CN103116983B - 一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，属于插电式混合动力客车控制技术领域。本发明利用插电式混合动力客车上搭载的GPS装置、车载信息单元等设备，完成插电式混合动力公交车线路交通信息的获取，获取成本较低。由于固定城市公交线路某天某时段以及线路中各个路段的交通信息是具有统计规律的，通过记录车辆运行信息并更新近期历史交通信息，进一步统计分析近期历史交通信息，就可以获取该公交线路的交通信息规律，即各时段各路段的路况信息，为插电式混合动力公交车运行中控制策略的自适应调整提供可靠依据，实现插电式混合动力公交车的全局能量优化分配。

Description

一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法

技术领域

本发明涉及一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，属于插电式混合动力客车控制技术领域。

背景技术

在国内各大中小城市的示范运营的插电式混合动力公交客车的整车能量分配策略都是固定不变的，其配置的动力电池容量只能覆盖每天公交路程的60％-70％，剩下的公交工况仍由发动机提供动力，固定不变的策略难以使电能在整个线路上合理分配，例如在拥堵路段电量已耗尽到电池荷电值下限而只能采用发动机驱动，车辆频繁的启停导致油耗和污染物排放的增加，整车燃油经济性得不到保障。

如果能使插电式混合动力公交客车的电能在整个线路上合理分配，尽可能使发动机工作在高效区，低速以及怠速等发动机低效区域则使用动力电池，使得电池电量合理消耗，就能够提高燃油经济性，减少燃油消耗和污染物排放。要实现全局能量优化分配的目标，就需要获取公交线路的道路工况。城市公交车具有线路固定、周期性强等特点，某固定城市公交线路某天某时段以及线路中各个路段的交通信息是具有统计规律的，即某固定线路某路段在每天同时刻内的交通拥堵程度大致相同，这使获取公交线路未来道路工况具有了可行性。

由于目前的混合动力公交车不具备提取线路交通信息规律的能力，因此获取公交线路道路工况的方法是人工跟车采集运行数据，而人工跟车统计线路交通信息，需要耗费大量时间人力物力，并且获取的公交线路道路工况固定不变，而实际中随着时间变化、城市建设等，公交线路道路工况不可避免的发生变化，导致获取的公交线路道路工况失真。

发明内容

本发明的目的是提出一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，采用自动记录、更新、分析公交车运行信息的方法，以克服人工采集方法的诸多缺点，利用插电式混合动力公交客车上搭载的GPS装置，并借助数字公交线路图、车载信息单元等装置，实现公交车线路交通信息的采集，降低数据采集成本。

本发明提出的获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，包括以下步骤：

(1)根据存储插电式混合动力公交车线路的数字地图，将公交车线路上距交通灯距离为r的点记为影响点，按照数字地图上车站、影响点和交通灯在公交车线路上的分布，将公交车线路分成站间路段、站灯路段和交通灯影响路段，其中站间路段为两个车站之间的路段，站灯路段为车站到影响点之间的路段，交通灯影响路段为影响点到交通灯之间的路段，分别计算各路段的距离；

(2)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行数据，并对记录数据进行处理，包括以下步骤：

(2-1)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行的运行数据，包括：公交车位置、与该公交车位置相对应的时间、与该公交车位置相对应的车速以及与该公交车位置相对应的动力电池的荷电值；

(2-2)本次单程运行结束后，根据步骤(2-1)中记录的运行数据，计算公交车线路上各路段的平均车速，即各路段的路程与通过该路段所用时间之比；

(2-3)记录本次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(2-4)将步骤(2-1)记录的运行数据清除；

(2-5)重复步骤(2-1)-(2-4)，记录当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(3)对上述步骤(2-5)的运行数据进行处理，包括以下步骤：

(3-1)对当日运行数据记录的有效性进行判断，若当日为节假日、雨雪天气、严重堵车、发生车祸或车辆故障，则认定当日运行数据记录为无效记录，进行步骤(3-5)，若当日为正常运行，则认定当日运行数据记录为有效记录，进行步骤(3-2)；

(3-2)对当日的状态进行判断，若当日为工作日，则进行步骤(3-3)，若当日为休息日，则进行步骤(3-4)；

(3-3)在历史交通信息中保存设定工作日天数M的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中设定工作日天数M中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-3-1)对M天中的拥堵时段和畅通时段进行划分，过程如下：

(3-3-1-1)用当日每次单程运行的起始时间和结束时间分别覆盖M天中的最前一天的每次单程运行的起始时间和结束时间；

(3-3-1-2)设定一个单程运行所需的时间阈值，分别根据上述覆盖后的M天中每次单程运行的起始时间和结束时间，对每次单程运行所需的时间进行判断，若每次单程运行时间大于设定的时间阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为拥堵时段，若每次单程运行时间小于或等于设定的阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为畅通时段；

(3-3-2)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的拥堵时段，更新拥堵时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-2-1)设定第一荷电阈值、第一比例上限阀值和第一比例下限阀值，用当日拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第一荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第一荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于或等于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于第一比例下限阀值且小于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天拥堵时段内单程运行总次数之比小于或等于第一比例下限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-2-2)根据当日拥堵时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日拥堵时段内各路段的日平均车速，即拥堵时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与拥堵时段内运行次数之比；用当日拥堵时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的拥堵时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-2-3)根据步骤(3-3-2-1)和步骤(3-3-2-2)的认定和计算结果，判断当日拥堵时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日拥堵时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁加1，若当日拥堵时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的拥堵时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₁不变，若当日拥堵时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-2-2)得到的覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₁个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-3-3)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的畅通时段，更新畅通时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-3-1)设定第二荷电阈值、第二比例上限阀值和第二比例下限阀值，用当日畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第二荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第二荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于或等于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于第二比例下限阀值且小于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比小于或等于第二比例下限阀值，则认定畅通时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-3-2)根据当日畅通时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日畅通时段内各路段的日平均车速，即畅通时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与畅通时段内运行次数之比；用当日畅通时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的畅通时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中畅通时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-3-3)根据步骤(3-3-3-1)和步骤(3-3-3-2)的认定和计算结果，判断当日畅通时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日畅通时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂加1，若当日畅通时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的畅通时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₂不变，若当日畅通时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-3-2)得到的覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日畅通时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₂个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-4)在历史交通信息中保存设定休息日天数N的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中N天中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-4-1)设定第三荷电阈值、第三比例上限阀值和第三比例下限阀值，用当日每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中N个休息日中最前一天的每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中N个休息日内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第三荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第三荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于或等于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于第三比例下限阀值且小于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比小于或等于第三比例下限阀值，则认定休息日时段的荷电值为提前耗尽；

(3-4-2)根据当日每次单程运行的各路段平均车速，计算当日各路段的日平均车速，即每次单程运行的各路段的平均车速之和与运行次数之比；用当日各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中N个休息日中最早一天的各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中N个休息日中各路段的日平均车速，计算覆盖后的N个休息日内各路段的历史平均车速，即覆盖后的N个休息日中各路段的日平均车速之和与N之比；

(3-4-3)根据步骤(3-4-1)和步骤(3-4-2)的认定和计算结果，判断当日各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日的荷电值为富余，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃加1，若当日的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的休息日时段路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₃不变，若当日的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-4-2)得到的覆盖后的N个休息日中各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日休息日时段内N₃个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-5)清除步骤(2-5)中记录的当日每次运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速。

本发明提出的获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，其优点是，本发明利用插电式混合动力客车上搭载的GPS装置、车载信息单元等设备，就可以完成插电式混合动力公交车线路交通信息的获取，获取成本较低。由于固定城市公交线路某天某时段以及线路中各个路段的交通信息是具有统计规律的，通过记录车辆运行信息并更新近期历史交通信息，进一步统计分析近期历史交通信息，就可以获取该公交线路的交通信息规律，即各时段各路段的路况信息，为插电式混合动力公交车运行中控制策略的自适应调整提供可靠依据，实现插电式混合动力公交车的全局能量优化分配。

附图说明

图1是本发明方法中公交线路路段分割示意图；

图2是本发明方法中步骤(2)的流程示意图；

图3是本发明方法中步骤(3)的流程示意图；

图4是本发明方法中步骤(3-3-1)的流程示意图；

图5是本发明方法中步骤(3-3-2-1)的流程示意图；

图6是本发明方法中步骤(3-3-2-2)的流程示意图；

图7是本发明方法中步骤(3-3-2-3)的流程示意图；

图8是本发明方法中根据路况信息指导插电式混合动力公交车运行的流程示意图。

具体实施方式

本发明提出的获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，包括以下步骤：

(1)如图1所示，根据存储插电式混合动力公交车线路的数字地图，将公交车线路上距交通灯L距离为r的点记为影响点P，按照数字地图上车站S、影响点P和交通灯L在公交车线路上的分布，将公交车线路分成站间路段、站灯路段和交通灯影响路段，其中站间路段为两个车站之间的路段，如车站S₀与车站S₁之间的路段R₁，站灯路段为车站到影响点之间或交通灯到车站之间的路段，如车站S₁到影响点P₁之间的路段R₂或交通灯L₁到车站S₂之间的路段R₃，交通灯影响路段为影响点到交通灯之间的路段，如影响点P₁到交通灯L₁之间的路段r₁，分别计算各路段的距离；

(2)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行数据，并对记录数据进行处理，其流程示意图如图2所示，包括以下步骤：

(2-1)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行的运行数据，包括：公交车位置、与该公交车位置相对应的时间、与该公交车位置相对应的车速以及与该公交车位置相对应的动力电池的荷电值；

(2-2)本次单程运行结束后，根据步骤(2-1)中记录的运行数据，计算公交车线路上各路段的平均车速，即各路段的路程与通过该路段所用时间之比；

(2-3)记录本次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(2-4)将步骤(2-1)记录的运行数据清除；

(2-5)重复步骤(2-1)-(2-4)，记录当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(3)对上述步骤(2-5)的运行数据进行处理，其流程示意图如图3所示，包括以下步骤：

(3-1)对当日运行数据记录的有效性进行判断，若当日为节假日、雨雪天气、严重堵车、发生车祸或车辆故障，则认定当日运行数据记录为无效记录，进行步骤(3-5)，若当日为正常运行，则认定当日运行数据记录为有效记录，进行步骤(3-2)；

(3-2)对当日的状态进行判断，若当日为工作日，则进行步骤(3-3)，若当日为休息日，则进行步骤(3-4)；

(3-3)在历史交通信息中保存设定工作日天数M的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中设定工作日天数M中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-3-1)对M天中的拥堵时段和畅通时段进行划分，如图4的流程示意图所示，过程如下：

(3-3-1-1)用当日每次单程运行的起始时间和结束时间分别覆盖M天中的最前一天的每次单程运行的起始时间和结束时间；

(3-3-1-2)设定一个单程运行所需的时间阈值，分别根据上述覆盖后的M天中每次单程运行的起始时间和结束时间，对每次单程运行所需的时间进行判断，若每次单程运行时间大于设定的时间阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为拥堵时段，若每次单程运行时间小于或等于设定的阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为畅通时段；

(3-3-2)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的拥堵时段，更新拥堵时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-2-1)如图5的流程示意图所示，设定第一荷电阈值、第一比例上限阀值和第一比例下限阀值，用当日拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第一荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第一荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于或等于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于第一比例下限阀值且小于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天拥堵时段内单程运行总次数之比小于或等于第一比例下限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-2-2)如图6的流程示意图所示，根据当日拥堵时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日拥堵时段内各路段的日平均车速，即拥堵时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与拥堵时段内运行次数之比；用当日拥堵时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的拥堵时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-2-3)如图7的流程示意图所示，根据步骤(3-3-2-1)和步骤(3-3-2-2)的认定和计算结果，判断当日拥堵时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日拥堵时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁加1，若当日拥堵时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的拥堵时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₁不变，若当日拥堵时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-2-2)得到的覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₁个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-3-3)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的畅通时段，更新畅通时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-3-1)设定第二荷电阈值、第二比例上限阀值和第二比例下限阀值，用当日畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第二荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第二荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于或等于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于第二比例下限阀值且小于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比小于或等于第二比例下限阀值，则认定畅通时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-3-2)根据当日畅通时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日畅通时段内各路段的日平均车速，即畅通时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与畅通时段内运行次数之比；用当日畅通时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的畅通时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中畅通时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-3-3)根据步骤(3-3-3-1)和步骤(3-3-3-2)的认定和计算结果，判断当日畅通时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日畅通时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂加1，若当日畅通时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的畅通时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₂不变，若当日畅通时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-3-2)得到的覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日畅通时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₂个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-4)在历史交通信息中保存设定休息日天数N的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中N天中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-4-1)设定第三荷电阈值、第三比例上限阀值和第三比例下限阀值，用当日每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中N个休息日中最前一天的每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中N个休息日内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第三荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第三荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于或等于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于第三比例下限阀值且小于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比小于或等于第三比例下限阀值，则认定休息日时段的荷电值为提前耗尽；

(3-4-2)根据当日每次单程运行的各路段平均车速，计算当日各路段的日平均车速，即每次单程运行的各路段的平均车速之和与运行次数之比；用当日各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中N个休息日中最早一天的各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中N个休息日中各路段的日平均车速，计算覆盖后的N个休息日内各路段的历史平均车速，即覆盖后的N个休息日中各路段的日平均车速之和与N之比；

(3-4-3)根据步骤(3-4-1)和步骤(3-4-2)的认定和计算结果，判断当日各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日的荷电值为富余，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃加1，若当日的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的休息日时段路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₃不变，若当日的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-4-2)得到的覆盖后的N个休息日中各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日休息日时段内N₃个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-5)清除步骤(2-5)中记录的当日每次运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速。

(3-6)根据上述机器自学习方法得出的工作日拥堵时段、工作日畅通时段、休息日时段三种情况下各路段路况等级信息，指导下一日公交车的运行，其流程示意图如图8所示。

Claims (1)

1.一种获取插电式混合动力公交车线路交通信息的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)根据存储插电式混合动力公交车线路的数字地图，将公交车线路上距交通灯距离为r的点记为影响点，按照数字地图上车站、影响点和交通灯在公交车线路上的分布，将公交车线路分成站间路段、站灯路段和交通灯影响路段，其中站间路段为两个车站之间的路段，站灯路段为车站到影响点之间的路段，交通灯影响路段为影响点到交通灯之间的路段，分别计算各路段的距离；

(2)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行数据，并对记录数据进行处理，包括以下步骤：

(2-1)实时记录插电式混合动力公交车的单程运行的运行数据，包括：公交车位置、与该公交车位置相对应的时间、与该公交车位置相对应的车速以及与该公交车位置相对应的动力电池的荷电值；

(2-2)本次单程运行结束后，根据步骤(2-1)中记录的运行数据，计算公交车线路上各路段的平均车速，即各路段的路程与通过该路段所用时间之比；

(2-3)记录本次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(2-4)将步骤(2-1)记录的运行数据清除；

(2-5)重复步骤(2-1)-(2-4)，记录当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速；

(3)对上述步骤(2-5)的运行数据进行处理，包括以下步骤：

(3-1)对当日运行数据记录的有效性进行判断，若当日为节假日、雨雪天气、严重堵车、发生车祸或车辆故障，则认定当日运行数据记录为无效记录，进行步骤(3-5)，若当日为正常运行，则认定当日运行数据记录为有效记录，进行步骤(3-2)；

(3-2)对当日的状态进行判断，若当日为工作日，则进行步骤(3-3)，若当日为休息日，则进行步骤(3-4)；

(3-3)在历史交通信息中保存设定工作日天数M的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中设定工作日天数M中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-3-1)对M天中的拥堵时段和畅通时段进行划分，过程如下：

(3-3-1-1)用当日每次单程运行的起始时间和结束时间分别覆盖M天中的最前一天的每次单程运行的起始时间和结束时间；

(3-3-1-2)设定一个单程运行所需的时间阈值，分别根据上述覆盖后的M天中每次单程运行的起始时间和结束时间，对每次单程运行所需的时间进行判断，若每次单程运行时间大于设定的时间阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为拥堵时段，若每次单程运行时间小于或等于设定的阈值，则认定与该次单程运行的起始时间和结束时间相对应的时段为畅通时段；

(3-3-2)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的拥堵时段，更新拥堵时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-2-1)设定第一荷电阈值、第一比例上限阀值和第一比例下限阀值，用当日拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第一荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第一荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于或等于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中拥堵时段内单程运行总次数之比大于第一比例下限阀值且小于第一比例上限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第一荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天拥堵时段内单程运行总次数之比小于或等于第一比例下限阀值，则认定拥堵时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-2-2)根据当日拥堵时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日拥堵时段内各路段的日平均车速，即拥堵时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与拥堵时段内运行次数之比；用当日拥堵时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的拥堵时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中拥堵时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-2-3)根据步骤(3-3-2-1)和步骤(3-3-2-2)的认定和计算结果，判断当日拥堵时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日拥堵时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁加1，若当日拥堵时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的拥堵时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₁不变，若当日拥堵时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的拥堵时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₁减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-2-2)得到的覆盖后的M天中拥堵时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₁个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-3-3)根据步骤(2-5)中记录的当日每次单程运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速，以及步骤(3-3-1-2)中划分的畅通时段，更新畅通时段各路段的运行数据，包括以下步骤：

(3-3-3-1)设定第二荷电阈值、第二比例上限阀值和第二比例下限阀值，用当日畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中M天中最前一天的畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第二荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第二荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于或等于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比大于第二比例下限阀值且小于第二比例上限阀值，则认定畅通时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第二荷电阈值的运行次数与覆盖后的M天中畅通时段内单程运行总次数之比小于或等于第二比例下限阀值，则认定畅通时段的荷电值为提前耗尽；

(3-3-3-2)根据当日畅通时段内每次单程运行的各路段平均车速，计算当日畅通时段内各路段的日平均车速，即畅通时段内每次单程运行的各路段的平均车速之和与畅通时段内运行次数之比；用当日畅通时段内各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中M天中最早一天的畅通时段内各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中M天中畅通时段内各路段的日平均车速，计算覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速，即覆盖后的M天中畅通时段内各路段的日平均车速之和与M之比；

(3-3-3-3)根据步骤(3-3-3-1)和步骤(3-3-3-2)的认定和计算结果，判断当日畅通时段各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日畅通时段的荷电值为富余，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂加1，若当日畅通时段的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的畅通时段内路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₂不变，若当日畅通时段的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的畅通时段内路况信息中拥堵路况的路段数目N₂减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-3-3-2)得到的覆盖后的M天中畅通时段内各路段的历史平均车速大小，以及上述当日畅通时段内拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日拥堵时段内N₂个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-4)在历史交通信息中保存设定休息日天数N的运行数据，用当日的运行数据覆盖历史交通信息中N天中最前一天的运行数据，并进行处理，包括以下步骤：

(3-4-1)设定第三荷电阈值、第三比例上限阀值和第三比例下限阀值，用当日每次单程运行的动力电池剩余荷电值覆盖历史交通信息中N个休息日中最前一天的每次单程运行的动力电池剩余荷电值；将覆盖后的历史交通信息中N个休息日内每次单程运行的动力电池剩余荷电值与第三荷电阈值进行比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值小于第三荷电阈值，则保持单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数不变，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值，则将单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的次数加1，并作进一步比较，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于或等于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为富余，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比大于第三比例下限阀值且小于第三比例上限阀值，则认定休息日时段的荷电值为耗尽，若单程运行的动力电池剩余荷电值大于或等于第三荷电阈值的运行次数与覆盖后的N个休息日内单程运行总次数之比小于或等于第三比例下限阀值，则认定休息日时段的荷电值为提前耗尽；

(3-4-2)根据当日每次单程运行的各路段平均车速，计算当日各路段的日平均车速，即每次单程运行的各路段的平均车速之和与运行次数之比；用当日各路段的日平均车速覆盖历史交通信息中N个休息日中最早一天的各路段的日平均车速；根据覆盖后的历史交通信息中N个休息日中各路段的日平均车速，计算覆盖后的N个休息日内各路段的历史平均车速，即覆盖后的N个休息日中各路段的日平均车速之和与N之比；

(3-4-3)根据步骤(3-4-1)和步骤(3-4-2)的认定和计算结果，判断当日各路段的路况状态，包括拥堵路况和畅通路况，若当日的荷电值为富余，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃加1，若当日的荷电值为耗尽，则在历史交通信息的休息日时段路况信息中保持拥堵路况的路段数目N₃不变，若当日的荷电值为提前耗尽，则将历史交通信息的休息日时段路况信息中拥堵路况的路段数目N₃减1；将公交车线路上为交通灯影响路段的路况状态认定为交通灯影响路况，按照步骤(3-4-2)得到的覆盖后的N个休息日中各路段的历史平均车速大小，以及上述当日拥堵路况的路段数目和畅通路况的路段数目，将当日休息日时段内N₃个历史平均车速最小的站间路段或站灯路段相对应的路况状态认定为拥堵路况，将剩余的站间路段或站灯路段的路况状态认定为畅通路况；

(3-5)清除步骤(2-5)中记录的当日每次运行的运行起始时间、运行结束时间、运行起始时间的荷电值、运行结束时间的荷电值以及各路段的平均车速。