基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道路段在线地图匹配方法，特别是基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，汽车保有量的增加，城市交通拥堵现象越来越严重。为了实现城市交通分流、缓解城市交通拥堵，修建城市隧道越来越成为解决这一问题的重要举措，隧道路段车辆信息的采集对于整个城市交通信息的发布具有重要意义。近年来，浮动车技术作为获取道路交通信息的先进技术手段在智能交通领域得到了快速发展，国内外存在大量相关的研究，浮动车地图匹配模型族的解决方案，包括道路初次匹配模型、平行方向道路识别模型、节点匹配模型和延时匹配模型。
[0003]—种曲线匹配和基于概率分析模型的算法框架，引入基于模糊逻辑和最短路径算法的路径确定算法;一种基于大规模历史GPS数据后期处理的地图匹配方法，但该方法不能满足交通信息实时发布的需求;一种面向低采样率GPS数据的全局地图匹配算法，算法采用了时空分析方法生成一个候选图，并将拥有最高匹配得分的路段序列作为最终匹配结果；一种基于交叉口数据结构的地图匹配算法，用于解决城市交叉口处的匹配问题。
[0004]已有的大量针对地图匹配的研究主要是面向城市普通道路的，基于城市隧道路段的特殊性，已有研究并没有考虑车辆在隧道路段及辅道上行驶时交通状态的差异性，无法适用于隧道路段地图匹配。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够根据实时GPS信息来识别车辆的行驶路径，鉴别车辆是否行驶在隧道路段的基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，步骤包括:
1)判断道路时空的可达性；
2)选择隧道路段车辆的行为模式，与在线地图匹配。
[0007]步骤I)中当前后两个连续候选路段为同一个路段或者前后两个连续候选路段是不同路段并且第一个路段的终点和第二个路段的起点在拓扑上是连通的则道路时空具有可达性。
[0008]步骤2)中对时问序列有向图中的所有拥有可达性标识的连接线进行连接权重赋值，WGi,Gi+i(Lm，Ln)=WGi(Lm)+ WGi+i(Ln)，式中 WGi,Gi+1(Lm，Ln)表示定位点的候选路段 Lm 到定位点Cl+1的候选路段Ln的连接权重，Wc(L)表示定位点G的候选路段L的匹配权重。
[0009]采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果:能够根据实时GPS信息来识别车辆的行驶路径，鉴别车辆是否行驶在隧道路段。
【具体实施方式】
[0010]下面根据具体实施例对本发明作进一步的解释。
[0011]本专利是确保隧道路段待匹配点序列的起点和终点均为置信点(CP)，同时结合最大延时约束动态时间窗(MDCDTW)的概念。利用置信点和最大延时约束动态时间窗不仅能够有效消除传播误差和提高匹配精度，还可以满足匹配实时性需求。其中MD⑶TW包含三部分:①等待匹配的点序列WP;②WP相应的候选路段集wL;③自定义的最大延时约束D。
[0012]当车辆行驶在简单路网时，利用简单的匹配算法就能获得良好的匹配效果，而当车辆行驶在高复杂度的路网时，如隧道、跨线桥、高架路等，只考虑单一定位点信息难以实现正确匹配。本专利基于路段的思想，提出一种针对隧道路段适用于长时间间隔浮动车数据的点序列匹配方法，该方法综合车辆的行驶轨迹信息(由GPS点序列构成)、几何和拓扑信息，通过找到匹配权重总和最大的路径作为最终的匹配路段。方法分为两个部分:①道路时空可达眭;②隧道路段车辆行为模式。
[0013]基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，步骤包括:
1)判断道路时空的可达性；
2)选择隧道路段车辆的行为模式，与在线地图匹配。
[0014]步骤I)中当前后两个连续候选路段为同一个路段或者前后两个连续候选路段是不同路段并且第一个路段的终点和第二个路段的起点在拓扑上是连通的则道路时空具有可达性。
[0015]步骤2)中对时问序列有向图中的所有拥有可达性标识的连接线进行连接权重赋值，WGi,Gi+i(Lm，Ln)=WGi(Lm)+ WGi+i(Ln)，式中 WGi,Gi+1(Lm，Ln)表示定位点 Gi 的候选路段 Lm
到定位点Cl+1的候选路段Ln的连接权重，Wc(L)表示定位点G的候选路段L的匹配权重。
[0016]在wL中，一个路段是最优路径的组成部分的必要条件是:该路段与下一个相邻的候选路段集中的某一路段满足道路时空可达性要求。因此，对任意一对在相邻候选路段集中的路段要进行道路时空可达性检测。当且仅当两个被检测路段可以完全满足道路时空可达性要求时，才为它们之间的连接线赋予可达性标识，拥有该标识才可以进行下一步的连接权重赋值。
【主权项】
1.基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，其特征在于步骤包括: 1)、判断道路时空的可达性； 2)、选择隧道路段车辆的行为模式，与在线地图匹配。2.根据权利要求1所述的基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，其特征在于步骤I)中当前后两个连续候选路段为同一个路段或者前后两个连续候选路段是不同路段并且第一个路段的终点和第二个路段的起点在拓扑上是连通的则道路时空具有可达性。3.根据权利要求1所述的基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，其特征在于步骤2)中对时问序列有向图中的所有拥有可达性标识的连接线进行连接权重赋值，WGi,Gi+1(Lm1Ln)=WGi(Lm)+ Wci+1 (Ln)，式中WCi,Ci+1 (Lm，Ln)表示定位点Ci的候选路段Lm 到定位点Cl+1的候选路段Ln的连接权重，Wc(L)表示定位点G的候选路段L的匹配权重。
【专利摘要】本发明公开了基于浮动车数据的隧道路段在线地图匹配方法，引入道路时空可达性和基于模糊逻辑的隧道路段车辆行为模式权重信息，分析了车辆在隧道路段及辅道上行驶时其行为模式的差异性。建立了隧道路段地图匹配流程框架，通过时间序列有向图的构建，给出了连接权重的计算方法。该方法匹配精度超过90％，可以用于城市隧道路段的交通信息处理。
【IPC分类】G08G1/01
【公开号】CN105551249
【申请号】CN201511013058
【发明人】王东宇
【申请人】王东宇
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月31日