基于ETC收费数据的高速公路路段行程速度计算方法

摘要

本发明公开了一种基于ETC收费数据的高速公路路段行程速度计算方法，包括：ETC原始交易数据预处理；基于ETC交易数据的路段行程速度计算。根据计算时间周期内路段ETC数据量大小，分两种情形给出了不同样本量水平下速度的计算方法。本发明以数据库分析和数据挖掘技术为依托，对ETC原始数据进行提取、删除和筛选、划分计算时段等预处理，提高了数据质量。建立了基于多OD对的路段行程速度计算模型。为保证数据量充足，利用包含计算路段的多个OD对ETC交易数据计算路段的行程速度，对OD速度和路段所占OD对里程比例进行复合加权，得到路段的行程速度。本发明解决了高速公路速度监测数据质量差、准确度低的问题。

主权项

一种基于ETC收费数据的高速公路路段行程速度计算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，进行ETC原始交易数据预处理；步骤1.1，提取ETC原始数据中主要字段内容；步骤1.2，按照下面的规则删除错误数据和筛选有效数据：(1)删除出口时间和入口时间不在同一天的交易数据；(2)删除出口时间早于入口时间的交易数据；(3)删除收费数据记录中入口站点和出口站点相同的记录；(4)删除采用开放式收费的高速公路数据；(5)筛选出正常交易记录及特殊事件中正常交易记录的数据；(6)筛选出交易状态是从ETC车道入并且从ETC车道出的数据；(7)筛选出交易数据为出口记录的数据；(8)在数据预处理后，删除车辆行程速度低于5km/h高于120km/h的数据步骤1.3，划分计算时段；早06:00～23:00，以10分钟为时间周期对交易记录进行时段划分；23:00～次日06:00，以1小时为时间周期对交易记录进行时段划分；步骤1.4，根据单条记录计算车辆的行程时间与速度；(1)计算行程时间单条记录车辆在高速公路上的行驶时间为：T＝T₁‑T₂式中，T为车辆在OD上的行程时间，T₁为出口时间，T₂为入口时间，单位均为秒；(2)计算速度以OD对进出口收费站为关联条件，从ETC系统的费率表中得到车辆OD对的里程，此里程与车辆行程时间之比即为单数据在高速公路上的行程速度；步骤2，根据ETC交易数据计算高速公路路段速度；步骤2.1，判断在计算时段内通过计算路段的ETC车辆是否满足最小样本量要求；所述的路段为高速公路同方向相邻收费站之间的道路，OD对为高速公路上任意入口收费站和出口收费站之间的道路；规定10分钟内通过计算路段的最小ETC车辆数为14辆；步骤2.2，根据ETC交易数据计算路段的行程速度；计算分为两类情形：单位监测周期内通过的ETC车辆数大于等于最小样本量和小于最小样本量；计算公式为：$\left\{\begin{array}{ccc}{V}_{\mathrm{ij}}=\frac{1}{n}\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{D_j}{T_{\mathrm{ik}}}& n\ge N_0& \left(1\right)\\ V_{\mathrm{ij}}=\frac{a_1\times v_{{\mathrm{OD}}_{\mathrm{ij}}}^1\times {\theta }_1+a_2\times v_{{\mathrm{OD}}_{\mathrm{ij}}}^2\times {\theta }_2....+a_z\times v_{{\mathrm{OD}}_{\mathrm{ij}}}^z\times {\theta }_z}{\underset{z=1}{\overset{z}{\Sigma }}{\theta }_z}& n<N_0& \left(2\right)\end{array}\right.$式中，V_ij为i时间段j路段的行程速度；D_j为j路段的里程；T_ik为i时间段的第k条数据车辆的行程时间，k＝1,2,…,n，n为i时间段内j路段单位监测周期内通过的ETC车辆数，N₀为最小样本量，由数据测试结果确定；为包含j路段的第z组OD对在i时间段内的平均行程速度，z＝1,2,…,Z，Z为在j路段数据量不足时，纳入计算的OD对数量；a_z为对计算路段速度的折减系数；θ_z为计算路段j所占第z组OD对里程比例在计算路段速度时的权重系数。