基于出租车和公交GPS数据的公交运行状态判别方法及应用系统

摘要

本发明属于智能交通技术领域，基于出租车和公交GPS数据的公交运行状态判别方法及应用系统，整个系统包括前端出租车与公交GPS实时数据采集系统和后台核心数据处理系统两个部分，所述前端出租车与公交GPS实时数据采集系统为所述后台核心数据采集系统提供实时的基础数据。系统完成（1）数据采集（2）数据预处理（3）交通参数估计（4）公交运行状态判别。利用历史数据库进行分析，给每个路段划定公交运行状态阈值，然后根据交通参数估计模型实时计算输出的路段公交运行速度判别公交运行状态，状态分为畅通、缓行、拥挤三个等级。本发明利用公交数据与出租车数据融合进行分析，提高了数据的质量与判别的准确性。

主权项

一种基于出租车与公交GPS数据的公交运行状态判别系统，其特征在于，整个系统包括前端出租车与公交GPS实时数据采集系统和后台核心数据处理系统两个部分，所述前端出租车与公交GPS实时数据采集系统为所述后台核心数据采集系统提供实时的基础数据，所述前端出租车与公交GPS数据实时采集系统包括车载出租车GPS设备、公交GPS数据两个终端设备，以及现有的线路站点信息表、路网GIS地图，它们提供的基础数据分别是：出租车GPS实时数据、公交GPS实时数据、线路站点基础信息数据表、GIS空间数据库，所述后台核心数据处理系统又包括有预处理模块、交通参数估计模块、公交运行状态判别模块和历史数据库，其中：所述预处理模块，包括异常数据识别模块、数据地图匹配模块、路段数据修正模块、和公交数据补充模块，所述异常数据识别模块以出租车GPS数据与公交GPS数据作为输入，根据两者在历史数据库中的历史数据特征与相关性来识别剔除掉其中的异常数据，所述数据地图匹配模块对异常数据识别模块输出的出租车及公交GPS数据，再结合线路站点信息表、路网GIS地图对其进一步进行路段和站点的匹配，从而剔除其中错误的数据，所述路段数据修正模块对于数据地图匹配模块输出的速度正常但其它字段有异常的克服其存在的小问题，利用相邻数据完成数据的修正，所述公交数据补充模块对路段数据修正模块输出的修正数据后，在实时数据输入样本量不足的情况下，则调取历史数据库中的历史数据进行补充，如此通过融合历史数据来提高数据质量，该输出的高质量数据分别更新历史数据库和提供给交通参数估计模块加以提取其中有用的参数，所述交通参数估计模块，包括交通参数提取模块和公交运行特征估计模块，所述的交通参数提取模块提取从预处理后输出的同一时刻对应该路段的公交GPS数据和出租车GPS数据两种基础数据，从中分别提取出公交路段行程时间、公交数据样本量、出租车路段运行速度、出租车数据样本量这四项参数，所述公交运行特征估计模块利用海量历史数据进行模型拟合，获取不同道路特征下对应的某公交路段运行速度估计模型，以此模型参数建立路段公交运行特征库，路段公交运行特征基础模型如下：$V_{bus}=\frac{\frac{t_{bus}\times q_{bus}}{L}\times \alpha +V_c\times q_c\times \beta }{q_{bus}+q_c}$式中，V_bus是公交车的路段运行速度，t_bus是采集到的数据样本公交车行程时间，q_bus是公交车的样本数，L是路段长度，V_c是出租车的路段运行速度，q_c是出租车的样本数，α和β是路段权重系数，根据历史数据标定而得，以交通参数提取模块提供的公交路段行程时间、公交数据样本量、出租车路段运行速度、出租车数据样本量作为模型的输入，所述公交运行特征估计模块并以公交路段运行速度作为输出，同时更新历史数据库，所述公交运行状态判别模块，包括判别阈值确定模块和公交运行状态判定模块，所述判别阈值确定模块利用历史数据库进行分析给每个路段划定公交运行状态阈值，然后根据交通参数估计实时计算的路段公交运行速度判别公交运行状态，将状态分为畅通、缓行、拥挤三个等级。