CN103366560B - 一种道路交通运行状态跟车探测方法、系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路交通运行状态跟车探测方法，包括：自动采集车辆在行驶过程中的位置、速度和驾驶操作行为，以及通过无线通信实时自动接收车辆所行驶的道路交通控制信号信息、交通信息中心发布的道路交通状态信息。其探测系统，包括：车载处理单元、车载系统外设和应用数据支持。系统逻辑模块包括：基础数据处理模块、事件识别模块、数据记录模块及手动输入操作界面。可将其探测到的道路交通运行状态用以评价交通状态发布值准确度、交通信号协调控制效果等智能交通领域。相对于现有以人工观察和记录评价方式，本发明提供精细度更高、覆盖面更广、各个数据源匹配度更高以及更客观的观测数据，同时大大减少人工观测和记录工作量。

Description

一种道路交通运行状态跟车探测方法、系统及应用

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及道路交通运行状态探测技术领域，更具体地说，涉及道路交通运行状态跟车探测系统和方法。

背景技术

通过信息手段获取道路交通运行状态可为出行者提供有效的出行信息，同时可为交通管理部门提供可靠的信息支撑。目前，各大中城市都建立了智能交通系统(IntelligentTransportSystem，ITS)平台，并配备了大量基于出租车或公交车的浮动车设备，以及线圈、地磁棒、视频等交通信息检测设备，其采集到的道路交通运行状态数据的应用主要可分为以下两个方面：

(1)交通信息发布服务

将上述设施采集到的车速、道路占有率、事故信息、道路管制等数据与地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)结合，通过ITS平台，发布道路拥挤程度、行程时间估计、事故、路径推荐等交通信息，为普通出行者提供可靠有效的出行信息，为交警等交通管理者发现当前交通瓶颈，掌控整个城市交通态势提供信息支撑。

(2)交通管理与控制

交警等交通管理部门可根据采集到的道路交运行状态，实施若干交通管理与控制措施，例如快速路匝道开放与关闭，信号配时方案调节等。

对于交通信息发布服务，需要对其发布信息的准确性进行测试评价。目前，主要的测试方式为人工视频观察或人工跟车记录。通过对比系统发布的道路状态和实际观察到的交通状态，评价交通信息发布的准确性。

对于交通管理与控制，尤其是进行绿波控制等协调控制，不仅需要采集到路段平均车速、排队长度等信息作为协调控制参数，还需要对协调控制的效果进行评价。目前的采集和测试方式主要为人工跟车记录探测车进入/离开路段时间、是否停车、排队长度等信息。

由于大量采用人工记录，以及采用系统自身数据进行结果评价(例如线圈数据既被用来估算交通拥堵状态，又被用来评价交通状态发布结果的准确性)等现象。目前的测试评价方式在时空覆盖面、数据精细程度和评价结果客观性上均存在一定局限性。

发明内容

本发明针对交通信息发布服务和交通管理与控制的测试评价需求，将GIS信息、交通信息发布平台信息、交通信号控制状态信息、车载GPS信息、探测车自身控制总线(ControlNetworkArea，CAN)信息进行融合，提出一种数据精细程度高、自动记录的道路交通运行状态跟车探测系统和方法。本发明的核心思想在于，自动采集车辆在行驶过程中的位置、速度和驾驶操作行为，以及通过无线通信实时自动接收车辆所行驶的道路交通控制信号信息、交通信息中心发布的道路交通状态信息(如电子地图上以“红黄绿”表示的道路拥堵状态、城市快速路上发布的行程时间预测信息等)，对车辆所经过的道路交通运行状态进行评价；特别地，进一步可通过本发明自动采集到的高精度车辆行驶信息，对城市信号控制效果以及交通信息发布准确度等进行评价，以改变通过人工记录来评价道路交通运行状态在时空覆盖面、数据精细程度和评价结果客观性上的局限性。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种道路交通运行状态跟车探测方法，包括：自动采集车辆在行驶过程中的位置、速度和驾驶操作行为，以及通过无线通信实时自动接收车辆所行驶的道路交通控制信号信息、交通信息中心发布的道路交通状态信息。

进一步，包括：基础数据处理方法、应用数据接入方法、事件识别方法、即时评估方法和数据记录方法；

所述基础数据处理方法，包括GPS接入与地图匹配方法、车辆总线数据接入与处理方法；或，

所述应用数据接入方法，包括向交通信息中心获取交通状态发布值、交通信号控制状态的频率、数据形式；或，

所述事件识别方法，包括停车识别、起步识别、转向识别，过停车线识别、排队长度识别；或，

所述即时评估方法，包括单车行驶状态统计分析方法，基于探测车数据的交通状态准确度评价方法和协调控制效果评价方法；或，

所述数据记录方法，包括车辆行驶轨迹全息记录方法，停车记录，异常记录。

实现上述方法的道路交通运行状态跟车探测系统，包括：车载处理单元、车载系统外设和应用数据支持。

系统逻辑模块包括：基础数据处理模块、事件识别模块、数据记录模块及手动输入操作界面。

所述车载处理单元包括车载服务器、操作界面、声音提示模块、GIS数据库和应用数据库；或，

所述车载系统外设包括GPS接收机和车辆控制总线接口，通过R232串口或USB与车载处理单元传输数据；进一步，传输数据包括：探测车实时经纬度、探测车行驶方向、车速、探测车发动机转速、档位、探测车转向信息及其他可从GPS接收机和探测车控制总线导出数据；或，

所述应用数据支持，包括交通信息发布平台数据和交通信号控制状态数据，通过3G网络或专用短程无线通信技术与车载处理单元通信，传输数据包括：探测车所在路段交通拥挤状态发布值、当前路口交通信号控制相位/时间，以及其它待测试评价的交通信息数据。

所述基础数据处理模块，包括：车辆位置、行驶方向数据提取；车道级地图数据提取；车辆控制总线数据提取，从探测车内部直接读取精确度高的速度、发动机转速、转向灯等信息；基础数据模块将上述信息与待测试评价的交通状态信息、信号控制信息进行匹配和整合，供系统其它模块使用；或，

所述事件识别模块，包括：探测车自身行为识别，即探测车在驾驶过程中的停车、起步、转向、换挡等实现过程不需要参考除探测车自身以外其它事物的事件识别；道路相关事件识别，即驶过停车线、排队长度、二次停车等需要参考道路环境的事件识别；或，

所述手动输入操作界面，本模块功能是在GPS信号不良、与中心通信故障等异常情况下不能自动识别事件时，由车载电脑的操作界面人工输入事件，以保证系统正常运行；或，

所述数据记录模块，包括：全息自动记录，高频定周期自动记录系统运行过程中探测车所处位置、速度、转向状态、发动机转速等若干可反映车辆行驶状态的数据，使用该记录可对车辆行驶过程进行完整的数据回放；停车记录，根据探测到的停车事件，记录每次停车的具体情况；异常记录，对系统异常和道路交通运行状态异常进行人工记录；测试评价数据记录，即记录即时评估模块中的结果数据。

还包括即时评估模块：在探测系统运行过程中，根据事件，对探测车此前驶过一个路段或GIS地图上最小原子段的数据进行统计分析，实时评价交通状态准确度、协调控制效果等待测试评价的数据。

上述方法或系统的应用，包括：通过自动采集到的高精度车辆行驶信息，将其探测到的道路交通运行状态用以评价交通状态发布值准确度、交通信号协调控制效果、公交车工况评价等智能交通领域。

所述交通状态发布值准确度评价：识别到通过原子段/路段事件后，计算在该原子段/路段上的平均车速，并利用该平均车速及停车记录综合判定交通状态，记录进入原子段/路段时刻全息数据ID，离开原子段/路段时刻全息数据ID，原子段/路段ID，平均车速，停车时间，系统发布状态，探测车判定交通状态；

通过对比系统发布状态和探测车判定交通状态即可对交通状态发布值准确定进行初步计算；在跟车探测结束后，从全息记录中调取车辆行驶记录，通过更多的数据分析，所述数据分析包括行驶过程档位分布、发动机转速分布、停车次数/持续时间、排队长度等信息进行更全面的交通状态发布值准确度评价。

附图说明

图1本发明实施例道路运行状态跟车探测系统组成。

图2本发明实施例系统逻辑结构与运行流程。

图3本发明实施例交通状态准确度评价实施例系统运行流程。

图4本发明实施例某次交叉口通行数据。

具体实施方式

本发明的第一方面，道路交通运行状态跟车探测系统，包括：

车载处理单元，即道路交通运行状态跟车探测系统中进行数据处理、数据储存、操作界面显示、信息提示的物理设备、软件程序及数据库，包括车载服务器、系统应用程序、操作界面、声音提示模块、GIS数据库和应用数据库。

车载系统外设，即道路交通运行状态跟车探测系统中与车载处理单元物理连接的其他设备，包括GPS接收机、车辆自身控制总线CAN接口、陀螺仪、以及天线等，通过R232串口或USB与车载处理单元传输数据。传输数据包括：探测车实时经纬度、探测车行驶方向、车速、探测车发动机转速、档位、探测车转向信息及其他可从GPS接收机和探测车控制总线导出的数据。

应用数据支持，即道路交通运行状态跟车探测系统中从城市交通控制中心获取到的数据以及控制中心储存、发送这些数据的硬件设备。获取数据包括交通信息发布平台数据和交通信号控制状态数据，通过3G网络或专用短程无线通信技术(DetectedShortRangeCommunication，DSRC)与车载处理单元通信。传输数据包括：探测车所在路段交通拥挤状态发布值、当前路口交通信号控制相位/时间，以及其他待测试评价的交通信息数据。

上述车载处理单元、车载系统外设和应用数据支持组成道路交通运行状态跟车探测系统，车载处理单元与车载系统外设通过有线方式连接。应用数据支持通过无线方式，从城市交通信息中心发出，经由车载系统外设中的天线，与车载处理单元通信。上述连接使得车载处理单元能够同时获取本车行驶信息和交通信息中心所发布的城市交通状态信息，并利用本车信息验证交通信息中心所发布的城市交通状态信息是否准确。

道路交通运行状态跟车探测系统组成参见图1.

参见图2，将系统进行逻辑划分，逻辑模块及相互关系描述如下：

基础数据处理模块，包括：GPS数据提取，从GPS接收机获取探测车所在经纬度、行驶方向等信息，其中，行驶方向、车辆加速度信息的获取可由电子陀螺仪代替；GIS数据提取，从车载处理单元的GIS数据库中获取探测车当前所行驶的路段名、路段长度、路段起始点经纬度、路段车道渠化方式等信息；CAN数据提取，从探测车内部直接读取精确度高的速度、发动机转速、转向灯等信息。基础数据模块将上述信息与待测试评价的交通状态信息、信号控制信息进行匹配和整合，供系统其他模块使用。

事件识别模块，包括：探测车自身行为识别，即探测车在驾驶过程中的停车、起步、转向、换挡等实现过程不需要参考除探测车自身以外其他事物的事件识别；道路相关事件识别，即驶过停车线、排队长度(距离)、二次停车等需要参考道路环境的事件识别。本模块运行时识别的结果统称为“事件”。

手动输入操作界面，本模块功能是在GPS信号不良、与中心通信故障等异常情况下不能自动识别事件时，由车载电脑的操作界面人工输入事件，以保证系统正常运行。

即时评估模块，在探测系统运行过程中，根据事件，对探测车此前驶过一个路段或GIS地图上最小原子段的数据进行统计分析，实时评价交通状态准确度、协调控制效果等待测试评价的数据。

数据记录模块，包括：全息自动记录，高频定周期自动记录系统运行过程中探测车所处位置、速度、转向状态、发动机转速等若干可反映车辆行驶状态的数据，使用该记录可对车辆行驶过程进行完整的数据回放；停车记录，根据探测到的停车事件，记录每次停车的具体情况；异常记录，对系统异常和道路交通运行状态异常进行人工记录；测试评价数据记录，即记录即时评估模块中的结果数据。

本发明的第二方面，道路交通运行状态跟车探测方法，包括：

1.基础数据处理方法，包括GPS接入与匹配方法、CAN数据接入与处理方法。

GPS接入与匹配方法为，通过串口或USB读取GPS接收机的位置信息，并将所获取到的经纬度与GIS地图经纬度进行匹配，通过搜索并找出GIS地图上距某一时刻获取到的GPS点垂直距离最短的路段，即认为车辆在这个时刻位于该路段。

CAN数据接入方法为，通过串口或USB连接车载处理单元和车辆控制总线，并通过车载处理单元向CAN发出指令，由CAN返回对应结果。发出的指令一般包括：获取当前速度、获取当前发动机转速、获取当前方向盘转角、获取当前车辆加速度，但不限于上述四项内容。接收到指令后，CAN即向车载处理单元反馈对应数据。

2.应用数据接入方法，包括向交通信息中心获取交通状态发布值、交通信号控制状态的频率、数据形式。

车载系统将车辆当前位置信息通过无线方式发送到交通信息中心，交通信息中心即通过无线方式回复车辆所在道路及附近区域的交通状态、信号灯控制方案和信号灯当前状态等信息。对于特定的待评价数据，如路段车速估计值、交叉口延误估计值、路段行程时间估计值等，也通过无线方式，从城市交通信息中心发出，经由车载系统外设中的天线，与车载处理单元通信。

3.事件识别方法，包括停车识别、起步识别、过停车线识别、排队长度识别。

停车与起步识别方法为，当连续n₁秒监听到车辆速度为0km/h时，即认为车辆从n₁秒前开始停车，否则系统认为车辆一直处于行驶状态；当监听到车辆速度从0km/h变为大于0km/h的值时开始计时，当连续n₂秒监听到车辆速度大于0km/h时认为车辆在n₂秒停车结束，否则系统认为车辆一直处于停驶状态。

过停车线识别方法分为通过GIS地图原子段和通过实际路段停车线两类，GIS地图原子段指构成GIS地图道路网的最小路线单位，路段指两交叉口之间的道路，一个路段包括一个或多个原子段，一个原子段不会覆盖两个路段，路段的原子段分段由GIS地图提供商具体确定。在交通状态发布系统中，原子段是最小的发布单位，即一个原子段在同一时刻只有一种交通状态，同一路段所含的不同原子段可能在同一时刻具备不同的交通状态。因此，对于交通状态发布值的准确度评价，需要识别探测车是否通过了某一个原子段或某一路段。识别方法为：当探测车获得GPS定位，经地图匹配后，若第k和k+1次全息记录匹配到车辆位置分别属于两相邻的编号为m和m+1的原子段/路段，则认为车辆在第k+1次记录时通过了编号为m的原子段/路段，同时认为车辆在k+1次记录时进入了编号为m+1的原子段/路段。

排队长度识别方法为，记录车辆起步之时的位置，其与停车线的距离即被认为该次探测车辆所在排队长度。

4.即时评估方法，包括单车行驶状态统计分析方法，基于探测车数据的交通状态准确度评价方法和协调控制效果评价方法。

单车行驶状态统计分析方法为，对车辆记录到的行驶数据，进行数据提取并分析的方法，包括行程车速分析、停车时间分析、停车次数分析、换挡次数分析等；

基于探测车数据的交通状态准确度评价方法为，识别到通过原子段/路段事件后，计算在该原子段/路段上的平均车速，并利用该平均车速及停车记录综合判定交通状态。记录进入原子段/路段时刻全息数据ID，离开原子段/路段时刻全息数据ID，原子段/路段ID，平均车速，停车时间，系统发布状态，探测车判定交通状态。通过对比系统发布状态和探测车判定交通状态即可对交通状态发布值准确定进行初步计算。在跟车探测结束后，可从全息记录中调取车辆行驶记录，通过更多的数据分析，如行驶过程档位分布、发动机转速分布、停车次数/持续时间、排队长度等信息进行更全面的交通状态发布值准确度评价。

协调控制效果评价方法为，识别到通过原子段/路段事件后，计算在该原子段/路段上的平均车速，并对比探测车通过交叉口时交通信号状态，判断协调控制所采取的车速参数、绿信比参数和相位差参数是否合适。

除交通状态准确度评价和协调控制效果评价外，本发明道路交通运行状态跟车探测系统和方法所采集到的数据和分析结果还可应用在公交车工况评价等方面，这些评价中所用到的基本数据与本发明内容中交通状态准确度评价及协调控制效果评价所采集的数据一致，并可根据实际应用增加额外数据字段。

5.数据记录方法，包括车辆行驶轨迹全息记录方法，停车记录，异常记录。

探测车行驶过程中，系统以较高的频率自动记录当前时刻、经纬度、速度、发动机转速、所在路段ID，并在数据首部插入递增的序号作为一条全息记录的唯一标识。当系统识别到停车、急刹车、猛转向等交通事件时，记录事件发生的时间、车辆位置及事件具体信息。当系统工作出现故障时，记录故障代码及详情。

系统运行过程应包括如下步骤：

(1)系统开启/初始化

当系统开始工作时，开启车载电脑、GPS接收机及其他车载设备，待GPS卫星定位成功和与交通信息中心通讯连接成功后即完成系统初始化。本步骤中应用到上述方法中1.基本数据处理方法和2.应用数据接入方法。

(2)高频定周期全息记录

当探测车行驶在道路上时，系统以较高的频率自动记录当前时刻、经纬度、速度、转速、所在路段ID，并在数据首部插入递增的序号作为一条全息记录的唯一标识。本步骤中应用到上述方法中1.基本数据处理方法和3.数据记录方法。

(3)事件识别

车载电脑上的实时监听程序可对探测车当前状态进行分析，在交通状态发布值准确度评价中，主要对停车、通过GIS地图原子段和通过实际路段停车线三类事件进行识别。识别到停车事件后，在停车记录里增加一条包含停车起始时刻全息记录ID，停车起始时刻，经纬度，停车时间，停车类型(可手动输入)的记录。本步骤中应用到上述方法中1.基本数据处理方法、3.数据记录方法和4.事件识别方法。

(4)交通状态及控制效果评价

利用4.即时评估方法对需要评估的交通状态和控制效果指标进行评价。并生成评价结果及报表。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明提供一种自动识别车辆行驶事件的道路交通运行状态跟车探测系统和方法，其探测到的道路交通运行状态可用于发布，进一步可用以评价交通状态发布值准确度、交通信号协调控制效果等智能交通领域。相对于现有以人工观察和记录评价方式，本发明提供精细度更高、覆盖面更广、各个数据源匹配度更高以及更客观的观测数据，同时大大减少人工观测和记录工作量。

以道路交通状态发布准确度评价应用为例，本系统可按照如下方式进行建立：

(1)系统载体——车辆选择一辆具备CAN总线信息输出接口的车辆，本发明的具体实验测试中使用了带有OBDII(OBDII为车辆通用诊断协议接口，可输出车速、发动机转速、油耗等车辆行驶及驾驶行为信息)输出接口的小型客车(如福特福克斯车型等)，并利用串口转USB将OBDII输出信息接入车载处理终端。

(2)车载处理终端使用了普通笔记本电脑，本发明中软件系统要求windowsXP及以上版本，本发明具体实验测试中使用了安装了win7系统的LenovoThinkPadX220i笔记本电脑作为车载处理终端。触摸屏使用了7寸车载显示屏，通过VGA将笔记本电脑上的画面导出至触摸屏，通过USB将触屏输入信号传递给笔记本。GPS接收机使用GarminGPS15L模块，并使用串口形式将GPRMC语句、GPGGA语句以及GPGSA语句以1Hz的频率输出至车载处理终端。车载处理终端设备通过车内点烟器12V直流接口并使用逆变器转换为220V交流电进行供电，GPS通过车载处理终端设备输出5V直流电进行供电。

(3)无线通信设备同时使用DSRC设备和3G无线上网设备以保证通信质量。DSCR设备选择支持IEEE802.11p通信协议(IEEE802.11p是一种专门用于车辆间无线通信的新型协议)的设备，天线使用了增益为12dBi的全向玻璃钢天线，通过SMA接口与DSRC设备相连接，并使用两根天线，构成分集式接收，用于提高分组接收率，同时天线底端固定在一个强力圆形吸盘上，吸盘可吸在车辆顶部。3G无线上网设备可使用WCDMA、CDMA2000及TD-SCDMA三种目前在中国商用的3G网络设备上网卡终端，并可在技术条件成熟时进一步升级至TD-LTE、WiMAX等4G及更优的无线网络设备终端，在本发明的具体实验测试中，使用了WCDMA上网终端。

(4)控制中心数据支持方面，交通控制信号信息可直接从路口信号机接出，通过DSRC设备发送至车载终端，对于集中式交通控制系统，可从交通控制中心通过3G网络发送至车载终端。整个路网的道路交通运行状态估计值可由车载终端通过3G网络访问交通控制中心数据库读取。本发明的具体实验测试中，采用了DSRC读取路口信号灯当前状态(包括路口通行方向、剩余时间)，并使用了3G网络读取南京市交通信息中心数据库中的城市路网交通状态实时估计值。

参见图3，以道路交通状态发布准确度评价为例，系统运行过程如下：

(1)系统开启/初始化

当系统开始工作时，开启车载电脑、GPS接收机及其他车载设备，待GPS卫星定位成功和与交通信息中心通讯连接成功后即完成系统初始化。

(2)高频定周期全息记录

当探测车行驶在道路上时，系统以较高的频率自动记录当前时刻、经纬度、速度、转速、所在路段ID，并在数据首部插入递增的序号作为一条全息记录的唯一标识。在实际测试过程中，数据记录频率可使用1次/秒。

(3)事件识别

车载电脑上的实时监听程序可对探测车当前状态进行分析，在交通状态发布值准确度评价中，主要对停车、通过GIS地图原子段和通过实际路段停车线三类事件进行识别。

停车识别方法为，当连续n₁秒监听到车辆速度为0km/h时，即认为车辆从n₁秒前开始停车，否则系统认为车辆一直处于行驶状态；当监听到车辆速度从0km/h变为大于0km/h的值时开始计时，当连续n₂秒监听到车辆速度大于0km/h时认为车辆在n₂秒前停车结束，否则系统认为车辆一直处于停驶状态。在系统实际运行测试中，取n₁＝3，n₂＝3时取得了良好的识别结果。

识别到停车事件后，在停车记录里增加一条包含停车起始时刻全息记录ID，停车起始时刻，经纬度，停车时间，停车类型(可手动输入)的记录。

GIS地图原子段指构成GIS地图道路网的最小路线单位，路段指两交叉口之间的道路，一个路段包括一个或多个原子段，一个原子段不会覆盖两个路段，路段的原子段分段由GIS地图提供商具体确定。在交通状态发布系统中，原子段是最小的发布单位，即一个原子段在同一时刻只有一种交通状态，同一路段所含的不同原子段可能在同一时刻具备不同的交通状态。因此，对于交通状态发布值的准确度评价，需要识别探测车是否通过了某一个原子段或某一路段。识别方法为：当探测车获得GPS定位，经地图匹配后，若第k和k+1次全息记录匹配到车辆位置分别属于两相邻的编号为m和m+1的原子段/路段，则认为车辆在第k+1次记录时通过了编号为m的原子段/路段，同时认为车辆在k+1次记录时进入了编号为m+1的原子段/路段。

图4为本系统运行中采集到的一次车辆从停车前30秒至通过交叉口出口道后30秒的车辆速度和转速数据。由图中可看出，车辆在停车前15秒开始减速，在停车约65秒后起步，经过15秒分别通过了交叉口停车线和出口道。图中发动机转速变化很好地反映了驾驶员停车踩下离合和起步5次换挡的过程。通过上述数据可对探测车通过交叉口的状态进行分析，并进行下面(4)交通状态发布值准确度评价。

(4)交通状态发布值准确度评价

识别到通过原子段/路段事件后，计算在该原子段/路段上的平均车速，并利用该平均车速及停车记录综合判定交通状态，记录进入原子段/路段时刻全息数据ID，离开原子段/路段时刻全息数据ID，原子段/路段ID，平均车速，停车时间，系统发布状态，探测车判定交通状态。

通过对比系统发布状态和探测车判定交通状态即可对交通状态发布值准确定进行初步计算。在跟车探测结束后，可从全息记录中调取车辆行驶记录，通过更多的数据分析，如行驶过程档位分布、发动机转速分布、停车次数/持续时间、排队长度等信息进行更全面的交通状态发布值准确度评价。

除交通状态准确度评价外，本发明道路交通运行状态跟车探测系统和方法所采集到的数据和分析结果还可应用在协调控制效果评价、公交车工况评价等方面，这些评价中所用到的基本数据与本实施例中交通状态准确度评价所采集的数据一致，并可根据实际应用增加额外数据字段。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种道路交通运行状态跟车探测方法，其特征在于：包括：自动采集车辆在行驶过程中的位置、速度和驾驶操作行为，以及通过无线通信实时自动接收车辆所行驶的道路交通控制信号信息、交通信息中心发布的道路交通状态信息；

包括：基础数据处理方法、应用数据接入方法、事件识别方法、即时评估方法和数据记录方法；

所述基础数据处理方法，包括GPS接入与地图匹配方法、车辆总线数据接入与处理方法；

所述应用数据接入方法，包括向交通信息中心获取交通状态发布值、交通信号控制状态的频率或数据形式；

所述事件识别方法，包括停车识别、起步识别、转向识别、过停车线识别或排队长度识别；

所述即时评估方法，包括单车行驶状态统计分析方法，基于探测车数据的交通状态准确度评价方法和协调控制效果评价方法；

所述数据记录方法，包括车辆行驶轨迹全息记录方法、停车记录或异常记录。

2.一种实现权利要求1所述方法的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：包括：车载处理单元、车载系统外设和应用数据支持；

所述车载处理单元包括车载服务器、操作界面、声音提示模块、GIS数据库和应用数据库；

所述车载系统外设包括GPS接收机和车辆控制总线接口，通过R232串口或USB与车载处理单元传输数据；进一步，传输数据包括：探测车实时经纬度、探测车行驶方向、车速、探测车发动机转速、档位、探测车转向信息及其他可从GPS接收机和探测车控制总线导出数据；

所述应用数据支持，包括交通信息发布平台数据和交通信号控制状态数据，通过3G网络或专用短程无线通信技术与车载处理单元通信，传输数据包括：探测车所在路段交通拥挤状态发布值、当前路口交通信号控制相位/时间，以及其它待测试评价的交通信息数据。

3.根据权利要求2所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：系统逻辑模块包括：基础数据处理模块、事件识别模块、数据记录模块及手动输入操作界面。

4.根据权利要求3所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：所述基础数据处理模块，包括：车辆位置、行驶方向数据提取；车道级地图数据提取；车辆控制总线数据提取，从探测车内部直接读取精确度高的速度、发动机转速、转向灯信息；基础数据模块将上述信息与待测试评价的交通状态信息、信号控制信息进行匹配和整合，供系统其它模块使用。

5.根据权利要求3所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：所述事件识别模块，包括：探测车自身行为识别，即探测车在驾驶过程中的停车、起步、转向、换挡实现过程不需要参考除探测车自身以外其它事物的事件识别；道路相关事件识别，即驶过停车线、排队长度、二次停车需要参考道路环境的事件识别。

6.根据权利要求3所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：所述手动输入操作界面，本模块功能是在GPS信号不良、与中心通信故障异常情况下不能自动识别事件时，由车载电脑的操作界面人工输入事件，以保证系统正常运行。

7.根据权利要求3所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：所述数据记录模块，包括：全息自动记录，高频定周期自动记录系统运行过程中探测车所处位置、速度、转向状态、发动机转速若干可反映车辆行驶状态的数据，使用该记录可对车辆行驶过程进行完整的数据回放；停车记录，根据探测到的停车事件，记录每次停车的具体情况；异常记录，对系统异常和道路交通运行状态异常进行人工记录；测试评价数据记录，即记录即时评估模块中的结果数据。

8.根据权利要求3所述的道路交通运行状态跟车探测系统，其特征在于：还包括即时评估模块：在探测系统运行过程中，根据事件，对探测车此前驶过一个路段或GIS地图上最小原子段的数据进行统计分析，实时评价交通状态准确度、协调控制效果待测试评价的数据。

9.权利要求1至8中任一所述方法或系统的应用，其特征在于：包括：通过自动采集到的高精度车辆行驶信息，将其探测到的道路交通运行状态用以评价交通状态发布值准确度、交通信号协调控制效果、公交车工况。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：

所述交通状态发布值准确度评价：识别到通过原子段/路段事件后，计算在该原子段/路段上的平均车速，并利用该平均车速及停车记录综合判定交通状态，记录进入原子段/路段时刻全息数据ID，离开原子段/路段时刻全息数据ID，原子段/路段ID，平均车速，停车时间，系统发布状态，探测车判定交通状态；

通过对比系统发布状态和探测车判定交通状态即可对交通状态发布值准确定进行初步计算；在跟车探测结束后，从全息记录中调取车辆行驶记录，通过更多的数据分析。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于：所述数据分析包括行驶过程档位分布、发动机转速分布、停车次数/持续时间或排队长度信息进行更全面的交通状态发布值准确度评价。