基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法技术

本发明专利技术涉及智能交通领域，公开了一种基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，包括如下步骤：1)获取车辆通过RFID采集器的通行记录，保存在数据库中；2)设置起始时间T1和终止时间T2，从数据库中查找该时间范围内所有车辆的通行数据，得到每辆车的行驶轨迹；3)根据车辆的行驶轨迹，计算车辆通过两个相邻RFID采集器的通行时间间隔，将通行时间间隔与计算的基准时间间隔比较并判断目标车辆在该两个相邻的RFID采集器之间是否有停留，并根据停留点把行驶轨迹划分为不同的出行OD，得到单车的出行OD；4)根据单车出行OD汇聚得到任意两个RFID采集器间的OD矩阵，结合城市划分的交通小区，汇聚得到任意两个交通小区间的OD矩阵。本发明专利技术充分考虑了同时段的其他车辆的出行时间和交通路况，避免了由于交通拥堵等情况造成的停留点误判；适用范围广，覆盖范围大，可以监控城市道路上的大多数车辆，覆盖城市的绝大部分路网。

【技术实现步骤摘要】
基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法
本专利技术涉及智能交通领域，尤其涉及一种基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法。
技术介绍
随着中国经济的发展和城市化建设的推进，汽车保有量急剧增长，城市交通拥堵、交通污染等问题日益突出，严重制约了城市的经济发展。准确掌握城市的交通状态，了解城市居民的出行需求，对于改善交通环境、缓减交通拥堵、支撑交通规划具有重要意义。OD(Origin-Destination)是描述在一定时间段内交通网络中出行起终点间的交通出行量，通常以矩阵的方式展现，也叫OD矩阵。OD按时间段间隔大小可分为静态OD和动态OD。静态OD能够反映城市车辆的出行分布规律，是城市交通系统规划的重要依据，也是交通基础设施建设的基础数据。动态OD是非常重要的交通参数，常用于交通流实时诱导。目前，城市交通OD获取的方法主要有：人工调查法、模型估计法、GPS浮动车法和手机定位法等。传统的人工调查方法费时费力，难以推广；模型估计法运用数学知识估计城市交通的OD矩阵，忽略了诸多现实因素，约束条件强；GPS浮动车法，样本量少且覆盖面窄；手机定位数据，获取困难，涉及个人隐私，成本高。随着居民出行需求的不断增加，道路上的机动车越来越多，传统的OD数据获取方法已经不能满足要求。RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)技术又称为无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。而RFID技术除了有全天候工作、成本低、易部署、多目标识别、不破坏环境、不受环境与光线的影响和寿命长等特点，还具备对车辆进行身份识别和认证的独特优势。将RFID技术用于标识与跟踪机动车，建立RFID电子车牌识别系统，可以自动准确地获取城市路网中车辆的通行记录，进而获取到城市交通的OD矩阵。针对现有城市交通OD计算方法研究对象单一、覆盖范围窄、数据量少、结果不准确等问题，因此，需要提出一种新的城市交通OD计算方法及系统，能够确定车辆行驶轨迹中准确的起点和终点，结合划分的交通小区形成准确的交通OD矩阵。本专利技术适用于所有安装RFID电子车牌的车辆，覆盖范围广，经济安全，成本低廉。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种更普适的基于RFID电子车牌数据的城市交通OD计算方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于RFID数据的城市交通OD计算方法，包括以下步骤：1)获取车辆通过RFID采集器的通行记录，保存在数据库中；2)设置起始时间T1和终止时间T2，从数据库中查找该时间范围内所有车辆的通行数据，得到每辆车的行驶轨迹；3)根据车辆的行驶轨迹，计算车辆通过两个相邻RFID采集器的通行时间间隔，将通行时间间隔与计算的基准时间间隔比较并判断目标车辆在该两个相邻的RFID采集器之间是否有停留，并根据停留点把行驶轨迹划分为不同的出行OD，得到单车的出行OD；4)根据单车出行OD汇聚得到任意两个RFID采集器间的OD矩阵，结合城市划分的交通小区，汇聚得到任意两个交通小区间的OD矩阵。进一步，所述步骤3)中，通过如下方法判断车辆在相邻RFID采集器之间是否停留：若通行时间间隔t＞基准时间T，则判断车辆通过的前一RFID采集器为停留点；若通行时间间隔t≤基准时间T，则判断车辆通过该两个相邻RFID采集器之间无停留点。进一步，步骤3)中，基准时间T通过下式计算：T＝μ+3*σ；上述公式中，μ为某时间段内两个相邻RFID采集器之间的平均通行时间，σ为该时间段内两个相邻RFID采集器之间通行时间的标准差，即：其中，tb1为目标车辆通过后一RFID采集器的通行时间，ta1目标车辆通过前一RFID采集器的通行时间，tbi为目标车辆同一行车方向上第i辆车通过后一RFID采集器的通行时间，tai为目标车辆同一行车方向上第i辆车通过前一RFID采集器的通行时间；时间段为[ta1-0.5,tb1+0.5]，即目标车辆通过前一RFID采集器的前半小时到目标车辆通过后一RFID采集器的后半小时，m为该时间段内相邻RFID采集器间通过的车辆数量，ta1-0.5≤tai且tbi≤tb1+0.5。进一步，所述步骤1)中，通行记录可表示为三元组Record＝<v,r,t>，其中v是车辆的唯一标识号，r为车辆通过RFID采集器的标识，t是车辆v通过RFID采集器r的通行时间。进一步，所述步骤2)具体包括如下步骤：21)设置起始时间T1和终止时间T2；22)从数据库中查找满足T1Record.tT2的所有通行记录，并提取所有不同的车辆标识号；23)从22)中得到的车辆标识号中选取一个标识号v，选取22)中车辆v的所有记录，并将车辆通过RFID采集器的通行时间按照先后顺序排序，得到车辆v的行驶轨迹Trv＝(Record1,Record2,…,Recordn)，Recordi.t<Recordi+1.t，其中Record1为车辆v行驶轨迹Trv中的第一条通行记录，Recordn为轨迹中的最后一条通行记录；若轨迹中记录数>1，则保存车辆v的行驶轨迹Trv；否则，丢弃；24)对于车辆v的行驶轨迹Trv，将轨迹中相邻的RFID采集器的通行数据组合得到车辆通过相邻RFID采集器的通行数据，表示为<v,ra,ta,rb,tb>，其中ta和tb分别为车辆v通过RFID采集器ra和rb的通行时间，并且tb>ta；将行驶轨迹Trv中车辆v通过所有相邻RFID采集器的通行数据存储到数据库中；25)重复执行23)和24)，直到对22)中所有车辆标识号进行了处理。进一步，所述步骤3)具体包括如下步骤：31)取出步骤b中得到的任一车辆v的行驶轨迹Trv，由n条通行记录组成，将车辆通过的第一个RFID采集器r1作为车辆第一次出行的起点O，将车辆通过的最后一个RFID采集器rn作为最后一次出行的终点D；32)计算轨迹中相邻的RFID采集器ri和ri+1的通行时间间隔t＝ti+1-ti,其中ti+1和ti分别为车辆v通过RFID采集器ri+1和ri的通行时间，1in-1；33)根据如下公式确定相邻RFID采集器ri和ri+1的基准时间间隔T；T＝μ+3*σ；上述公式中，μ为时间段[ti-0.5,ti+1+0.5]内相邻RFID采集器ri和ri+1之间的平均通行时间，σ为该时间段内两个RFID采集器之间通行时间的标准差，即：在步骤b中得到的所有相邻RFID采集器的通行数据中，令ra＝ri,rb＝ri+1，查找出时间段ti-0.5≤ta且tb≤ti+1+0.5内所有通过相邻RFID采集器ri和ri+1的数据。其中，tbj为第j辆车通过后一RFID采集器ri+1的通行时间，taj为第j辆车通过前一RFID采集器ri的通行时间。m为该时间段内相邻RFID采集器间通过的车辆数量。34)比较32)中通行时间间隔t和33)中计算的基准时间间隔T，判断目标车辆在相邻RFID采集器ri和ri+1间是否有停留：若通行时间间隔t＞计算的基准时间T，则判断车辆通过的RFID采集器ri为车辆的停留点，将RFID采集器ri作为上一次出行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取车辆通过RFID采集器的通行记录，保存在数据库中；2)设置起始时间T1和终止时间T2，从数据库中查找该时间范围内所有车辆的通行数据，得到每辆车的行驶轨迹；3)根据车辆的行驶轨迹，计算车辆通过两个相邻RFID采集器的通行时间间隔，将通行时间间隔与计算的基准时间间隔比较并判断目标车辆在该两个相邻的RFID采集器之间是否有停留，并根据停留点把行驶轨迹划分为不同的出行OD，得到单车的出行OD；4)根据单车出行OD汇聚得到任意两个RFID采集器间的OD矩阵，结合城市划分的交通小区，汇聚得到任意两个交通小区间的OD矩阵。

【技术特征摘要】
1.基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取车辆通过RFID采集器的通行记录，保存在数据库中；2)设置起始时间T1和终止时间T2，从数据库中查找该时间范围内所有车辆的通行数据，得到每辆车的行驶轨迹；3)根据车辆的行驶轨迹，计算车辆通过两个相邻RFID采集器的通行时间间隔，将通行时间间隔与计算的基准时间间隔比较并判断目标车辆在该两个相邻的RFID采集器之间是否有停留，并根据停留点把行驶轨迹划分为不同的出行OD，得到单车的出行OD；4)根据单车出行OD汇聚得到任意两个RFID采集器间的OD矩阵，结合城市划分的交通小区，汇聚得到任意两个交通小区间的OD矩阵。2.根据权利要求1所述的基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，所述步骤3)中，通过如下方法判断车辆在相邻RFID采集器之间是否停留：若通行时间间隔t＞基准时间T，则判断车辆通过的前一RFID采集器为停留点；若通行时间间隔t≤基准时间T，则判断车辆通过该两个相邻RFID采集器之间无停留点。3.根据权利要求2所述的基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，步骤3)中，基准时间T通过下式计算：T＝μ+3*σ；上述公式中，μ为某时间段内两个相邻RFID采集器之间的平均通行时间，σ为该时间段内两个相邻RFID采集器之间通行时间的标准差，即：其中，tb1为目标车辆通过后一RFID采集器的通行时间，ta1目标车辆通过前一RFID采集器的通行时间，tbi为目标车辆同一行车方向上第i辆车通过后一RFID采集器的通行时间，tai为目标车辆同一行车方向上第i辆车通过前一RFID采集器的通行时间；时间段为[ta1-0.5,tb1+0.5]，即目标车辆通过前一RFID采集器的前半小时到目标车辆通过后一RFID采集器的后半小时，m为该时间段内相邻RFID采集器间通过的车辆数量，ta1-0.5≤tai且tbi≤tb1+0.5。4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，所述步骤1)中，通行记录可表示为三元组Record＝<v,r,t>，其中v是车辆的唯一标识号，r为车辆通过RFID采集器的标识，t是车辆v通过RFID采集器r的通行时间。5.根据权利要求4所述的基于RFID电子车牌的城市交通OD计算方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括如下步骤：21)设置起始时间T1和终止时间T2；22)从数据库中查找满足T1Record.tT2的所有通行记录，并提取所有不同的车辆标识号；23)从22)中得到的车辆标识号中选取一个标识号v，选取22)中车辆v的所有记录，并将车辆通过RFID采集器的通行时间按照先后顺序排序，得到车辆v的行驶轨迹Trv＝(Record1,Record2,…,Recordn)，Recordi.t<Recordi+1.t，其中Record1为车辆v行驶轨迹Trv中的第一条通行记录，Recordn为轨迹中的最后一条通行记录；若轨迹中记录数>1，则保存车辆v的行驶轨迹Trv；否则，丢弃；24)对于车辆v的行驶轨迹Trv，将轨迹中相邻的RFID采集器的通行数据组合得到车辆通过相邻RFID采集器的通行数据，表示为<v,ra,ta,rb,tb>，其中ta和tb分别为车辆v通过RFID采集器ra和rb的通行时间，并且tb>ta；将行驶轨迹Trv中车辆v通过所有相邻RFID采集器的通行数据存储到数据库中；25)重复执行23)和24)，直到对22)中所有车辆标识号进行了处理。6.根据权利要求5所述的基于RFID电子车牌的城市...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑林江，刘卫宁，孙棣华，陈超雄，赵敏，夏冬，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50