CN107564279A - 一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，该系统由浮动车数据系统、中央处理系统、交通指数预处理模块、交通指数确定模块、可视化显示系统组成。系统以浮动车数据为基础，将路段分为快速路、主干路、次干路、支路四类，通过路段平均车速对其交通指数分别进行标定，同时算法考虑了路段缺失浮动车时的速度计算，更加符合路段实际运行情况。本发明算法精度高，可以准确识别道路交通运行状况，为交通规划和管理者提供科学的决策依据。
Description
技术领域
本发明属于交通状态识别预测领域，尤其涉及一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统。
背景技术
随着社会经济的快速发展，汽车保有量近年来保持快速增长，交通出行不断增加，出行者对路段交通状态愈发关注，因此，对路段交通状态识别是近年来交通领域的热点研究问题。传统交通管理者为了对路段交通状态进行定性化分析，引入了交通运行指数（也称交通指数）的概念，用于描述道路交通运行状态，但无法进行直接计算，因此，其实际应用价值不大。在实际应用中，如何利用交通参数对路段交通指数进行计算和分析是本发明的重点内容，同时，城市道路不同类型路段的交通运行状态需进行考虑。
发明内容
本发明的主要目的是，旨在提供一种依据路段车速进行道路交通指数的计算算法，同时考虑不同类型路段的差异性，以提升出行者对路段运行情况的认知。
一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，该系统由浮动车数据系统、中央处理系统、交通指数预处理模块、交通指数确定模块、可视化显示系统组成。
所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到中央处理系统，数据传输系统由信号发射器、天线组成。
所述中央处理系统由CPU、存储器组成，CPU接收浮动车数据系统的GPS数据，并对数据进行计算和处理；存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含路段基础数据信息，包括路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；CPU将浮动车数据系统的GPS数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断。
所述交通指数预处理模块负责计算路段平均车速，其算法如下：
当计算时间段为第T个计算周期且路段存在行驶车辆时，则第T计算周期内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为第辆车的行驶路程，为第i辆车的行驶时间，n为该时间内的总车辆数
当计算时间段为第T个计算周期且路段不存在行驶车辆时，则T时段内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为路段第T-1个时间周期内的平均车速，为路段第T-2个时间周期内的平均车速，为路段第T-3个时间周期内的平均车速。
所述交通指数确定模块根据所求路段车速及路段类型确定路段交通指数，交通指数（TPI）计算方法如下，
当路段为快速路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
当路段为主干路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
当路段为次干路及支路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
路段拥堵等级根据交通指数共分为5个等级，包括：畅通[0-2）、基本畅通[2-4）、轻度拥堵[4-6）、中度拥堵[6-8）、重度拥堵[8-10）。
所述可视化显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入路段ID对路段交通指数进行查询。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统的系统框图。
具体实施方式
本发明的主要目的是，旨在提供一种依据路段车速进行道路交通指数的计算算法，同时考虑不同类型路段的差异性，以提升出行者对路段运行情况的认知。
一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，该系统由浮动车数据系统、中央处理系统、交通指数预处理模块、交通指数确定模块、可视化显示系统组成。
所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到中央处理系统，数据传输系统由信号发射器、天线组成。
所述中央处理系统由CPU、存储器组成，CPU接收浮动车数据系统的GPS数据，并对数据进行计算和处理；存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含路段基础数据信息，包括路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；CPU将浮动车数据系统的GPS数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断。
所述交通指数预处理模块负责计算路段平均车速，其算法如下：
当计算时间段为第T个计算周期且路段存在行驶车辆时，则第T计算周期内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为第辆车的行驶路程，为第i辆车的行驶时间，n为该时间内的总车辆数
当计算时间段为第T个计算周期且路段不存在行驶车辆时，则T时段内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为路段第T-1个时间周期内的平均车速，为路段第T-2个时间周期内的平均车速，为路段第T-3个时间周期内的平均车速。
所述交通指数确定模块根据所求路段车速及路段类型确定路段交通指数，交通指数（TPI）计算方法如下，
当路段为快速路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
当路段为主干路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
当路段为次干路及支路时：
式中，TPI为交通指数，V为路段平均速度
路段拥堵等级根据交通指数共分为5个等级，包括：畅通[0-2）、基本畅通[2-4）、轻度拥堵[4-6）、中度拥堵[6-8）、重度拥堵[8-10）。
所述可视化显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入路段ID对路段交通指数进行查询。
车辆行驶在路段上时， GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到中央处理系统。中央处理系统根据平均速度计算公式计算路段的平均速度，同时自动查询路段类型，若路段为快速路，则根据快速路交通指数算法进行计算，若为主干路，则根据主干路交通指数算法进行计算，若为次干路或支路，则根据次干路、支路交通指数算法进行计算，同时根据交通指数确定该路段的路段拥堵等级。可通过输入设备如键盘输入路段ID，系统通过输入ID与路段ID进行查询。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，其特征在于：系统由浮动车数据系统、中央处理系统、交通指数预处理模块、交通指数确定模块、可视化显示系统组成；所述浮动车数据系统由浮动车、GPS定位系统、数据传输系统组成，浮动车为安装GPS定位系统的车辆，以小客车、出租车、公交车为主，GPS定位系统实时收集车辆地理位置、行驶时间信息，通过数据传输系统将信号传送到中央处理系统，数据传输系统由信号发射器、天线组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，其特征在于：所述中央处理系统由CPU、存储器组成，CPU接收浮动车数据系统的GPS数据，并对数据进行计算和处理；存储器由硬盘组成，对数据进行存储，同时存储器包含路段基础数据信息，包括路段ID，路段长度，路段类型（分为快速路、主干路、次干路、支路）及路段经纬度坐标；CPU将浮动车数据系统的GPS数据与路段经纬度坐标进行匹配，对车辆所在路段进行识别和判断。
3.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，其特征在于：所述交通指数预处理模块负责计算路段平均车速，其算法如下：
当计算时间段为第T个计算周期且路段存在行驶车辆时，则第T计算周期内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为第辆车的行驶路程，为第i辆车的
行驶时间，n为该时间内的总车辆数
当计算时间段为第T个计算周期且路段不存在行驶车辆时，则T时段内的路段平均车速为
式中，为路段第T个时间周期内的平均车速，为路段第T-1个时间周期内的平均车
速，为路段第T-2个时间周期内的平均车速，为路段第T-3个时间周期内的平均车
速。
4.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，其特征在于：所述交通指数确定模块根据所求路段车速及路段类型确定路段交通指数，交通指数（TPI）计算方法如下，
当路段为快速路时：
式中，TPI 为交通指数，V为路段平均速度
当路段为主干路时：
式中， TPI 为交通指数，V为路段平均速度
当路段为次干路及支路时：
式中，TPI 为交通指数，V为路段平均速度
路段拥堵等级根据交通指数共分为5个等级，包括：畅通[0-2）、基本畅通[2-4）、轻度拥堵[4-6）、中度拥堵[6-8）、重度拥堵[8-10）。
5.根据权利要求1所述的一种基于浮动车数据的交通指数计算方法及系统，其特征在于：所述可视化显示系统由显示器、鼠标、键盘组成，可由键盘输入路段ID对路段交通指数进行查询。
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