一种基于公交车载gps数据的城市道路交通状态判别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于公交车载GPS数据的城市道路交通状态判别方法。
【背景技术】
[0002] 城市道路交通状态判别是进行城市交通管理的重要依据，在城市交通信号控制、 交通流诱导、交通信息发布等方面具有广泛的应用。已有的城市道路交通状态判别技术可 以分为两类。一类是基于固定检测器数据的判别方法，它利用道路上布设的感应线圈检测 器、视频检测器获取机动车的运行速度，进而判别交通是处于顺畅、一般拥挤或者非常拥挤 的状态。另一类是利用出租车的车载GPS数据获取出租车运行速度，然后推测道路上的机 动车运行速度，进而判别交通状态。第一类方法需要布设大量检测器，不仅经济成本高， 而且交通数据检测误差大；第二类方法要求出租车上均安装有GPS设备，然而在我国许多 城市的出租车尚未达到这种条件，限制了该技术的应用；同时在出租车允许合乘的情况下 (如长春、哈尔滨等地），出租车实际状态与实际交通流运行状态存在较大差异，使检测数 据不稳定，无法用于城市交通状态判别。
[0003] 优先发展公共交通是缓解我国城市交通拥堵的重要手段。在我国许多城市公交车 上已经开始安装有GPS设备，能够实时采集每辆公交车的运行状态，包括经炜度、速度、方 向、海拔等数据，通过与电子地图匹配，可以获得公交车到达每个站点的时刻、离开每个站 点的时刻，进而推算得到公交车站点停靠时间、站间行程时间。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有方法技术经济成本高、交通数据检测误差大及检测 数据不稳定的问题，而提出了一种基于公交车载GPS数据的城市道路交通状态判别方法。
[0005] 上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 步骤一、计算公交车辆在其线路所途径道路的平均行程时间巧:;
[0007] 步骤二、计算公交车辆在其线路所途径道路上公交车站点平均总停靠时间
[0008] 步骤三、根据步骤一中的I和步骤二中的岛计算公交车在其线路所途径道路上各 公交车站点之间的平均行程时间馬?
[0009] 步骤四、根据步骤三中的i计算公交车辆线路所途径道路的交通流平均行程速度
[0010] 步骤五、根据步骤四中的，判断公交车辆线路所途径道路的交通流运行状态。
[0011] 发明效果
[0012] 采用本发明的一种基于公交车载GPS数据的城市道路交通状态判别方法，公交车 在站点间的路段上运行时，其运行状态与道路交通流运行状态存在密切关系。当交通流拥 堵时，公交车运行速度慢，反之公交车运行速度快，将安装有GPS设备的公交车当作浮动 车，利用公交车运行数据判别城市道路交通状态，在不增加硬件投入的情况下，充分挖掘可 以利用的交通资源，能够实时、稳定地获取所需基础交通数据，并进行道路交通状态判别， 适用于我国许多大中型城市，克服现有技术经济成本高、交通数据检测误差大及检测数据 不稳定的缺陷，提高城市交通管理水平，本发明对城市交通流实际平均行程时间的预测精 度较高，预测误差仅为5. 26 %，交通状态判别结果准确。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明流程图；
[0014] 图2为公交车辆运行图，L为公交车辆线路长度，单位为米，a为停靠站1，b为停 靠站2,c为停靠站j，d为停靠站J，e为公交车1，f?为公交车i，g为公交车I。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0015] 一：结合图1和图2说明本实施方式，一种基于公交车载GPS数据的 城市道路交通状态判别方法，其特征在于，一种基于公交车载GPS数据的城市道路交通状 态判别方法具体是按以下步骤进行的：
[0016] 步骤一、计算公交车辆在其线路所途径道路上的平均行程时间$
[0017] 步骤二、计算公交车辆在其线路所途径道路上公交车站点平均总停靠时间馬;
[0018] 步骤三、根据步骤一中的$和步骤二中的巧计算公交车在其线路所途径道路上 各公交车站点之间的平均行程时间為.1:
[0019] 步骤四、根据步骤三中的马计算公交车辆线路所途径道路的交通流平均行程速度 V:,
[0020] 步骤五、根据步骤四中的P判断公交车辆线路所途径道路的交通流运行状态。
[0021 ]
【具体实施方式】二、本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，所述步骤一中计算公 交车辆在其线路所途径道路上的平均行程时间g;具体过程为：
[0022] 第i辆公交车在道路上的平均行程时间1\为：
[0023] T1=t"-t'x (1)
[0024] 式中，T1单位为秒；
[0025] t';为第i辆公交车进入道路的时刻，单位为秒；
[0026] t"i为第i辆公交车驶离道路的时刻，单位为秒；
[0027] 设X分钟（X取值30分钟）内，一共有I辆公交车驶离其线路所途径道路，这I辆 公交车在其线路所途径道路上的平均行程时间5为：
[0029] 式中，苟单位为秒；i的取值范围为I<i<I，I为正整数，i为正整数。
[0030] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0031 ]
【具体实施方式】三、本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是，所述步骤二中计 算公交车辆在其线路所途径道路上公交车站点平均总停靠时间岛:;具体过程为：
[0032] 步骤二一、判断第i辆公交车进入其线路所途径道路上第j个公交站点时刻 d'lj;具体过程为：
[0033] 公交车载GPS设备以1秒为间隔采集公交车运行数据，包括经炜度、速度、方向、海 拔等数据，并将数据上传至公交管理中心，公交管理中心将GPS数据匹配至道路电子地图 上；当公交车i距离停靠站j在10米以内，且cTlS+2时刻的运行速度均小 于等于5km/h时，定义d' ^为公交车i进入停靠站j的时亥I」，d' #d' #1、d' ^+2时 刻单位为秒，i为正整数，j为正整数；
[0034] 步骤二二、判断第i辆公交车驶离其线路所途径道路上第j个公交站点时刻 d" 1];具体过程为：
[0035] 当第i辆公交车距离停靠站j在10米以内，且d"yd" ^+Ud" ^+2时刻的运行 速度均大于5km/h时，定义d"u为公交车i驶离停靠站j的时刻，d"ipd"u+Ud" ^+2 时刻单位为秒，i为正整数，j为正整数；
[0036] 步骤二三、计算所有公交车在其线路所途径道路的所有站点的平均总停靠时间；
[0037] 第i辆公交车在道路上第j个公交站点的停靠时间Dlj为：
[0038] Dlj=d"1-d,lS (3)
[0039] 式中：Dlj单位为秒；
[0040] 第i辆公交车在其线路所途径道路上所有公交站点的总停靠时间为D1S:
[0042] 式中J为道路上交通流单向运行方向的公交车站点总数；
[0043] Di单位为秒；
[0044] 设X分钟内，一共有I辆公交车驶离其线路所途径道路，这I辆公交车在其线路所 途径道路上所有站点平均总停靠时间恩为：
[0046] 式中：岛单位为秒。
[0047] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0048]
【具体实施方式】四、本实施方式与【具体实施方式】一、二或三不同的是，所述步骤三中 根据步骤一中的T1和步骤二中的Di计算公交车在其线路所途径道路上各公交车站点之间 的平均行程时间;具体过程为：
[0049] I辆公交车在其线路所途径道路上各公交车站点之间的平均行程时间4为：
[0050] A1 =T1 -Di (6. )
[0051] 式中：4单位为秒。
[0052] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一、二或三相同。
【具体实施方式】 [0053] 五、本实施方式与一、二、三或四不同的是，所述步骤 四中根据步骤三中的為计算公交车辆线路所途径道路的交通流平均行程速度F;具体过程 为：
[0054] 公交车辆在其线路所途径道路上交通流平均运行速度为I7为：
[0055] W二UATT (?)
[0056] 式中：L为道路的长度，单位为米；
[0057] ATT为交通流在道路上的平均行程时间，计算方法为：
[0058] .4^ = 0.837^^1/-3.5891 (8;
[0059] 式中：?单位为秒；
[0060] ATT单位为秒。
[0061 ] 其它步骤及参数与【具体实施方式】一、二、三或四相同。
【具体实施方式】 [0062] 六、本实施方式与一、二、三、四或五不同的是，所述步 骤五中根据步骤四中的;T判断公交车辆线路所途径道路的交通流运行状态；具体过程为：
[0063] 当F大于等于8. 3m/s时，道路处于顺畅交通状态；
[0064] 当r大于等于5. 6m/s、小于8. 3m/s时，道路处于一般拥挤交通状态；
[0065] 当F小于5.