单方便，减少异常情况处理，可提高处理的有效性和加快处理 效率。因此，在计算前对接收到的GPS数据进行预处理十分必要。与现有的固定检测器和自动检测方法相比浮动车技术无须增加道路设施，对环 境无负面影响；检测信息能实时动态地体现道路交通流的运动；覆盖范围广；定位精度高， 定位数据中包括行驶车辆在定位时刻和定位位置的瞬时速度，蕴涵了道路车流的变化特 征，并且当有大量的浮动车在路网中运行时，便能实时反映整个路网的交通运行状况。本发明利用浮动车技术，首先从监控中心接收原始数据，然后把原始数据整理成 标准数据格式，最后对整理后的数据进行预处理，过滤无任何参考价值的无用或错误数据， 能够大幅提高点匹配率，减少异常情况处理，提高了浮动车交通信息处理的有效性和效率。参见附图3，对应上述的方法实施例，本发明还提供了一种基于浮动车交通信息的 处理系统，包括采集装置31，用于获取浮动车原始的GPS数据；整理单元32，用于对所述采集装置31获取的浮动车原始的GPS数据进行整理，转 换成标准数据格式；预处理单元33，用于对所述整理单元32整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处 理。具体地，所述采集装置31用于按照网络通信传输协议格式，从监控中心接收浮动车原始的GPS数据。所述整理单元32，用于按照浮动车标准数据格式要求，从浮动车原始的GPS数据中提取有用的字段；对来源于测绘的位置坐标转换为符合国家规定的加密坐标；将整理后 的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件内。所述预处理单元33，用于对浮动车GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据；对过 滤后的有效数据记录数进行统计；将预处理数据结果进行输出。系统中每个装置或单元的处理方法，可以参见上述的基于浮动车交通信息的处理 方法，在此不再赘述。应该理解，本发明不限于所公开的具体实施方式
。对于本技术领域的普通技术人 员来说，凡在不脱离本发明原理的前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
权利要求
一种基于浮动车交通信息的处理方法，其特征在于，包括获取浮动车原始的GPS数据；对浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准数据格式；对整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述获取浮动车原始的GPS数据包括 按照网络通信传输协议格式，从监控中心接收浮动车原始的GPS数据。
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对浮动车原始的GPS数据进行整 理，转换成标准数据格式包括按照浮动车标准数据格式要求，从浮动车原始的GPS数据中提取有用的字段； 对来源于测绘的位置坐标转换为符合国家规定的加密坐标； 将整理后的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件内。
4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述从浮动车原始的GPS数据中提取的 有用的字段包括车源ID、车辆ID、采样时间、经纬度坐标、速度、方向、状态。
5.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述将整理后的浮动车GPS数据保存到 不同的时间戳文件内具体为在保存浮动车GPS数据时，判断开始接收时间距下一个时间戳的间隔时间如果间隔 时间小于回传周期的两倍，则将该浮动车GPS数据保存在下一个时间戳文件内，否则保存 在当前时间戳的文件内。
6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对整理后的浮动车原始的GPS数据 进行预处理包括对浮动车GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据； 对过滤后的有效数据记录数进行统计； 将预处理数据结果进行输出。
7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述对浮动车GPS数据有效性进行判定 包括判断该GPS数据经纬度坐标是否错误； 判断该GPS数据是否超出了采样周期； 判断该GPS数据的经纬度坐标是否超出了经纬度范围；判断该GPS数据是否超出了格网范围，其中格网范围为指定输出格网范围内的格网往 外界扩张一个格网的范围；以及，判断浮动车GPS数据的状态是否为空载。
8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述对过滤后的有效数据记录数进行 统计包括按照车源ID，车辆ID，时间顺序对GPS数据排序，并且对采样时间重复的GPS数据记录 以及车辆ID下的单个GPS数据记录进行过滤。
9.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述将预处理数据结果进行输出包括 三种情况情况1 车源ID、车辆ID均与前一记录一致，则该GPS数据存放在当前的车源ID、车辆ID的数据结构下，并且GPS数据个数加一；情况2 车源ID与前一记录一致，车辆ID与前一记录不一致，则车辆ID数加一，重置 车辆ID为当前新的车辆ID，新的车辆ID的GPS数据个数设置为一，该GPS数据存放在新车 辆ID的数据结构下；情况3 车源ID与前一记录不一致。则车源ID数加一，重置车源ID为当前新的车源 ID，车辆ID为当前新的车辆ID，新车辆ID的GPS数据个数设置为一，该GPS数据存放在新 车源ID，新车辆ID的数据结构下。
10.一种基于浮动车交通信息的处理系统，其特征在于，包括采集装置，用于获取浮动车原始的GPS数据；整理单元，用于对所述采集装置获取的浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准 数据格式；预处理单元，用于对所述整理单元整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。
11.如权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述采集装置具体用于按照网络通 信传输协议格式，从监控中心接收浮动车原始的GPS数据。
12.如权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述整理单元具体用于按照浮动车 标准数据格式要求，从浮动车原始的GPS数据中提取有用的字段；对来源于测绘的位置坐 标转换为符合国家规定的加密坐标；将整理后的浮动车GPS数据保存到不同的时间戳文件 内。
13.如权利要求10所述的处理系统，其特征在于，所述预处理单元具体用于对浮动车 GPS数据有效性进行判定，过滤无效数据；对过滤后的有效数据记录数进行统计；将预处理 数据结果进行输出。
全文摘要
本发明公开了一种基于浮动车交通信息的处理方法及处理系统。提供的基于浮动车交通信息的处理方法，包括步骤获取浮动车原始的GPS数据；对浮动车原始的GPS数据进行整理，转换成标准数据格式；对整理后的浮动车原始的GPS数据进行预处理。提供的基于浮动车交通信息的处理方法，包括采集装置、整理单元和预处理单元。通过本发明能够大幅提高点匹配率，减少异常情况处理，提高浮动车交通信息处理的有效性和效率。
文档编号G08G1/01GK101807343SQ20101003384
公开日2010年8月18日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者李建军, 殷庆丹, 胡健, 魏俊华 申请人:北京世纪高通科技有限公司