本发明涉及一种计算机技术和智能交通领域，尤其是基于路况信息检测拥堵事件的方法及系统。
背景技术：
随着我国汽车保有量不断上升，造成了交通事件的数量逐年上升。交通事件指的是突发的使道路通行能力下降的事件，交通事件最终都会转变为拥堵事件。拥堵事件是一种宏观的、区域性的、持续一定时间的拥堵状态，由于拥堵事件对人们的出行影响很大，因此对拥堵事件进行准确地检测具有重要意义。
目前，拥堵事件检测的方法大致有3类：(1)、硬件传感器检测方法，通过在道路上安装传感线圈或者摄像头，对道路的交通流量进行实时监测，当发现道路交通流量存在异常时，则可判断有拥堵事件发生。(2)、基于用户分享的拥堵事件检测方法，当道路上的车辆在经过交通事件发生地时，可将拥堵事件的情况传送给交通管理部门，交通管理部门能够获取拥堵事件。(3)、基于路况信息的检测方法，通过采集浮动车的gps数据，可以获取路段上的通行速度或者通行时间，计算得到每个路段上的路况信息，将拥堵的路段按拓扑组合到一起，当总的里程大于给定的阈值时，就可以判定拥堵事件的发生。
然而现有技术有如下缺陷：(1)、在没有传感器分布的道路上，则无法进行拥堵事件的检测；另外，传感器的安装与维护的成本很高。(2)、用户分享的拥堵事件的可信程度很难验证，而且，拥堵事件发生时，不一定有用户经过，很难保证事件检测的实时性。(3)、由于浮动车gps数据的波动和数据缺失，会导致拥堵事件时有时无以及被割裂为多个，拥堵事件的可信度低。同时受到路况信息的计算误差的影响，以及拥堵情况下部分路段的路况信息的缺失的影响，直接按照拓扑整合得到的拥堵事件的影响范围会剧烈波动，拥堵事件会时有时无，这样的拥堵事件给交通信息使用者带来困惑，并且降低了拥堵事件的可信度。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明通过按照相关性将相关事件合并的方法减少了路况数据缺失对拥堵事件的影响，通过对拥堵事件的生命周期的管理使事件的影响范围和持续时间按照拥堵事件的演化过程(事件发生、事件扩散、事件消散)稳定的产生变化，提高了事件的准确性和有效性。
具体的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于路况信息检测拥堵事件的方法，包括：
拥堵事件提取步骤，提取拥堵事件、判断拥堵事件的相关性，整合相关的拥堵事件为一个事件；
拥堵事件生命周期管理步骤，通过事件差分判断事件的类型，按照不同的拥堵事件的类型分别处理。
优选的，所述拥堵事件提取步骤包含如下步骤：
拥堵路段集合提取步骤，获取实时路况信息，提取拥堵路段集合；
按道路网络拓扑组合步骤，按照道路网络拓扑关系，将相邻的拥堵道路整合为一个拥堵事件；
相关拥堵事件合并步骤，计算两个拥堵事件的相关性，将拥堵事件相关性大于给定阈值的事件合并为一个事件，得到当前时间的所有拥堵事件。
优选的，所述拥堵事件生命周期管理步骤包含如下步骤：
拥堵事件差分步骤，将当前拥堵事件与已有拥堵事件进行差分，得到拥堵事件的事件类型：新增事件，扩散事件，消散事件，失效事件；
新增事件处理步骤，处理新增事件；
扩散事件处理步骤，处理扩散事件；
消散事件处理步骤，处理消散事件；
失效事件处理步骤，处理失效事件。
更优选的，所述新增事件处理步骤对新增事件执行以下步骤：
a)获取可用事件标识，选取已有事件中未使用过的事件标识，将可用事件标识赋值给新增事件的事件标识；
b)修改新增事件的事件类型标识为1；
c)将新增事件存入已有事件中。
更优选的，所述扩散事件处理步骤，对已有事件中的拥堵事件执行如下步骤：
a)更新拥堵事件的事件信息：如果扩散事件与拥堵事件有路段交集，采用扩散事件的信息覆盖拥堵事件的信息；如果扩散事件与拥堵事件存在上下游关系，则将扩散事件的信息叠加到拥堵事件的信息上；
b)修改拥堵事件的事件类型标识为2。
更优选的，所述消散事件处理步骤，对已有事件中的拥堵事件执行如下步骤：
a)更新拥堵事件的事件信息：采用消散事件的信息覆盖拥堵事件的信息；
b)修改拥堵事件的事件类型标识为3。
更优选的，所述失效事件处理步骤，对失效事件执行以下步骤：
a)如果失效事件的事件类型标识为2，则修改事件类型标识为3，然后将失效事件的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新失效事件；
b)如果失效事件的事件类型标识为3，则修改事件类型标识为4，然后将失效事件的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新失效事件；
c)如果失效事件的事件类型标识为4，则判断失效事件的影响范围长度是否大于拥堵事件最小有效长度；如果失效事件的影响范围长度大于等于拥堵事件最小有效长度，则将失效事件的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新失效事件；否则，将失效事件删除。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于路况信息检测拥堵事件的系统，包括：
拥堵事件提取模块，用于提取拥堵事件、判断拥堵事件的相关性，整合相关的拥堵事件为一个事件；
拥堵事件生命周期管理模块，用于通过事件差分判断事件的类型，按照不同的拥堵事件的类型分别处理。
本发明的优点在于：本发明通过按照相关性将相关事件合并的方法减少了路况数据缺失对拥堵事件的影响，通过对拥堵事件的生命周期的管理使事件的影响范围和持续时间按照拥堵事件的演化过程(事件发生、事件扩散、事件消散、事件失效)稳定的产生变化，提高了事件的准确性和有效性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了根据本发明实施例的基于路况信息的拥堵事件检测方法的流程图；
附图2示出了根据本发明实施例的拥堵事件提取方法的流程框图；
附图3示出了根据本发明实施例的拥堵事件生命周期管理方法的流程框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明公开一种基于路况信息检测拥堵事件的方法，包含两个步骤：拥堵事件提取步骤和拥堵事件生命周期管理步骤；
拥堵事件提取步骤主要功能是提取拥堵事件、判断拥堵事件的相关性，整合相关的拥堵事件为一个事件；
拥堵事件生命周期管理步骤的主要功能是将通过事件差分判断事件的类型，按照不同的拥堵事件的类型分别处理：新增事件处理，扩散事件处理，消散事件处理，失效事件处理。
如图2所示，拥堵事件提取步骤包含如下步骤：
a1.拥堵路段集合提取步骤：获取实时路况信息，提取拥堵路段集合。
a2.按道路网络拓扑组合步骤：按照道路网络拓扑关系，将相邻的拥堵道路整合为一个拥堵事件，拥堵事件采用如下方式表示：
event＝{id，type，lonbn，latbn，loned，laten，len，{link1，link2，…linkn}
其中，id是事件标识，在事件有效期内全局唯一；tykpe是事件类型标识，用整数表示，分为3种类型，1表示新增类型，2表示扩散类型，3表示消散类型，4表示失效类型；lonbn是事件影响范围的起点经度；latbn是事件影响范围的起点纬度；loned是事件影响范围的终点经度；lated是事件影响范围的终点纬度；len是拥堵事件影响范围的长度；linki是拥堵事件影响的路段的集合。
a3.相关拥堵事件合并步骤：计算两个拥堵事件eventi和eventj的相关性βij，拥堵事件相关性βij的计算方法如下：
a)计算两个事件的空间直线距离l1和l2，计算方式如下：
d是距离阈值，一般取1000米，如果l1＞d并且l2＞d，βij＝0，否则执行步骤。
b)按照道路网络拓扑获取事件eventi和eventj间的最短路径p
p＝{linkk，k＝0…n}
计算最短路径的长度
获取最短路径p包含的道路的路况信息和长度，计算βij
其中，dis是路段的长度；w是权重，当路段的路况是畅通时，w＝0，当路段的路况是无数据时，w＝0.4，当路段的路况是缓慢时，w＝0.7，当路段的路况是拥堵时，w＝1；ds是最短路径的距离阈值，一般取1000米。
将拥堵事件相关性βij大于给定阈值μ的事件合并为一个事件，通过相关拥堵事件合并步骤，得到了当前时间的所有拥堵事件。
如图3所示，拥堵事件生命周期管理步骤包含如下步骤：
b1.拥堵事件差分步骤：将当前拥堵事件ecur与已有拥堵事件eexist进行差分，差分方法如下：
a)从ecur中取一个拥堵事件eventi，从eexist中取一个拥堵事件eventj，然后计算两个拥堵事件eventi和eventj包含的路段是否存在交集，以及是否存在上下游关系。
b)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的任何一个拥堵事件都不存在路段交集，也不存在上下游关系，则判定eventi为新增事件，然后执行步骤b2。
c)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的事件eventj存在路段交集且eventi的影响范围长度leni大于等于eventj的影响范围长度lenj，或者eventi与eventj存在上下游关系且eventi在eventj的上游，则判定eventi为对eventj的扩散事件，然后执行步骤b3。
d)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的事件eventj存在路段交集且eventi的影响范围长度leni小于eventj的影响范围长度lenj，或者eventi与eventj在上下游关系且eventi在eventj的下游，则判定eventi为对eventj的消散事件，然后执行步骤b4。
e)如果eexist中的事件eventj与ecur中的任何一个事件都不存在路段交集，也不存在上下游关系，则判定eventj为失效事件，然后执行步骤b5。
b2.新增事件处理步骤，对新增事件eventi执行以下步骤：
a)获取可用事件标识id，一般选取已有事件eexist中未使用过的事件标识，将可用事件标识id赋值给新增事件eventi的idi；
b)修改eventi的事件类型标识typei＝1；
c)将新增事件eventi存入已有事件eexist中。
b3.扩散事件处理步骤，eventi为对eventj的扩散事件，则对已有事件eexist中的拥堵事件eventj执行如下步骤：
a)更新拥堵事件eventj的事件信息：如果eventi与eventj有路段交集，采用eventi的信息覆盖eventj的信息；如果eventi与eventj存在上下游关系，则将eventi的信息叠加到eventj的信息上。
b)修改eventj的事件类型标识typej＝2。
b4.消散事件处理步骤，evrnti为对eventj的消散事件，则对已有事件eexist中的拥堵事件eventj执行如下步骤：
a)更新拥堵事件eventj的事件信息：采用eventi的信息覆盖eventj的信息；
b)修改eventj的事件类型标识typej＝3。
b5.失效事件处理步骤，对失效事件eventj执行以下步骤：
a)如果eventj的事件类型标识typej＝2，则修改typej＝3，然后将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。
b)如果eventj的事件类型标识typej＝3，则修改typej＝4，然后将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。
c)如果eventj的事件类型标识typej＝4，则判断eventj的影响范围长度lenj是否大于dd，dd是拥堵事件最小有效长度。如果lenj≥dd，则将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。否则，将事件eventj删除。
根据本发明的另一个方面，还公开一种基于路况信息检测拥堵事件的系统，包含两个模块：拥堵事件提取模块和拥堵事件生命周期管理模块；
拥堵事件提取模块a，主要功能是提取拥堵事件、判断拥堵事件的相关性，整合相关的拥堵事件为一个事件；
拥堵事件生命周期管理模块b，主要功能是将通过事件差分判断事件的类型，按照不同的拥堵事件的类型分别处理：新增事件处理，扩散事件处理，消散事件处理，失效事件处理。
拥堵事件提取模块a包含如下单元：
a1.拥堵路段集合提取单元：获取实时路况信息，提取拥堵路段集合。
a2.按道路网络拓扑组合单元：按照道路网络拓扑关系，将相邻的拥堵道路整合为一个拥堵事件，拥堵事件采用如下方式表示：
event＝{id，type，lonbn，latbn，loned，lated，len，{link1，link2，…linkn}
其中，id是事件标识，在事件有效期内全局唯一；type是事件类型标识，用整数表示，分为3种类型，1表示新增类型，2表示扩散类型，3表示消散类型，4表示失效类型；lonbn是事件影响范围的起点经度；latbn是事件影响范围的起点纬度；loned是事件影响范围的终点经度；lated是事件影响范围的终点纬度；len是拥堵事件影响范围的长度；linki是拥堵事件影响的路段的集合。
a3.相关拥堵事件合并单元：计算两个拥堵事件eventi和eventj的相关性βij，拥堵事件相关性βij的计算方法如下：
a)计算两个事件的空间直线距离l1和l2，计算方式如下：
d是距离阈值，一般取1000米，如果l1＞d并且l2＞d，βij＝0，否则执行步骤。
b)按照道路网络拓扑获取事件eventi和eventj间的最短路径p
p＝{linkk，k＝0…n}
计算最短路径的长度
获取最短路径p包含的道路的路况信息和长度，计算βij
其中，dis是路段的长度；w是权重，当路段的路况是畅通时，w＝0，当路段的路况是无数据时，w＝0.4，当路段的路况是缓慢时，w＝0.7，当路段的路况是拥堵时，w＝1；ds是最短路径的距离阈值，一般取1000米。
将拥堵事件相关性βij大于给定阈值μ的事件合并为一个事件，通过相关拥堵事件合并步骤，得到了当前时间的所有拥堵事件。
拥堵事件生命周期管理模块b包含如下单元：
b1.拥堵事件差分单元：将当前拥堵事件ecur与已有拥堵事件eexist进行差分，差分方法如下：
a)从ecur中取一个拥堵事件eventi，从eexist中取一个拥堵事件eventj，然后计算两个拥堵事件eventi和eventj包含的路段是否存在交集，以及是否存在上下游关系。
b)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的任何一个拥堵事件都不存在路段交集，也不存在上下游关系，则判定eventi为新增事件，然后执行步骤b2。
c)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的事件eventj存在路段交集且eventi的影响范围长度leni大于等于eventj的影响范围长度lenj，或者eventi与eventj存在上下游关系且eventi在eventj的上游，则判定eventi为对eventj的扩散事件，然后执行步骤b3。
d)如果ecur中的拥堵事件eventi与eexist中的事件eventj存在路段交集且eventi的影响范围长度leni小于eventj的影响范围长度lenj，或者eventi与eventj存在上下游关系且eventi在eventj的下游，，则判定eventi为对eventj的消散事件，然后执行步骤b4。
e)如果eexist中的事件eventj与ecur中的任何一个事件都不存在路段交集，也不存在上下游关系，则判定eventj为失效事件，然后执行步骤b5。
b2.新增事件处理单元，对新增事件eventi执行以下步骤：
a)获取可用事件标识id，一般选取已有事件eexist中未使用过的事件标识，将可用事件标识id赋值给新增事件eventi的idi；
b)修改eventi的事件类型标识typei＝1；
c)将新增事件eventi存入已有事件eexist中。
b3.扩散事件处理单元，eventi为对eventj的扩散事件，则对已有事件eexist中的拥堵事件eventj执行如下步骤：
a)更新拥堵事件eventj的事件信息：如果eventi与eventj有路段交集，采用eventi的信息覆盖eventj的信息；如果eventi与eventj存在上下游关系，则将eventi的信息叠加到eventj的信息上。
b)修改eventj的事件类型标识typej＝2。
b4.消散事件处理步骤，eventi为对eventj的消散事件，则对已有事件eexist中的拥堵事件eventj执行如下步骤：
a)更新拥堵事件eventj的事件信息：采用eventi的信息覆盖eventj的信息；
b)修改eventj的事件类型标识typej＝3。
b5.失效事件处理步骤，对失效事件eventj执行以下步骤：
a)如果eventj的事件类型标识typej＝2，则修改typej＝3，然后将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。
b)如果eventj的事件类型标识typej＝3，则修改typej＝4，然后将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。
c)如果eventj的事件类型标识typej＝4，则判断eventj的影响范围长度lenj是否大于dd，dd是拥堵事件最小有效长度。如果lenj≥dd，则将eventj的事件影响范围折半处理，只保留事件的原有影响范围的下游的那一半，然后更新事件eventj。否则，将事件eventj删除。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。