基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通运行状态评估技术领域，尤其涉及一种基于多源数据融合的高速 公路交通运行状态的评估方法。
【背景技术】
[0002] 交通运行状态的评估对道路交通的安全与效率具有重要影响。对交通运行状态进 行监测和预测，及时、准确的发现道路上存在的交通拥堵，一直是交通运行状态评估领域研 宄的焦点和难点，自上世纪六十年代以来，对高速公路交通运行状态的评估已成为动态交 通管理研宄领域的热点之一，并涌现了大量的成果。
[0003] 目前，对交通运行状态的评估的研宄，多依赖于固定式车辆检测器数据，但由于受 成本的限制，车检器的布设数量十分有限，则得到的车检器数据十分有限，而交通数据是进 行交通运行状态监测与预测的基础，所以，现有技术中，利用有限的车检器数据对交通运行 状态进行评估，使得交通状态监测与预测的经济性和空间覆盖范围受到了严重的影响，从 而无法及时、准确地发现道路上存在的交通拥堵，影响道路交通的安全与效率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估 方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] 一种基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1，获取基于多源数据的区间交通运行参数；
[0008] 步骤2,对所述基于多源数据的区间交通运行参数进行融合，得到融合的区间交通 运行参数；
[0009] 步骤3,利用区间交通运行状态指标体系和步骤2得到的融合的区间交通运行参 数，对区间交通运行状态进行评估，得到区间交通运行状态的评估结果；
[0010] 步骤4,利用断面交通运行状态指标体系和固定车检器的地点交通运行参数，对固 定车检器所在的断面交通运行状态进行评估，得到断面交通运行状态的评估结果；
[0011] 步骤5,利用步骤3得到的区间交通运行状态的评估结果和步骤4得到的断面交通 运行状态的评估结果，获取高速公路交通运行状态的评估结果。
[0012] 优选地，步骤1中，所述多源数据包括固定车检器数据、收费数据和浮动车数据。
[0013] 优选地，步骤1中，基于所述固定车检器数据的车检器断面间的区间交通运行参 数，利用元胞传输模型获取。
[0014] 优选地，步骤1中，基于所述收费数据的收费站点间的区间交通运行参数，通过对 所述收费数据进行统计获取。
[0015] 更优选地，需要统计的所述收费数据包括：出口收费站编号、出口车道编号、出口 时间、入口收费站编号、入口车道号、入口时间、车型、客货分类、收费操作类型和/或行驶 里程；所述对所述收费数据进行统计，具体为：对相同的出口时间段内具有相同的出口收 费站编号、入口收费站编号的车辆进行统计，获取收费站点间的区间车流量；通过如下公式 获取单一车辆的区间运行速度：
[0016] 区间运行速度=行驶里程八出口时间-入口时间）
[0017] 优选地，步骤1中，基于所述浮动车数据的路段区间交通运行参数，利用点到点的 地图匹配方法获取。
[0018] 具体地，所述点到点的地图匹配方法按照如下步骤进行实施：
[0019] 搜寻浮动车的行驶路径；
[0020] 在所述行驶路径中确定浮动车的物理位置；
[0021] 所述点到点的地图匹配方法输入的数据包括GPS位置点数据和GIS道路空间数 据。
[0022] 优选地，步骤2中，通过BP神经网络模型对所述基于多源数据的区间交通运行参 数进行融合。
[0023] 更优选地，所述BP神经网络模型由输入层、输出层和若干隐含层构成；
[0024] 所述输入层的输入数据包括：基于各种数据源的区间交通运行参数和样本数量；
[0025] 所述输出层的输出数据为融合后的区间交通运行参数。
[0026] 优选地，步骤5中，采用如下公式获取高速公路交通运行状态的评估结果：
[0027]
【主权项】
1. 一种基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其特征在于，包括如 下步骤： 步骤1，获取基于多源数据的区间交通运行参数； 步骤2,对所述基于多源数据的区间交通运行参数进行融合，得到融合的区间交通运行 参数； 步骤3,利用区间交通运行状态指标体系和步骤2得到的融合的区间交通运行参数，对 区间交通运行状态进行评估，得到区间交通运行状态的评估结果； 步骤4,利用断面交通运行状态指标体系和固定车检器的地点交通运行参数，对固定车 检器所在的断面交通运行状态进行评估，得到断面交通运行状态的评估结果； 步骤5,利用步骤3得到的区间交通运行状态的评估结果和步骤4得到的断面交通运行 状态的评估结果，获取高速公路交通运行状态的评估结果。
2. 根据权利要求1所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，步骤1中，所述多源数据包括固定车检器数据、收费数据和浮动车数据。
3. 根据权利要求2所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，步骤1中，基于所述固定车检器数据的车检器断面间的区间交通运行参数，利用 元胞传输模型获取。
4. 根据权利要求2所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，步骤1中，基于所述收费数据的收费站点间的区间交通运行参数，通过对所述收 费数据进行统计获取。
5. 根据权利要求4所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，需要统计的所述收费数据包括：出口收费站编号、出口车道编号、出口时间、入口 收费站编号、入口车道号、入口时间、车型、客货分类、收费操作类型和/或行驶里程；所述 对所述收费数据进行统计，具体为：对相同的出口时间段内具有相同的出口收费站编号、入 口收费站编号的车辆进行统计，获取收费站点间的区间车流量；通过如下公式获取单一车 辆的区间运行速度： 区间运行速度=行驶里程八出口时间-入口时间）
6. 根据权利要求2所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，步骤1中，基于所述浮动车数据的路段区间交通运行参数，利用点到点的地图匹 配方法获取。
7. 根据权利要求6所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，所述点到点的地图匹配方法按照如下步骤进行实施： 搜寻浮动车的行驶路径； 在所述行驶路径中确定浮动车的物理位置； 所述点到点的地图匹配方法输入的数据包括GPS位置点数据和GIS道路空间数据。
8. 根据权利要求1所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，步骤2中，通过BP神经网络模型对所述基于多源数据的区间交通运行参数进行 融合。
9. 根据权利要求8所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，其 特征在于，所述BP神经网络模型由输入层、输出层和若干隐含层构成； 所述输入层的输入数据包括：基于各种数据源的区间交通运行参数和样本数量； 所述输出层的输出数据为融合后的区间交通运行参数。
10.根据权利要求1所述的基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法， 其特征在于，步骤5中，采用如下公式获取高速公路交通运行状态的评估结果：
式中：一高速公路运行状态t时刻的评估结果； Λ⑴一第i种算法在t时刻的评估值； Wi(O-J),.⑴的权重。
【专利摘要】本发明公开了一种基于多源数据融合的高速公路交通运行状态的评估方法，涉及交通运行状态评估技术领域。本发明利用固定车检器数据，结合浮动车采集系统采集并积累的大量GPS数据，和高速公路收费系统采集并积累的大量的收费数据，对基于多源数据融合的高速公路交通运行状态进行评估，得到的高速公路交通运行状态的评估结果更加准确、覆盖面更广，可以弥补车检器布设不足的缺陷，完善路网监测范围和体系，可以实现及时、准确地发现道路上存在的交通拥堵，保证道路交通的安全与效率；而且，收费数据、浮动车数据都是基于现有的收费系统、浮动车GPS管理系统，数据额外采集成本为零，所以，使用本发明实施例提供的方法的经济性和推广前景良好。
【IPC分类】G08G1-01
【公开号】CN104658252
【申请号】CN201510071156
【发明人】张敖木翰, 张平, 曹剑东, 刘娜, 黄海涛
【申请人】交通运输部科学研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月10日