专利名称：一种路段旅行时间估计的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于城市道路智能交通管理与信息服务领域，特别涉及一种路段旅行时间估计的方法和系统。
背景技术：
近年来，我国城市道路交通管理水平不断提高，同时，为有效管理各类交通违法行为，目前我国众多城市在城市信号控制交叉口或路段安装了大量的综合违法监测系统，而随着视频技术的发展，这些综合违法监测系统在进行违法行为抓拍的同时，能够同时作为分散在城市中的道路卡口使用，可以记录下所有通过路口的车辆的相关信息，主要包括识别的车牌号、通过路口的时间、车辆在路口的转向、速度等。同时，道路路段旅行时间是出行者信息服务系统中的重要组成部分，为出行者提供当前或估计的旅行时间将可以有效的改善出行者出行行为和提高出行舒适性。但在当前城市道路交通流检测手段下，实时获得全部路段的旅行时间具有较大的困难。因此，目前对于城市交通信息服务系统而言，如何实现有效的、自动化的旅行时间估计已经成为城市道路智能交通管理与信息服务的一个重要问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够实现实时采集城市道路路段旅行时间的技术，解决现有技术中缺乏大量实时数据支持来获得城市道路路段旅行时间的问题。为了实现上述目的，针对城市道路路段旅行时间估计的需求，本发明的一个目的在于提出一种简便客观的路段旅行时间估计方法，本发明的另一个目的在于提出一种简便客观的路段旅行时间估计系统，根据本发明实施例的路段旅行时间估计的方法，包括在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息，并进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集；对所述车辆旅行时间信息集进行数据预处理；对预处理后的所述时间信息集进行分布检验以判断分布模式；以及根据判断出的所述分布模式，计算路段旅行时间估计值。在本发明的一个实施例中，所述进行数据预处理包括利用四分位数据筛选法对所述车辆旅行时间信息集中的噪声数据进行筛除。在本发明的一个实施例中，所述进行分布检验以判断分布模式包括利用卡方检验来检验旅行时间信息的概率分布函数是否为预设分布中的一种。在本发明的一个实施例中，所述预设分布包括正态分布、对数正态分布、伽马分布和韦伯分布。根据本发明实施例的路段旅行时间估计的系统，包括采集单元，所述采集单元用于在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息；车牌数据匹配单元，所述车牌数据匹配单元用于进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集；数据预处理单元，所述数据预处理单元用于对所述车辆旅行时间信息集进行数据预处理；分布检验单元，所述分布检验单元用于对预处理后的所述时间信息集进行分布检验以判断分布模式；以及旅行时间计算单元，所述旅行时间计算单元用于根据判断出的所述分布模式，计算路段旅行时间估计值。在本发明的一个实施例中，所述数据预处理单元利用四分位数据筛选法对所述车辆旅行时间信息集中的噪声数据进行筛除。在本发明的一个实施例中，所述分布检验单元利用卡方检验来检验旅行时间信息的概率分布函数是否为预设分布中的一种。在本发明的一个实施例中，所述预设分布包括正态分布、对数正态分布、伽马分布和韦伯分布。本发明基于已有成熟的交通管理系统，对其数据进行深入挖掘和复用，且计算过程简便，自动化、智能化程度高，具有满足在线实时运算、计算结果客观度准确度高的优点。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是本发明实施例的路段旅行时间估计的方法的流程图；和图2是本发明实施例的路段旅行时间估计的系统的结构示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。如图1所示，根据本发明实施例的路段旅行时间估计的方法，包括以下步骤S1.在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息，并进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集。具体地，以两个安装卡口系统的断面之间的道路作为一个双向路段，则其中一个方向的路段作为单向路段，也是本方法的基本研究对象。对于一个单向路段，其上游断面为A，下游断面为B，以某一确定时间段(如15分钟)作为一个研究周期。在每个时间段结束时，收集所有在本时间段内通过B断面的车辆的车牌数据、通过时刻、断面信息等，形成车辆信息集b。以车辆集b为基础上，以车牌比对的方式到A断面本时刻之前的卡口数据库中寻找车辆集b中的车辆出现在A断面的卡口数据库中的记录，并将过去一定时间内的所有出现在A断面数据库中的车辆集b中的车辆记录信息提取出来，主要包括经过A断面的时刻。将提取出来的先经过A断面后通过B断面的车辆在B、A断面通过的时刻进行对比，即进行匹配，可以获得每辆车经过AB单向路段的所需时间信息集a。需要说明的是，对于车牌匹配而言，如果有记录并且所匹配的记录之间的时间差满足以下条件1.下游时间晚于上游时间；2.上下游时间差在一个合理的区间内，对于这样的记录则进行一一匹配，同时也说明该车辆连续通过了这两个卡口或检测断面。S2.对车辆旅行时间信息集进行数据预处理。即对于步骤SI所获得的时间信息集a，利用四分位法进行异常数据的剔除，去掉明显不能代表单向路段AB过去一段时间内的车辆旅行时间数值。具体地，通过步骤SI可以获得通过某个路段或者某两个卡口断面之间的车辆匹配数据，这些数据有以下属性车牌，经过上游路口时间，经过下游路口时间，上游路口编号，下游路口编号，车道，车型。将这些数据存储在预处理单元的内存当中等待进一步处理。具体方法如下针对当个车辆的每一条匹配记录，计算上下游卡口之间的时间差，作为一个新的字段存储于之前的内存数据中。对该路段的每一条匹配记录都进行该处理。随后，通过四分位数据处理法，将时间差字段数据不符合筛选标准的记录作为噪声数据进行筛除。四分位法的具体算法如下Z=[Q0.25_1. 5R, Q0.75+l. 5R]R-Qo. 75_Qo. 25以上两式中，Z表示有效数据区间，时间差数值不在该区间内的数据都将被筛除，Qa25Aa75分别为下、上四分位值，R表示四分位极差。最后将剩余的匹配记录作为该路段有效的视频识别记录存储于数据库中，以待进一步处理。S3.对预处理后的时间信息集进行分布检验以判断分布模式。具体地，对于分布检验而言，该方法为将数据预处理单元处理获得的数据，导入到分布检验单元。该单元利用matlab语言编译，使用卡方检验旅行时间的概率密度分布的假设。原假设
H0:旅行时间t的概率密度函数满足某种具体的分布形式。然后选取一定的假设检验标准去验证是否接受原假设。常用的假设检验的方法有:u检验法、t检验法、X 2检验法、F检验法，秩和检验等。基于前面选取的待检验的概率分布形式，假设检验的方法选取X 2检验法。X 2统计量:
权利要求
1.一种路段旅行时间估计的方法，其特征在于，包括: 在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息，并进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集； 对所述车辆旅行时间信息集进行数据预处理； 对预处理后的所述时间信息集进行分布检验以判断分布模式；以及 根据判断出的所述分布模式，计算路段旅行时间估计值。
2.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行数据预处理包括:利用四分位数据筛选法对所述车辆旅行时间信息集中的噪声数据进行筛除。
3.如权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述进行分布检验以判断分布模式包括:利用卡方检验来检验旅行时间信息的概率分布函数是否为预设分布中的一种。
4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述预设分布包括正态分布、对数正态分布、伽马分布和韦伯分布。
5.一种路段旅行时间估计的系统，其特征在于，包括: 采集单元，所述采集单元用于在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息； 车牌数据匹配单元，所述车牌数据匹配单元用于进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集； 数据预处理单元，所述数据预处理单元用于对所述车辆旅行时间信息集进行数据预处理； 分布检验单元，所述分布检验单元用于对预处理后的所述时间信息集进行分布检验以判断分布模式；以及 旅行时间计算单元，所述旅行时间计算单元用于根据判断出的所述分布模式，计算路段旅行时间估计值。
6.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据预处理单元利用四分位数据筛选法对所述车辆旅行时间信息集中的噪声数据进行筛除。
7.如权利要求5和6所述的方法，其特征在于，所述分布检验单元利用卡方检验来检验旅行时间信息的概率分布函数是否为预设分布中的一种。
8.如权利要求5-7所述的方法，其特征在于，所述预设分布包括正态分布、对数正态分布、伽马分布和韦伯分布。
全文摘要
本发明提出一种路段旅行时间估计的方法及系统，其中该方法包括在上游卡口和下游卡口采集预定时间内通过车辆的信息，并进行车牌匹配，得到车辆旅行时间信息集；对所述车辆旅行时间信息集进行数据预处理；对预处理后的所述时间信息集进行分布检验以判断分布模式；以及根据判断出的所述分布模式，计算路段旅行时间估计值。本发明具有智能程度高，操作简便，计算结果客观度准确度高的优点。
文档编号G08G1/01GK103077610SQ20121059375
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者李瑞敏 申请人:清华大学