一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，包括以下步驟：計(jì)算總體數(shù)據(jù)有效性與分時(shí)數(shù)據(jù)有效性；確定數(shù)據(jù)缺失程度，并根據(jù)缺失程度進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理；計(jì)算數(shù)據(jù)流量有效性；依次確定每組數(shù)據(jù)有效性結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果確定數(shù)據(jù)異常等級(jí)；計(jì)算周期數(shù)據(jù)有效性結(jié)果，根據(jù)周期數(shù)據(jù)有效性結(jié)果確定周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)，并根據(jù)數(shù)據(jù)異常等級(jí)與周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)選擇相應(yīng)的處理方式。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源數(shù)量與質(zhì)量統(tǒng)計(jì)學(xué)特征實(shí)現(xiàn)了以較少參數(shù)識(shí)別浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性的方法，降低了浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源處理的復(fù)雜度，實(shí)踐效果好，可操作性強(qiáng)；同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)方案選擇式多源數(shù)據(jù)處理方式保證了多源數(shù)據(jù)處理的高效性與可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種淳動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市智能交通數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性 分析處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源是城市智能交通信息采集中應(yīng)用較廣的一種交通數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)源， 由于其相對(duì)于其他固定檢測(cè)器數(shù)據(jù)源更準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果、更大的覆蓋范圍以及更 靈活的部署條件等優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。通過(guò)對(duì)浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析并 得到城市道路交通狀態(tài)信息結(jié)果是目前智能交通領(lǐng)域的主流研究方向。
[0003] 但是，浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源同樣也具有一定的固有缺陷。由于浮動(dòng)車(chē)分散性的固有特點(diǎn)， 原始浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)一般具有數(shù)據(jù)噪聲高、部分區(qū)域缺失情況嚴(yán)重、穩(wěn)定性不足等缺點(diǎn)，使 得基于這類(lèi)原始數(shù)據(jù)處理后所得浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)存在一定程度的先天不足。因此，采用單一浮 動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的智能交通系統(tǒng)往往具有較大的誤差，需要結(jié)合其他檢測(cè)數(shù)據(jù)源來(lái)對(duì)采集數(shù)據(jù) 進(jìn)行調(diào)整改善。這個(gè)過(guò)程就是多源數(shù)據(jù)處理技術(shù)的一個(gè)重要部分。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)對(duì)多源交通數(shù)據(jù)處理技術(shù)，尤其是浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)源 采集數(shù)據(jù)的多源數(shù)據(jù)處理技術(shù)的技術(shù)研究大多仍然停留于理論研究階段，能夠應(yīng)用于實(shí)際 智能交通系統(tǒng)的工程實(shí)踐應(yīng)用研究較少，而且也沒(méi)有表現(xiàn)出數(shù)據(jù)源的有效性程度對(duì)交通數(shù) 據(jù)分析處理的積極影響。實(shí)際上，交通數(shù)據(jù)的有效性是對(duì)道路交通指數(shù)的計(jì)算有著直接影 響的重要因素。正確可靠的交通數(shù)據(jù)可以得出客觀(guān)有效的交通指數(shù)結(jié)果，而異常的交通數(shù) 據(jù)則會(huì)產(chǎn)生部分偏差甚至嚴(yán)重錯(cuò)誤的結(jié)果。根據(jù)對(duì)大量交通數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，交通數(shù) 據(jù)有效性包含兩個(gè)方面：（1)數(shù)據(jù)數(shù)量的完備性；（2)數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性。只有同時(shí)滿(mǎn)足這 兩個(gè)方面的要求的交通數(shù)據(jù)才是有效的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)在這方面存在著明顯不足，降低了 以浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源為基礎(chǔ)的智能交通系統(tǒng)的交通信息的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，設(shè)計(jì)一種浮 動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理 方法，該方法以單元路段為處理單位，按預(yù)設(shè)的處理周期定時(shí)進(jìn)行處理，計(jì)算總體數(shù)據(jù)有效 性與分時(shí)數(shù)據(jù)有效性；確定數(shù)據(jù)缺失程度，并根據(jù)缺失程度進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理；計(jì)算 數(shù)據(jù)流量有效性；依次確定每組數(shù)據(jù)有效性結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果確定數(shù)據(jù)異常等級(jí)；計(jì)算 周期數(shù)據(jù)有效性結(jié)果，根據(jù)周期數(shù)據(jù)有效性結(jié)果確定周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)，并根據(jù)數(shù)據(jù)異 常等級(jí)與周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)選擇相應(yīng)的處理方式；實(shí)現(xiàn)了以較少參數(shù)識(shí)別浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源 有效性的方法，運(yùn)算效率高，可操作性強(qiáng)，保證了多源數(shù)據(jù)處理的高效性和可靠性。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方 法，所述浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)至少包含路段平均行程速度與浮動(dòng)車(chē)流量?jī)蓚€(gè)檢測(cè)參數(shù)， 所述浮動(dòng)車(chē)流量為一個(gè)浮動(dòng)車(chē)采集周期Crc時(shí)間段內(nèi)經(jīng)過(guò)該單元路段的浮動(dòng)車(chē)數(shù)量，包括 如下步驟：
[0007] (1)預(yù)設(shè)處理周期Ctpi，獲取單元路段歷史浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算浮動(dòng)車(chē) 數(shù)據(jù)源的總體數(shù)據(jù)有效性QT;
[0008] (2)將一天的所有時(shí)間劃分為關(guān)注時(shí)段與其他時(shí)段，根據(jù)每組浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)采集時(shí) 間所屬時(shí)段計(jì)算浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的分時(shí)數(shù)據(jù)有效性QP;
[0009] (3)通過(guò)計(jì)算比較確定處理周期Ctpi內(nèi)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)缺失程度，根據(jù)缺失 程度進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理；
[0010](4)依次計(jì)算處理周期Ctpi內(nèi)步驟（3)中的每組非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流量有 效性Qf;
[0011] (5)根據(jù)計(jì)算結(jié)果QT、QP、Qf依次計(jì)算處理周期CTPI內(nèi)每組非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)有效性Vt，根據(jù)計(jì)算結(jié)果Vt確定浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)異常等級(jí)；
[0012] (6)通過(guò)Vt與步驟（3)缺失數(shù)據(jù)處理結(jié)果計(jì)算本處理周期Ctpi內(nèi)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的 周期數(shù)據(jù)有效性Vt。，根據(jù)計(jì)算結(jié)果Vt。確定周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)。
[0013] 作為優(yōu)選，根據(jù)步驟（5)的數(shù)據(jù)異常等級(jí)與步驟￠)的周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)對(duì)每 組浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)選擇多源數(shù)據(jù)處理方式進(jìn)行處理。
[0014] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)總體數(shù)據(jù)有效性計(jì)算公式如下：
[0015] Ns=αΤΧ(Τ·hF)

【權(quán)利要求】
1. 一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 預(yù)設(shè)處理周期CTPI，獲取單元路段歷史浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù) 源的總體數(shù)據(jù)有效性QT; (2) 將一天的所有時(shí)間劃分為關(guān)注時(shí)段與其他時(shí)段，根據(jù)每組浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)采集時(shí)間所 屬時(shí)段計(jì)算浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的分時(shí)數(shù)據(jù)有效性QP; (3) 通過(guò)計(jì)算比較確定處理周期CTPI內(nèi)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)缺失程度，根據(jù)缺失程度 進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理； (4) 依次計(jì)算處理周期CTPI內(nèi)步驟（3)中的每組非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流量有效性 Qf； (5) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果Qt、QP、Qf依次計(jì)算處理周期CTPI內(nèi)每組非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)有 效性VT，根據(jù)計(jì)算結(jié)果VT確定浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)異常等級(jí)； (6) 通過(guò)VT與步驟（3)缺失數(shù)據(jù)處理結(jié)果計(jì)算本處理周期CTPI內(nèi)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的周期 數(shù)據(jù)有效性VT。，根據(jù)計(jì)算結(jié)果VT。確定周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，根據(jù) 步驟（5)的數(shù)據(jù)異常等級(jí)與步驟（6)的周期數(shù)據(jù)有效性等級(jí)對(duì)每組浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)選擇多源數(shù) 據(jù)處理方式進(jìn)行處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所 述步驟（1)總體數(shù)據(jù)有效性計(jì)算公式如下：
其中，Ns為路段一天中在有效時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)能夠采集的有效交通數(shù)據(jù)量，at為總體有效 性系數(shù)，T為一天中的有效時(shí)間長(zhǎng)度，單位為分鐘；hF為浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)采集頻率，Crc 為一個(gè)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)采集周期；QT為總體數(shù)據(jù)有效性，取值范圍為[〇, 1]，計(jì)算結(jié)果超過(guò)1時(shí) 取值為1，D為歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)天數(shù)，NTi為第i天實(shí)際采集的交通數(shù)據(jù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所 述步驟（2)計(jì)算分時(shí)數(shù)據(jù)有效性計(jì)算公式如下：

其中，NSi為路段在第i個(gè)時(shí)段內(nèi)所能夠采集的有效交通數(shù)據(jù)量，aP為分時(shí)段有效性系 數(shù)，t為第i個(gè)時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，單位為分鐘；QPi為第i個(gè)時(shí)段內(nèi)的數(shù)據(jù)有效性，取值范圍 為[〇, 1]，計(jì)算結(jié)果超過(guò)1時(shí)取值為1 ;QP為路段分時(shí)數(shù)據(jù)有效性，取值范圍為[〇, 1]，k為 關(guān)注的時(shí)段個(gè)數(shù)，q〇為其他時(shí)段的有效性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所 述步驟（3)確定數(shù)據(jù)缺失程度，進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理的步驟包括： 1) 計(jì)算處理周期時(shí)間內(nèi)的實(shí)際浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)量N。； 2) 比較實(shí)際浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)量與理想浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)量NK的大小，NK=CTPI ?hF; 3) 如果有NK，則不存在數(shù)據(jù)缺失，不需要進(jìn)行缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理，缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處 理結(jié)束； 4) 如果有yN#Ne<NK，則存在輕微數(shù)據(jù)缺失，使用其他數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)補(bǔ)充缺失時(shí)刻的 浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)；如果有Ne< ，則存在嚴(yán)重?cái)?shù)據(jù)缺失，將采集周期內(nèi)浮動(dòng)車(chē)采集數(shù)據(jù)完全用 同時(shí)間段內(nèi)其他數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)替換；其中，U為缺失系數(shù)； 5) 將補(bǔ)充處理后的數(shù)據(jù)的有效性確定為50%，缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)充處理結(jié)束。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所 述步驟（4)非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的流量有效性計(jì)算公式如下：
其中，F(xiàn)A為參考浮動(dòng)車(chē)流量，向下取整，CFm為城區(qū)浮動(dòng)車(chē)總數(shù)，CK為城區(qū)單元路段總 數(shù)；QFS路段數(shù)據(jù)流量有效性，取值范圍為[QF〇, 1]，計(jì)算結(jié)果超過(guò)1時(shí)取值為1 ;QF(I為基準(zhǔn) 浮動(dòng)車(chē)通行數(shù)據(jù)有效性；aF為數(shù)據(jù)流量有效性系數(shù)；f為浮動(dòng)車(chē)流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所述 步驟（5)處理周期內(nèi)非缺失浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)有效性計(jì)算公式如下：
其中，QTP為統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)參考有效性，V:為當(dāng)前時(shí)刻浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)有效性結(jié)果；av為交 通數(shù)據(jù)的有效系數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所 述步驟（5)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)異常等級(jí)劃分為三個(gè)等級(jí)：正常、輕度異常、重度異常；其中 數(shù)據(jù)有效值大于60%的為正常等級(jí)；數(shù)據(jù)有效值小于或等于60%且大于20%的為輕度異 常；數(shù)據(jù)有效值小于或等于20%的為嚴(yán)重異常。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所述 步驟（6)浮動(dòng)車(chē)周期數(shù)據(jù)有效性的計(jì)算步驟包括： 1) 選擇處理周期內(nèi)除缺失補(bǔ)充數(shù)據(jù)之外的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)，計(jì)算初始有效性；計(jì)算初始有 效性的公式如下：
其中，VT(I為周期數(shù)據(jù)初始有效性；k為處理周期內(nèi)除缺失補(bǔ)充數(shù)據(jù)之外的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù) 個(gè)數(shù)；VTi為第i個(gè)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)的有效性； 2) 遍歷處理周期內(nèi)除缺失補(bǔ)充數(shù)據(jù)之外的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)，選擇滿(mǎn)足數(shù)據(jù)有效性條件的數(shù) 據(jù)，排除不滿(mǎn)足條件的數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)有效性條件為
其中，€為修正系數(shù)；〇 〇為數(shù)據(jù)有效區(qū)間； 3) 將步驟2)中選擇的浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)與缺失補(bǔ)充數(shù)據(jù)組合，計(jì)算周期有效性；所述計(jì)算周 期有效性的公式如下：
其中，VT。是周期數(shù)據(jù)有效性結(jié)果；m為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；V"為第j個(gè)數(shù)據(jù)的有效性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所述 步驟（6)浮動(dòng)車(chē)周期數(shù)據(jù)根據(jù)周期數(shù)據(jù)有效性取值結(jié)果劃分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)；其中周 期數(shù)據(jù)有效值小于30 %的為A等級(jí)；周期數(shù)據(jù)有效值大于或等于30 %且小于60 %的為B等 級(jí)；周期數(shù)據(jù)有效值大于或等于60%且小于或等于75%的為C等級(jí)；周期數(shù)據(jù)有效值大于 75%的為D等級(jí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源有效性分析處理方法，其特征在于，所述 的多源數(shù)據(jù)處理方式包括如下三種方式： (1) 保持不變，即維持浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)不作改變； (2) 多源數(shù)據(jù)融合，即將同時(shí)刻浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)融合處 理； (3) 他源數(shù)據(jù)替換，即將同時(shí)刻其他數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)替換浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104485000SQ201410852321
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】魏勇, 徐建軍, 邵小華, 王輝 申請(qǐng)人:浙江銀江智慧交通集團(tuán)有限公司