CN106600958B

CN106600958B - 动态路况表达方法及装置

Info

Publication number: CN106600958B
Application number: CN201611078892.2A
Authority: CN
Inventors: 韩兴广; 郭胜敏; 李平; 孙亚夫; 夏曙东
Original assignee: BEIJING PALMGO INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING PALMGO INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: CN106600958A

Abstract

本发明提供一种动态路况表达方法及装置，方法包括：获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据并对其进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；提取子轨迹的速度趋势；将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上并按照预设路况表达方式表达出来。本发明可以解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题，能提高路况计算的准确性，路况的表达更为精确，可使路况在不同图商的地图间随意使用，而不用进行路网匹配转换工作。

Description

动态路况表达方法及装置

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种动态路况表达方法及装置。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，各城市的机动车保有量不断增长，交通拥堵情况加剧，实时路况已成为每个交通参与者必须掌握的信息。由于交通参与者的不断增长，城市实时路况变化愈加频繁，能及时准确的反应交通状况的变化的实时路况是非常有价值的，将帮助交通参与者选择合理的出行路线，减少交通拥堵带来的影响。

传统的路况基本上依赖于低频的全球定位系统GPS信息进行计算，并且按照固定长度的路段进行路况的表达，这种方式已不能及时准确的反应路况。随着技术的发展，高频的GPS信息可以通过手机等终端获取，应用与路况的计算与表达中。相比于低频GPS信息，高频GPS信息可以提现更完整的路况变化情况，有助于提高路况的计算和表达的准确性，提供更加实时准确的路况给交通参与者。

现有技术的方案是通过将低频GPS信息或者高频GPS信息匹配到电子导航路网的路段上，按照车辆在每条路段上的行驶速度或者行驶时间来判断每辆车的状态，然后通过每条路段上的所有车辆的状态融合得到路段最终的路况，按照固定长度的路段进行路况的表达。

但是，现有的路况的计算和表达都依赖于电子导航地图路网中的固定长度的路段，而电子导航地图路网中的路段的划分很难与路况在空间上的变化位置一致，由于路况的变化位置是不固定的，路况变化可能发生在固定长度的路段上的任何位置，而且由于电子导航地图是作业人员绘制出来的，路段的长度是随机变化的，当路段长度较短时，表达出来的路况与实际情况差异较小，但当路段长度较长时，表达出来的路况就会在较长距离上与实际情况有较大差异，不但不能反映当前的路况信息，甚至提供错误的路况给交通参与者。

鉴于此，如何解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题成为目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提供一种动态路况表达方法及装置，可以解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题。

第一方面，本发明提供一种动态路况表达方法，包括：

获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据；

对所述高频GPS数据进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；

提取所述子轨迹的速度趋势；

将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；

将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上，并按照预设路况表达方式表达出来；

其中，上下游关系包括：不经过信号灯、转弯或者道路等级切换。

可选地，所述高频GPS数据中包括：GPS点采集日期、GPS点采集时间、车辆标识、GPS经度信息、GPS纬度信息、GPS瞬时速度和GPS的即时方向。

可选地，所述对所述高频GPS数据进行预处理，包括：

将所述高频GPS数据按照所述车辆标识进行分开存储；

消除所述高频GPS数据中所有GPS点的GPS瞬时速度的波动噪声；

按照经过的信号灯位置、转弯位置、道路等级切换位置，将消除波动噪声后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段，获得多个子轨迹。

可选地，所述消除所述高频GPS数据中的GPS瞬时速度的波动噪声，包括：

针对预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第i个GPS点，通过第一公式计算得到预设第二时间段内该GPS点所形成的轨迹的平均速度，作为当前GPS点的GPS瞬时速度v_i，其中i＝1，…，b，b为预设第一时间段内GPS点的数量；

其中，所述第一公式为：

其中，d_k,k+1是预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第k个GPS点到第k+1个GPS点的距离，t_k,k+1是预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第k个GPS点到第k+1个GPS点的时间，m≤i≤n，预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第m个GPS点到第n个GPS点为预设第二时间段内的所有GPS点。

可选地，所述提取所述子轨迹的速度趋势，包括：

利用改进的道格拉斯—普克Douglas一Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度；

根据所述每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，判断每一子轨迹的速度趋势。

可选地，所述利用改进的道格拉斯—普克Douglas一Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，包括：

S1、对于每一子轨迹，计算所述子轨迹的速度曲线的速度均值和速度方差D(V)；

S2、在D(V)小于预设第一阈值时，分段过程结束；在D(V)大于等于预设第一阈值时，执行步骤S3；

S3、计算所述子轨迹的加速度曲线的加速度均值和加速度方差D(a)；

S4、在D(a)小于预设第二阈值时，分段过程结束；在D(a)大于等于预设第二阈值时，执行步骤S5；

S5、在所述子轨迹的速度曲线的首尾两点间虚连一条直线,求出除了所述首尾两点之外其余各点到该直线的距离；

S6、选取所述距离中的最大的距离对应的GPS点的位置，将所述子轨迹的速度曲线分成两段，对每一段分别执行所述步骤S1；

和/或，

所述根据所述每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，判断每一子轨迹的速度趋势，包括：

对于每一子轨迹，根据每个分段的平均速度通过第七公式获得每个分段的路况状态level；

判断每个分段通过的距离是否小于预设距离阈值，将通过的距离小于预设距离阈值的分段按照下游分段的路况状态进行合并，获得每一子轨迹的速度趋势表达；

其中，所述第七公式为：

其中，v_max和v_min是道路的预设速度阈值，是根据道路的等级确定的，v_max为道路的预设最大速度，v_min为道路的预设最小速度；

所述速度趋势表达为：

carid,sort,L＝{linkid},C＝{(dis,level,time)}

其中，carid为车辆标识，sort为当前车辆的当前分段的序号，L为覆盖的路段的集合，其中的linkid为集合L内包含的路段，L内包含的路段按照拓扑排序，C为趋势的集合，dis为分段相对于轨迹的起点或上一个分段的终点的距离，level为分段的路况状态，time为分段的结束时间；

所述轨迹速度趋势表达的方式为：车辆carid的第sort个分段，覆盖的路段的集合为L，L内路段按照拓扑排序，趋势为集合C，该C中趋势的表达方式为：车辆carid的第sort个分段相对于轨迹的起点或上一个分段的终点，距离dis内的路况状态为level，该分段的结束时间是time。

可选地，所述将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势，包括：

将子轨迹的速度分段覆盖的路段集合有交集的车辆，或者存在上下游关系的车辆组织到一起，将这些车辆覆盖的路段集合的并集L′，作为这些车辆的同覆盖区；

将同覆盖区内的每辆车的趋势表达中的趋势集合C，按照L′进行修正，将C的起点对齐到L′的起点；

将同覆盖区内的所有车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势。

可选地，所述将同覆盖区内的所有车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势，包括：

用同覆盖区内的所有辆车的趋势分割位置重新分割每辆车的趋势集合C；

通过预设投票算法确定同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中每个分段的总趋势；

过滤同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中异常的分段的状态，获得同覆盖区的轨迹速度趋势表达；

其中，所述同覆盖区的轨迹速度趋势表达为：

L＝{linkid}，C＝{(dis，level)}

其中，同覆盖区覆盖的路段的集合为L，其中的linkid为集合L内包含的路段，L内包含的路段按照拓扑排序，趋势的集合为C，该C中趋势的表达的方式为：相对于同覆盖区的起点或上一个分段的终点，dis内的路况状态为level。

可选地，所述预设路况表达方式包括：路段加偏移量的方式，和/或位置与方向加偏移量的方式；

相应地，所述按照预设路况表达方式表达出来，包括：

按照路段加偏移量的方式表达出来；

和/或，

按照位置与方向加偏移量的方式表达出来。

第二方面，本发明提供一种动态路况表达装置，包括：

获取模块，用于获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据；

预处理模块，用于对所述高频GPS数据进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；

提取模块，用于提取所述子轨迹的速度趋势；

融合模块，用于将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；

表达模块，用于将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上，并按照预设路况表达方式表达出来；

由上述技术方案可知，本发明的动态路况表达方法及装置，通过获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据并对其进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；提取子轨迹的速度趋势；将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上并按照预设路况表达方式表达出来，由此，可以解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题。本实施例所述方法通过车辆的高频GPS轨迹准确判定了车辆的速度的趋势变化；解决了多辆车的速度的趋势变化的融合表达；准确获取了路况发生变化的位置，提高了路况计算的准确性；可以使路况表达更为精确，使路况可以在不同图商的地图间随意使用，而不用进行路网匹配转换工作。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的动态路况表达方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的动态路况表达装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的动态路况表达方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的动态路况表达方法如下所述。

101、获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据。

需说明的是，所述预设时间段T应确保时间长度为T的轨迹能反映路况的变化，可以根据实际情况进行设置，本实施例并不对其进行限制，T可以随着路况的拥缓程度变化，当路况较为拥堵时T取的大些，当路况较为畅通时T取的小些。例如，可以令T取5分钟到10分钟之间的时间段。

其中，所述高频GPS数据中可以包括：GPS点采集日期、GPS点采集时间、车辆标识、GPS经度信息、GPS纬度信息、GPS瞬时速度和GPS的即时方向等信息。

在具体应用中，本实施例中的高频GPS数据的结构可以参考下述表1，表1是对所述高频GPS数据的结构进行说明。

表1

102、对所述高频GPS数据进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹。

在具体应用中，所述步骤102可以包括图中未示出的步骤102a-102c：

102a、将所述高频GPS数据按照所述车辆标识进行分开存储。

102b、消除所述高频GPS数据中所有GPS点的GPS瞬时速度的波动噪声。

由于高频GPS点上采集到的瞬时速度受到卫星信号强弱的影响，会产生一些波动，这些波动影响了速度趋势的判断的准确性，因此需要对这些速度波动噪声进行处理。

具体地，所述步骤102b可以包括：

其中，所述第一公式为：

其中，d_k，k+1是预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第k个GPS点到第k+1个GPS点的距离，t_k，k+1是预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第k个GPS点到第k+1个GPS点的时间，m≤i≤n，预设第一时间段内GPS点所形成的轨迹中的第m个GPS点到第n个GPS点为预设第二时间段内的所有GPS点。

102c、按照经过的信号灯位置、转弯位置、道路等级切换位置，将消除波动噪声后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段，获得多个子轨迹。

需说明的是，所述步骤102c需要保证获得的子轨迹内部的速度变化趋势不会受到外在因素的影响，只与当前子轨迹经过的路段的路况有关系。

103、提取所述子轨迹的速度趋势。

在具体应用中，所述步骤103可以包括图中未示出的步骤103a-103b：

103a、利用改进的道格拉斯-普克Douglas一Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度。

需说明的是，保证每个速度分段内的速度要保持平稳(即速度稳定或者加速度稳定)。

具体地，所述步骤103a可以包括图中未示出的步骤S1-S6：

S1、对于每一子轨迹，计算所述子轨迹的速度曲线的速度均值和速度方差D(V)。

在具体应用中，所述步骤S3可以通过第二公式计算得到所述子轨迹的速度曲线的速度均值以及通过第三公式计算得到所述子轨迹的速度曲线的速度方差D(V)；

其中，所述第二公式为：

v_j是所述子轨迹中第j个GPS点的消除波动噪声后的瞬时速度，n是所述子轨迹中GPS点的总个数；

所述第三公式为：

S2、在D(V)小于预设第一阈值时，分段过程结束；在D(V)大于等于预设第一阈值时，执行步骤S3。

S3、计算所述子轨迹的加速度曲线的加速度均值和加速度方差D(a)。

在具体应用中，所述步骤S3可以通过第四公式计算得到所述子轨迹的加速度曲线的加速度均值以及通过第六公式计算得到所述子轨迹的加速度曲线的速度方差D(a)；

其中，所述第四公式为：

其中，a_j为所述子轨迹中第j个GPS点的加速度，是通过第五公式计算得到的，所述第五公式为：

其中，t_j为所述子轨迹中第j个GPS点的采集时间。

所述第六公式为：

S4、在D(a)小于预设第二阈值时，分段过程结束；在D(a)大于等于预设第二阈值时，执行步骤S5。

S5、在所述子轨迹的速度曲线的首尾两点间虚连一条直线,求出除了所述首尾两点之外其余各点到该直线的距离。

S6、选取所述距离中的最大的距离对应的GPS点的位置，将所述子轨迹的速度曲线分成两段，对每一段分别执行所述步骤S1。

在具体应用中，上述预设第一阈值δ表示可接受的速度的变化，上述预设第二阈值γ表示可接受的加速度的变化，可以根据实际情况进行取值，本实施例并不对其进行限制。例如，δ和γ可以都取值为25，即可以接受5km/h的变化。

103b、根据所述每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，判断每一子轨迹的速度趋势。

在具体应用中，所述步骤103b可以包括图中未示出的步骤P1-P2：

P1、对于每一子轨迹，根据每个分段的平均速度通过第七公式获得每个分段的路况状态level。

其中，所述第七公式为：

其中，v_max和v_min是道路的预设速度阈值，是根据道路的等级确定的，v_max为道路的预设最大速度，v_min为道路的预设最小速度。

可以理解的是，本实施例中，速度分段后每个分段的平均速度代表了该分段的实际速度，可以将每个分段的平均速度按照预设速度阈值转化为每个分段的路况状态level。

P2、判断每个分段通过的距离是否小于预设距离阈值，将通过的距离小于预设距离阈值的分段按照下游分段的路况状态进行合并，获得每一子轨迹的速度趋势表达。

可以理解的是，由于路况是一个相对稳定的状态，这个状态要持续一定长的时间或距离，因此，可以将通过的距离小于预设距离阈值D_max的分段按照下游分段的路况状态进行合并。

其中，所述预设距离阈值可以根据实际情况进行取值，本实施例并不对其进行限制。例如，D_max可以取20米。

最终，可以得到如下的轨迹速度趋势表达：

carid,sort,L＝{linkid},C＝{(dis,level,time)}

其中，carid为车辆标识，sort为当前车辆的当前分段的序号，L为覆盖的路段的集合，linkid为集合L内包含的路段，L内包含的路段按照拓扑排序，C为趋势的集合，dis为分段相对于轨迹的起点或上一个分段的终点的距离，level为分段的路况状态，time为分段的结束时间；

轨迹速度趋势表达方式为：车辆carid的第sort个分段，覆盖的路段的集合为L，L内路段按照拓扑排序，趋势为集合C，C中趋势的表达方式为：车辆carid的第sort个分段相对于轨迹的起点或上一个分段的终点，距离dis内的路况状态为level，该分段的结束时间是time。

104、将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势。

其中，上下游关系包括：不经过信号灯、转弯或者道路等级切换等。

在具体应用中，所述步骤104可以包括图中未示出的步骤104a-104c：

104a、将子轨迹的速度分段覆盖的路段集合有交集的车辆，或者存在上下游关系的车辆组织到一起，将这些车辆覆盖的路段集合的并集L′，作为这些车辆的同覆盖区。

104b、将同覆盖区内的每辆车的趋势表达中的趋势集合C，按照L′进行修正，将C的起点对齐到L′的起点。

具体地，所述步骤104b中的对齐方法可以包括图中未示出的步骤Q1和Q2：

Q1、取同覆盖区内的一辆车，计算该车覆盖的路段的集合L中的第一条路段的起点到合并后新的覆盖的路段的集合L′中的第一条路段的起点的距离D_L；

Q2、在该车的趋势集合C中加入(D_L,0,0)，然后将每个dis加上距离D_L，就完成了多辆车的对齐。

104c、将同覆盖区内的所有车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势。

可以理解的是，由于多辆车的速度趋势变化存在差异，并且发生变化的位置存在差异，因此需要将多辆车的速度趋势融合成为可表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势。

具体地，所述步骤104c可以包括图中未示出的步骤M1-M4：

M1、用同覆盖区内的所有辆车的趋势分割位置重新分割每辆车的趋势集合C(即将同覆盖区内的所有辆车对齐)。

例如，同覆盖区内有两辆车，它们的趋势描述如下：

carid1，sort，L＝{linkid}，C＝{(d₁，l₁，t₁)，(d₂，l₂，t₂)}

carid2，sort，L＝{linkid}，C＝{(d_a，l_a，t_a)，(d_b，l_b，t_b)}

其中，d_a＜d₁＜d_b＜d₂，d₁即dis₁，d₂即dis₂，d_a即dis_a，d_b即dis_b，l₁即level₁，l₂即level₂，l_a即level_a，l_b即level_b，t₁即time₁，t₂即time₂，t_a即time_a，t_b即time_b；

它们对齐后的结果为：

carid1，sort，L＝{linkid}，C＝{(d_a，l₁，t₁)，(d₁，l₁，t₁)，(d_b，l₂，t₂)，(d₂，l₂，t₂)}

carid2，sort，L＝{linkid}，C＝{(d_a，l_a，t_a)，(d₁，l_b，t_b)，(d_b，l_b，t_b)，(d₂，l_b，t_b)}。

M2、通过预设投票算法确定同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中每个分段的总趋势。

在具体应用中，所述预设投票算法可以包括：

对于趋势集合C中每一分段，按照每辆车在该分段内的状态，计算每种状态(状态1，2，3)各有多少辆车，当每种状态都存在时，按照该分段的结束时间time，取距当前时间最近的状态表示该分段的状态，否则取车辆数最多的状态表示该分段的状态。

M3、过滤同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中异常的分段的状态，获得同覆盖区的轨迹速度趋势表达。

在具体应用中，所述步骤M3中的“过滤趋势集合C中异常的分段的状态”，可以包括：

若趋势集合C中一个分段的状态与其前后分段的状态不一致，且该分段的dis小于预设距离阈值，则确定该分段的状态异常，并将该分段的状态按照下游分段的路况状态进行合并。

其中，所述同覆盖区的轨迹速度趋势表达为：

L＝{linkid}，C＝{(dis，level)}

105、将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上，并按照预设路况表达方式表达出来。

在具体应用中，所述步骤105中的“将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上”，可以具体包括：

对同覆盖区的轨迹速度趋势的L＝{linkid}，C＝{(dis，level)}，路段集合L中的路段linkid_i，0≤i＜n，n是路段集合L中路段的条数，趋势集合C中的(dis_k，level_k)，0≤k＜m，m是趋势集合C中趋势的个数；

遍历路段集合L，如果linkid_i与(dis_k，level_k)在距离上有重合部分dis，就将该分段的路况(dis，level_k)放到linkid_i上。

其中，所述预设路况表达方式可以包括：路段加偏移量的方式，和/或位置与方向加偏移量的方式等；

相应地，所述步骤105在将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上之后，可以：

按照路段加偏移量的方式表达出来；

其中，按照路段加偏移量的方式表达出来的格式为：

linkid，offset₁，level₁，offset₂，level₂...

其中，offset₁，offset₂，...均为距离偏移量，该表达方式为：在路段linkid上，从路段起点开始，距离区间[0，offset₁]的路况是level₁，距离区间[offset₁，offset₂]的路况是level₂，并以此类推下去；

和/或，

按照位置与方向加偏移量的方式表达出来。

其中，按照位置与方向加偏移量的方式表达出来的格式为：

longitude，latitude，angle，offset₁，level₁，offset₂，level₂...

其中，longitude是同覆盖区的起点的经度，latitude是同覆盖区的起点的纬度，它们描述了这条路况的起点，angle是同覆盖区的起点到终点的方向，offset(包括：offset₁，offset₂，...)是距离偏移量，level是路况状态，该表达方式为：在路段linkid上，从起点开始，在方向angle上，距离区间[0，offset₁]的路况状态是level₁，距离区间[offset₁，offset₂]的路况状态是level₂。

可以理解的是，由于本实施例所选取的同覆盖区不存在转弯，因此路况的表达就可以采用位置与方向加偏移量的方式进行表达。

本实施例的动态路况表达方法，通过获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据并对其进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；提取子轨迹的速度趋势；将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上并按照预设路况表达方式表达出来，由此，可以解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题。本实施例所述方法通过车辆的高频GPS轨迹准确判定了车辆的速度的趋势变化；解决了多辆车的速度的趋势变化的融合表达；准确获取了路况发生变化的位置，提高了路况计算的准确性；基于路段上的偏移量进行路况的表达，路况表达更为精确；基于位置与方向加偏移量的路况表达方法，使路况可以在不同图商的地图间随意使用，而不用进行路网匹配转换工作。

图2示出了本发明一实施例提供的动态路况表达装置的结构示意图，如图2所示，本实施例的动态路况表达装置，包括：获取模块21、预处理模块22、提取模块23、融合模块24和表达模块25；其中：

获取模块21，用于获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据；

预处理模块22，用于对所述高频GPS数据进行预处理，获得对预处理后的高频GPS数据中的所有GPS点形成的轨迹进行分段后的子轨迹；

提取模块23，用于提取所述子轨迹的速度趋势；

融合模块24，用于将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势；

表达模块25，用于将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上，并按照预设路况表达方式表达出来；

在具体应用中，本实施例中的高频GPS数据的结构可以参考上述表1。

在具体应用中，所述预处理模块22，可以具体用于

将所述高频GPS数据按照所述车辆标识进行分开存储；

消除所述高频GPS数据中所有GPS点的GPS瞬时速度的波动噪声；

可以理解的是，由于高频GPS点上采集到的瞬时速度受到卫星信号强弱的影响，会产生一些波动，这些波动影响了速度趋势的判断的准确性，因此需要对这些速度波动噪声进行处理。

所述预处理模块22消除所述高频GPS数据中所有GPS点的GPS瞬时速度的波动噪声的具体过程可以包括：

其中，所述第一公式为：

需说明的是，所述预处理模块22需要保证获得的子轨迹内部的速度变化趋势不会受到外在因素的影响，只与当前子轨迹经过的路段的路况有关系。

在具体应用中，所述提取模块23，可以具体用于

利用改进的Douglas一Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度；

需说明的是，所述提取模块23需保证每个速度分段内的速度要保持平稳(即速度稳定或者加速度稳定)。

具体地，所述提取模块23利用改进的Douglas一Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，可以包括：

其中，所述第二公式为：

所述第三公式为：

其中，所述第四公式为：

其中，t_j为所述子轨迹中第j个GPS点的采集时间。

所述第六公式为：

S5、在所述子轨迹的速度曲线的首尾两点间虚连一条直线，求出除了所述首尾两点之外其余各点到该直线的距离。

其中，上述预设第一阈值δ表示可接受的速度的变化，上述预设第二阈值γ表示可接受的加速度的变化，可以根据实际情况进行取值，本实施例并不对其进行限制。例如，δ和γ可以都取值为25，即可以接受5km/h的变化。

具体地，所述提取模块23根据所述每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，判断每一子轨迹的速度趋势，可以包括：

判断每个分段通过的距离是否小于预设距离阈值，将通过的距离小于预设距离阈值的分段按照下游分段的路况状态进行合并，获得每一子轨迹的速度趋势表达。

其中，所述第七公式为：

最终，所述提取模块23可以得到如下的轨迹速度趋势表达：

carid，sort，L＝{linkid}，C＝{(dis，level，time)}

在具体应用中，所述融合模块24，可具体用于

具体地，所述融合模块24将同覆盖区内的每辆车的趋势表达中的趋势集合C，按照L′进行修正，将C的起点对齐到L′的起点，可以包括：

取同覆盖区内的一辆车，计算该车覆盖的路段的集合L中的第一条路段的起点到合并后新的覆盖的路段的集合L′中的第一条路段的起点的距离D_L；

在该车的趋势集合C中加入(D_L，0，0)，然后将每个dis加上距离D_L，就完成了多辆车的对齐。

具体地，所述融合模块24将同覆盖区内的所有车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势，可以包括：

用同覆盖区内的所有辆车的趋势分割位置重新分割每辆车的趋势集合C(即将同覆盖区内的所有辆车对齐)；

过滤同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中异常的分段的状态，获得同覆盖区的轨迹速度趋势表达。

其中，所述同覆盖区的轨迹速度趋势表达为：

L＝{linkid}，C＝{(dis，level)}

其中，所述预设投票算法可以包括：

其中，所述融合模块24过滤同覆盖区内的所有辆车的趋势集合C中异常的分段的状态，获得同覆盖区的轨迹速度趋势表达，可以进一步包括：

在具体应用中，所述预设路况表达方式可以包括：路段加偏移量的方式，和/或位置与方向加偏移量的方式等；

相应地，所述表达模块25，可具体用于

将同覆盖区的路况变化情况分配到其对应区域的对应路段上，并按照路段加偏移量的方式和/或位置与方向加偏移量的方式表达出来。

其中，按照路段加偏移量的方式表达出来的格式为：

linkid，offset₁，level₁，offset₂，level₂...

和/或，

按照位置与方向加偏移量的方式表达出来。

其中，按照位置与方向加偏移量的方式表达出来的格式为：

longitude，latitude，angle，offset₁，level₁，offset₂，level₂...

本实施例的动态路况表达装置，可以用于执行前述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本实施例的动态路况表达装置，可以解决现有技术中所表达出来的路况与实际状况不符的问题，可通过车辆的高频GPS轨迹准确判定了车辆的速度的趋势变化；解决了多辆车的速度的趋势变化的融合表达；准确获取了路况发生变化的位置，提高了路况计算的准确性；基于路段上的偏移量进行路况的表达，路况表达更为精确；基于位置与方向加偏移量的路况表达方法，使路况可以在不同图商的地图间随意使用，而不用进行路网匹配转换工作。

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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种动态路况表达方法，其特征在于，包括：

获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据；

提取所述子轨迹的速度趋势；

其中，上下游关系包括：不经过信号灯、转弯或者道路等级切换；

所述预设路况表达方式包括：路段加偏移量的方式和/或位置与方向加偏移量的方式，相应地，所述按照预设路况表达方式表达出来，包括：按照路段加偏移量的方式表达出来；和/或，按照位置与方向加偏移量的方式表达出来。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高频GPS数据中包括：GPS点采集日期、GPS点采集时间、车辆标识、GPS经度信息、GPS纬度信息、GPS瞬时速度和GPS的即时方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述高频GPS数据进行预处理，包括：

将所述高频GPS数据按照所述车辆标识进行分开存储；

消除所述高频GPS数据中所有GPS点的GPS瞬时速度的波动噪声；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述消除所述高频GPS数据中的GPS瞬时速度的波动噪声，包括：

其中，所述第一公式为：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取所述子轨迹的速度趋势，包括：

利用改进的道格拉斯-普克Douglas-Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用改进的道格拉斯—普克Douglas-Peukcer算法，对每一子轨迹进行速度分段，并计算每个分段通过的距离和每个分段的平均速度，包括：

S5、在所述子轨迹的速度曲线的首尾两点间虚连一条直线，求出除了所述首尾两点之外其余各点到该直线的距离；

和/或，

其中，所述第七公式为：

所述速度趋势表达为：

carid，sort，L＝{linkid}，C＝{(dis，level，time)}

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将子轨迹覆盖的路段有交集或者存在上下游关系的车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将同覆盖区内的所有车辆的速度趋势融合成为表达它们同覆盖区的路况的变化情况的总趋势，包括：

其中，所述同覆盖区的轨迹速度趋势表达为：

L＝{linkid}，C＝((dis，level)}

9.一种动态路况表达装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取预设第一时间段内GPS点的高频GPS数据；

提取模块，用于提取所述子轨迹的速度趋势；