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基于出租车跟踪的市区路网交通状态估计方法 3史文欢孔庆杰刘允才(上海交通大学图像处理与模式识别研究所 上海 200240)摘 要 为了获取市区路网的交通状态 ,提出了一种基于出租车跟踪的市区路网交通状态估计方法 。该方法采用 GPS 定位设备获取出租车的行驶数据 ,然后结合数字地图数据对其中的位置数据进行修 正 ,并采用 A 3 启发式有哪些信誉好的足球投注网站算法对出租车进行跟踪 ,最终通过计算出租车跟踪路径在所覆盖路段上的置信参数来实现对市区路网交通状态的估计 。基于上海市的出租车 GPS 调度数据和市区路网数字 地图数据的应用实例验证了这一方法的可用性 。关键词GPS ;出租车跟踪 ;交通状态估计中图分类号 : T P391文献标志码 : ADOI :10 . 3963/ j . ISSN 167424861 . 2009 . 05 . 006随着汽车的普及 ,城市交通拥堵变得愈加严重 ,交通状态估计可以为缓解交通拥堵提供交通 状态信息 , 因 此成 为了 研 究热 点 。Wo r k 等 人[ 1 ] 曾提出一种扩展卡尔曼滤波器 ( E KF) ,用于基于GPS 浮动车的高速公路交通状态估计 ,但无法有 效地应用于市区交通状态估计 。Poo mrit ti gul 等 人[ 2 ] 曾提 出 了 在 市 区 路 网 上 , 使 用 无 车 辆 号 的 GPS 行驶数据对市区路网上的车辆平均行驶 速 度进行估计的方法 ,但是该方法过于简单 ,估计精度不足 。俞泉等人[ 3 ] 建立了最小方差模型来动态 拟合出租车的 GPS 瞬时速度 ,但是该模型没有考 虑路口的等待时间和交通信号灯对出租车速度的 影响 ,因此估计的准确性受到了影响 。使用出租车的行驶数据来估计市区路网的交通状态 ,一般需考虑出租车停靠 、等客及空载低速 行驶对估计值准确性的影响 。所幸 ,许多城市对 出租车停靠 、等客的限制越来越严格 ,且市区车流 密度较大容易造成车辆跟驰 ,因此降低了出租车 停靠 、等客及空载低速行驶情况的发生 。此外 ,还可通过筛选可靠性较高的出租车行驶数据 ( 如仅 用载客出租车的数据) 来降低上述情况对估计值 的影响 。在国内外众多大城市中 ,出租车在市区 路网上的行驶车辆中占有较高的比重 ,能够满足 基于探测车的交通状态估计方法中关于探测车占路网 行 驶 车 辆 的 比 例 不 得 低 于 4 % ～ 5 % 的 要 求[ 4 ] 。因此 ,选择出租车的行驶数据来估计市区路网的交通状态具备一定的适用性和可行性 。本文采用 GPS 定位设备获取出租车的行驶 数据 ,然后结合数字地图数据对其中的位置数据 项进行修正 , 并采用 A 3 启发式有哪些信誉好的足球投注网站算法对出租车实施跟踪 ,依据跟踪路径覆盖路段的比例来计 算相关的置信参数 ,最终估计市区路网交通状态 。数据处理通过使用 GPS 定位设备 ,出租车的行驶数据 不断被记录 。在出租车的行驶数据中 ,每个定位 信息被称为 1 个点数据 ,其包括记录时刻值和当 时的出租车的 ID 和位置 。在实时接收了一段时 间 (下称估计周期) 的行驶数据后 ,本文按照如下 步骤对数据进行处理 。1 . 1位置修正由于 GPS 定位存在着一定的误差 ,所以必须 对行驶数据中的位置数据进行修正 。常用的位置 修正算法主要分为 : 依据几何原理的位置修正算 法和依据概率统计理论的位置修正算法 ,前者可进一步划分 为 : “点 - 线”几 何 投 影 修 正 算 法 和 “线 - 线”几何投影修正算法[ 5 ] 。考虑到本文位置 修正算法必须具有 较高 的 实时 性 , 遂采 用“点 - 线”几何投影位置修正算法 ,其具体过程如下 :1) 考虑每个定位位置的邻近区域 ,将本区域中的全部路段作为投影候选路段 。将每个定位位 置 投影到候选路段上 ,然后分别计算各自的投影收稿日期 :2008202218修回日期 :20092062193 国家“十一五”科技支撑计划项目 ( 批准号 :2006BAJ 18B02) 资助作者简介 :史文欢 ( 1986) ,硕士生. 研究方向 ;智能交通系统. E2mail : st even - 3651 @sit u . edu . cn30交通信息与安全 2009 年第 5 期 第 27 卷 总 151 期距离和路段走向与出租车行驶方向之间的夹角 。2) 投影修正 。如果某个投影所产生的上述 夹角在 0～10°内且投影距离最短 ,则将原始定位 位置投影到该投影所对应的候选路段上 ,投影位 置便是修正后的定位位置 ;否则 ,如果全部投影的上述夹角都不在 0～10°内 ,则将原始定位位置投 影到夹角最小投影所对应的候选路段上 。重复步骤 1 和 2 , 直到所有点数据的定位位 置都进