CN104637313A - 道路行车速度确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种道路行车速度确定方法及装置，其中方法包括：接收车辆上报的位置信息和速度信息；根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。本申请能够避免道路分段内出现拥堵情况不一致的情况，体现交通信息时变的动态特点，获得更加准确的实时路况信息。

Description

道路行车速度确定方法及装置

技术领域

本申请涉及通信及信号处理技术领域，尤其涉及道路行车速度确定方法及装置。

背景技术

目前传统的手机地图导航软件中，对道路进行固定分段，以不同颜色表示各路段的实时路况。例如，每两个交通信号灯之间设为一段，或每100米设为一段，采用绿色表示该路段畅通，黄色表示该路段拥挤，红色表示该路段堵塞。这种对道路进行固定分段的方式，难以获得准确的实时路况信息。以每100米设为一段为例，某一路段中如果有交通信号灯，则交通信号灯路口的拥堵情况可能与其它位置的拥堵情况明显不同；某一路段也可能由于有收费站，使收费站附近的拥堵情况与其它位置的拥堵情况明显不同，这些情况按当前手机地图导航软件的道路固定分段方式均无从准确得知。

发明内容

在本申请的一个实施例中提供一种道路行车速度确定方法，用以获得更加准确的实时路况信息，该方法包括：

接收车辆上报的位置信息和速度信息；

根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

在本申请的另一实施例中提供一种道路行车速度确定装置，用以获得更加准确的实时路况信息，该装置包括：

信息接收模块，用于接收车辆上报的位置信息和速度信息；

位置匹配模块，用于根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；

分段及速度确定模块，用于根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

本申请的实施例中，接收车辆上报的位置信息和速度信息；根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度；与现有技术中对道路进行固定分段的方式相比，采用了动态分段的方式确定道路行车速度，能够体现交通信息时变的动态特点，获得更加准确的实时路况信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请实施例中道路行车速度确定方法的处理流程图；

图2为本申请实施例中聚类方法的处理流程图；

图3为本申请实施例中道路行车速度确定装置的结构示意图；

图4为本申请实施例中道路行车速度确定装置的具体实例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。

为了获得更加准确的实时路况信息，本申请的实施例中采用动态分段的方式确定道路行车速度，以体现交通信息时变的动态特点。图1为本申请实施例中道路行车速度确定方法的处理流程图。如图1所示，本申请实施例中道路行车速度确定方法可以包括：

步骤101、接收车辆上报的位置信息和速度信息；

步骤102、根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；

步骤103、根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

由图1所示流程可以得知，本申请实施例的道路行车速度确定方法不同于现有技术的道路固定分段方式，是根据道路上实际的车辆位置信息和速度信息，对道路进行动态分段，确定每段的行车速度，能够避免分段内出现拥堵情况不一致的情况，体现交通信息时变的动态特点，获得更加准确的实时路况信息。

在一个实施中，接收车辆上报的位置信息和速度信息可以是：周期性或者定期接收车辆上报的位置信息和速度信息。例如，可以将具备位置信息和速度信息获取功能的软件应用部署在大量浮动车（比如出租车等）上，接收浮动车上报的位置信息和速度信息，比如浮动车以1s为周期进行GPS位置信息采集，每10秒上报一次采集的GPS位置信息。在接收到车辆上报的位置信息和速度信息后，可以对接收信息进行存储，例如可以将接收信息存储在数据库中。

在一个实施例中，接收车辆上报的位置信息和速度信息后，还可以对接收信息进行预处理，例如可以根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值，这样后续对去除干扰值后的接收信息进行处理以获知实时路况信息，可以进一步提高实时路况信息的准确度。预处理后的接收信息可以存入一预处理结果数据库，以便后续提取。

实施时接收信息中的干扰值被认为是可靠性不高的值，去除干扰值可以有多种方法，例如可以实施为：将接收信息按接收时间分段；对每个时间段的接收信息，将设定位置范围内车辆的速度值取平均值，根据平均值计算速度值的方差，将方差大于阈值的速度值确定为干扰值，滤除干扰值对应的接收信息。举一例，本例中综合多个浮动车上报的位置信息和速度信息，过滤掉可靠性不高的GPS位置信息和速度值，具体可以包括：将接收信息按接收时间分段，每分钟或者某个固定时间间隔为一个时间段，对每个时间段的接收信息，将该时间段内所有位置在50米或者某一个固定距离内的所有车辆的速度值取平均值；以该平均值为基础，计算该时间段内的所有位置在该50米或者该固定距离内的所有车辆的速度值的方差，将方差大于某个固定值的速度值及对应的GPS位置信息作为干扰值过滤掉。实施时浮动车上部署的软件应用的客户端型号不同，可能使获得的GPS位置信息可靠性不同，因此还可以参考客户端型号，滤除可靠性相对较低的GPS位置信息及对应的速度信息。

在接收到车辆上报的位置信息和速度信息后，可以根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置，例如可以根据浮动车位置轨迹信息，将浮动车位置轨迹信息匹配到道路上，确定道路标识（ID）及在道路上的匹配位置点。后续可以根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

在一个实施例中，对各条道路进行动态分段并确定每段的行车速度的过程可以包括：根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将各条道路上车辆的速度进行聚类；根据聚类结果，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。举一例，本例中可以按照先前已经计算好的道路标识，将同一条道路的所有数据取出；按照道路方向，结合速度值进行聚类，例如可以使用k-means，dbscan等各种成熟聚类算法进行聚类；按照聚类结果，将道路分为n段，所述的分段使得段与段之间的车辆的速度值有明显区分，例如段与段之间的车辆速度的平均值的差异大于或等于某个阈值。

还有一种可能的情况是，某个路段中有路口，则为了体现出路口的拥堵状态，比如由于红绿灯等原因引起的等待，在一个实施例中，对各条道路进行动态分段并确定每段的行车速度的过程还可以包括：确定出道路分界点。这里的道路分界点包括两种，一种是普通的道路分界点，比如道路交叉口、红绿灯等；另外一种是临时的道路分界点，比如交通管制、修路、事故等引起的道路某点。确定道路分界点的方法可以有多种，例如，可以根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将等于或接近于0的车辆速度值进行聚类；根据聚类结果，确定道路分界点，所述道路分界点处的车辆速度值等于或接近于0的个数或占所有速度值的比例大于设定值。举一例，将所有速度为0或者接近0值点按照位置进行聚类，例如可以使用k-means，dbscan等各种成熟聚类算法进行聚类；设置可靠性阈值，判断是否为道路分界点；如果某一位置速度为0或者接近0值总个数或者占所有数据比例高于某个数值，则认为该位置为道路分界点，否则视为干扰数据。

为了更加详细的体现出路口的拥堵状态，还可以进一步确定路口的等待时间。比如可以在确定道路分界点后，统计道路分界点处各车辆的等待时间，根据道路分界点处各车辆的等待时间，确定道路分界点处的平均等待时间。举一例，本例中结合时间信息计算出道路分界点处的平均等待时间，具体的，可以将道路分界点处其中某个用户的速度从非0到0，再到非0的总时间，作为该用户的等待时间，综合该道路分界点处所有用户的等待时间来取平均值，获得该道路分界点处的平均等待时间。

上述实施例中的聚类算法可以使用一些成熟聚类算法，比如基于划分的k-means、基于密度的dbscan、基于网格、以及基于模型的算法等。由于这些聚类算法均是将各个位置点的速度值在道路上聚类，即聚类目标是线形而不是区域，并且聚类本身是基于速度的聚类，而速度信息和位置信息的上报本身可能有误差。基于此特殊性，为了进一步提高聚类结果的准确性，本申请实施例中还提供了一种较佳的聚类方法，图2为本申请实施例中聚类方法的处理流程图，如图2所示，该聚类方法可以包括：

步骤201、设置各条道路的速度区分段、最小区分距离和最小区分速度。例如：

设置速度区分段，比如速度从0km/h～10km/h为第一段，10km/h～20km/h为第二段等，其中临界值为速度分界点，[v1，v2，v3，v4，v5……vn]，每一段为速度分界段，比如0km/h到10km/h为一段，10km/h到20km/h为一段；不同的道路等级可以设置不同的数值，比如高速公路的速度分界点可以为[60km/h，80km/h，90km/h，100km/h，120km/h]，国道速度分界点为[40km/h，60km/h，70km/h，80km/h，90km/h，100km/h]等，速度分界点也可以动态配置调整；

设置最小区分距离Smin，比如高速公路为100m，国道为60m等，可以动态配置调整；

设置最小区分速度Vmin，比如高速公路为10km/h，可以动态配置调整。

步骤202、将各条道路按相应的最小区分距离分段，获得各条道路的每一基本分段。

例如，将道路按照行车方向从头到尾按照Smin分段，分段结果为[L1，L2……Ln]，比如高速公路，前100m为L1，第二个100m为L2，以此类推，即每一段为道路的基本分段；

步骤203、根据各条道路上车辆的位置和速度信息，结合各条道路的速度区分段，确定各条道路的每一基本分段的行车速度。

例如，分别计算L1，L2直到Ln的基本分段速度：统计本基本分段上所有位置点落在每一个速度分界段的个数，取点数最多的速度分界段，计算其上所有速度值的平均值即为此道路基本分段的速度；如果落在两个或多个速度分界段的位置点个数相等，则分别计算这些速度分界段内的平均速度，再取数值差最小的两个平均速度值再取平均值，实施中还有多种方法来界定这种情况下的道路基本分段速度，比如取位置点个数相等的这些速度分界段上所有位置点计算速度总平均值等。

步骤204、根据各条道路的每一基本分段的行车速度，结合各条道路的最小区分速度，对各条道路的基本分段进行整合。

例如，如任意连续两段基本分段的速度差值小于Vmin，则将此两段合并，新的速度值取两段速度的平均值。如合并后的结果所对应的原始两段速度值和邻近一段的速度值之差都小于Vmin，则再次合并，并将三段速度的平均值计为合并后道路速度，以此类推。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种道路行车速度确定装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与道路行车速度确定方法相似，因此该装置的实施可以参见道路行车速度确定方法的实施，重复之处不再赘述。

图3为本申请实施例中道路行车速度确定装置的结构示意图。如图3所示，本申请实施例中道路行车速度确定装置可以包括：

信息接收模块301，用于接收车辆上报的位置信息和速度信息；信息接收模块301是道路行车速度确定装置中负责接收车辆上报信息的部分，可以是软件、硬件或二者的结合，例如可以是完成该信息接收功能的输入输出接口、处理芯片等元器件；又如在具体实现时可以部署一个数据采集子系统，主要负责包括车辆位置信息和速度信息的原始数据的采集，该系统还可以将车辆上报的位置信息和速度信息存储于数据库中；

位置匹配模块302，用于根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；位置匹配模块302是道路行车速度确定装置中负责接收车辆位置匹配的部分，可以是软件、硬件或二者的结合，例如可以是完成该位置匹配功能的处理芯片等元器件；又如在具体实现时可以部署一个数据预处理子系统来完成位置匹配模块302的功能；

分段及速度确定模块303，用于根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度；分段及速度确定模块303是道路行车速度确定装置中负责分段及速度确定的部分，可以是软件、硬件或二者的结合，例如可以是完成该分段及速度确定功能的处理芯片等元器件；又如在具体实现时可以部署一个数据服务子系统来完成分段及速度确定模块303的功能。

图4为本申请实施例中道路行车速度确定装置的具体实例的结构示意图。如图4所示，本申请实施例中道路行车速度确定装置还可以包括：信息过滤模块401，用于在信息接收模块接收车辆上报的位置信息和速度信息后，根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值。这样后续对去除干扰值后的接收信息进行处理以获知实时路况信息，可以进一步提高实时路况信息的准确度。信息过滤模块401是道路行车速度确定装置中负责信息过滤的部分，可以是软件、硬件或二者的结合，例如可以是完成该信息过滤功能的处理芯片等元器件，又如在具体实现时可以由上述数据预处理子系统来完成信息过滤模块401的功能。数据预处理子系统还可以将去除干扰值后的接收信息存入一预处理结果数据库中。

在一个实施例中，信息过滤模块401具体可以用于：

将接收信息按接收时间分段；

对每个时间段的接收信息，将设定位置范围内车辆的速度值取平均值，根据平均值计算速度值的方差，将方差大于阈值的速度值确定为干扰值，滤除干扰值对应的接收信息。

在一个实施例中，分段及速度确定模块303具体可以用于：

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将各条道路上车辆的速度进行聚类；

根据聚类结果，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

为了体现出路口的拥堵状态，在一个实施例中，分段及速度确定模块303还可以进一步确定出道路分界点，例如可以根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将等于或接近于0的车辆速度值进行聚类；根据聚类结果，确定道路分界点，所述道路分界点处的车辆速度值等于或接近于0的个数或占所有速度值的比例大于设定值。

为了更加详细的体现出路口的拥堵状态，在一个实施例中，分段及速度确定模块303还可以进一步确定出路口的等待时间，例如可以统计道路分界点处各车辆的等待时间；根据道路分界点处各车辆的等待时间，确定道路分界点处的平均等待时间。

若由上述数据采集子系统完成信息接收模块301的功能，由上述数据预处理子系统完成位置匹配模块302和信息过滤模块401的功能，并将去除干扰值后的接收信息存入预处理结果数据库，由上述数据服务子系统完成分段及速度确定模块303的功能，则在一个具体实例中，用户可以通过车载客户端向数据采集子系统上报位置信息和速度信息，用户还可以通过车载客户端向数据服务子系统发出请求，请求某一区域的实时路况信息，数据服务子系统可以根据请求从预处理结果数据库中取出该区域中所有的车辆位置信息和速度信息进行处理，将该区域中的道路进行动态分段并确定各段的行车速度，还可以确定出道路分界点和在道路分界点的等待时间，将这些处理结果信息反馈给车载客户端。

为了进一步提高聚类结果的准确性，在一个实施例中，分段及速度确定模块303具体可以用于：

设置各条道路的速度区分段、最小区分距离和最小区分速度；

将各条道路按相应的最小区分距离分段，获得各条道路的每一基本分段；

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，结合各条道路的速度区分段，确定各条道路的每一基本分段的行车速度；

根据各条道路的每一基本分段的行车速度，结合各条道路的最小区分速度，对各条道路的基本分段进行整合。

综上所述，本申请的实施例中，接收车辆上报的位置信息和速度信息；根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度；与现有技术中对道路进行固定分段的方式相比，采用了动态分段的方式确定道路行车速度，能够避免分段内出现拥堵情况不一致的情况，体现交通信息时变的动态特点，获得更加准确的实时路况信息。

本申请的实施例中，接收车辆上报的位置信息和速度信息后，还可以根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值，这样后续对去除干扰值后的接收信息进行处理以获知实时路况信息，可以进一步提高实时路况信息的准确度。为了体现出更加详细的实时路况信息，本申请的实施例中还进一步确定出了道路分界点和道路分界点的平均等待时间。本申请的实施例中还提供一种较佳的聚类算法，使最终获得的实时路况信息更为准确。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种道路行车速度确定方法，其特征在于，包括：

接收车辆上报的位置信息和速度信息；

根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收车辆上报的位置信息和速度信息后，还包括：根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值，包括：

将接收信息按接收时间分段；

对每个时间段的接收信息，将设定位置范围内车辆的速度值取平均值，根据平均值计算速度值的方差，将方差大于阈值的速度值确定为干扰值，滤除干扰值对应的接收信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度，包括：

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将各条道路上车辆的速度进行聚类；

根据聚类结果，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度，还包括：

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将等于或接近于0的车辆速度值进行聚类；

根据聚类结果，确定道路分界点，所述道路分界点处的车辆速度值等于或接近于0的个数或占所有速度值的比例大于设定值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定道路分界点后，还包括：

统计道路分界点处各车辆的等待时间；

根据道路分界点处各车辆的等待时间，确定道路分界点处的平均等待时间。

7.如权利要求4至6任一项所述的方法，其特征在于，所述聚类包括：

设置各条道路的速度区分段、最小区分距离和最小区分速度；

将各条道路按相应的最小区分距离分段，获得各条道路的每一基本分段；

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，结合各条道路的速度区分段，确定各条道路的每一基本分段的行车速度；

根据各条道路的每一基本分段的行车速度，结合各条道路的最小区分速度，对各条道路的基本分段进行整合。

8.一种道路行车速度确定装置，其特征在于，包括：

信息接收模块，用于接收车辆上报的位置信息和速度信息；

位置匹配模块，用于根据车辆位置信息，确定车辆所在道路及在道路上的位置；

分段及速度确定模块，用于根据各条道路上车辆的位置和速度信息，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

信息过滤模块，用于在信息接收模块接收车辆上报的位置信息和速度信息后，根据接收信息的可靠程度，对接收信息进行过滤，去除其中的干扰值。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信息过滤模块具体用于：

将接收信息按接收时间分段；

对每个时间段的接收信息，将设定位置范围内车辆的速度值取平均值，根据平均值计算速度值的方差，将方差大于阈值的速度值确定为干扰值，滤除干扰值对应的接收信息。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分段及速度确定模块具体用于：

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将各条道路上车辆的速度进行聚类；

根据聚类结果，对各条道路进行动态分段，并确定每段的行车速度。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述分段及速度确定模块还用于：

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，将等于或接近于0的车辆速度值进行聚类；

根据聚类结果，确定道路分界点，所述道路分界点处的车辆速度值等于或接近于0的个数或占所有速度值的比例大于设定值。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述分段及速度确定模块还用于：

统计道路分界点处各车辆的等待时间；

根据道路分界点处各车辆的等待时间，确定道路分界点处的平均等待时间。

14.如权利要求11至13任一项所述的装置，其特征在于，所述分段及速度确定模块具体用于：

设置各条道路的速度区分段、最小区分距离和最小区分速度；

将各条道路按相应的最小区分距离分段，获得各条道路的每一基本分段；

根据各条道路上车辆的位置和速度信息，结合各条道路的速度区分段，确定各条道路的每一基本分段的行车速度；

根据各条道路的每一基本分段的行车速度，结合各条道路的最小区分速度，对各条道路的基本分段进行整合。