基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法技术

一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法，其采用收费站ETC车道OBU检测器以及路侧OBU检测器获取路段交通流速度、路网运行指数以及路段间预计行驶时间，并将其告知车辆。本发明专利技术的检测方法将收费站ETC车道OBU检测器的数据与路侧OBU检测器的数据相结合提高了高速公路路网实时交通运行状态检测结果的准确性，以及收费站之间的行程时间估计的可靠性，从而提升了交通管理部门的监管能力和服务水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法，其采用收费站ETC车道OBU检测器以及路侧OBU检测器获取路段交通流速度、路网运行指数以及路段间预计行驶时间，并将其告知车辆。本专利技术的检测方法将收费站ETC车道OBU检测器的数据与路侧OBU检测器的数据相结合提高了高速公路路网实时交通运行状态检测结果的准确性，以及收费站之间的行程时间估计的可靠性，从而提升了交通管理部门的监管能力和服务水平。【专利说明】基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法
本专利技术涉及一种高速公路路网运行状态检测方法，尤其是涉及一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法。
技术介绍
我国从2005年开始组织国家高速公路不停车收费服务关键技术研究和应用，截止2013年，统一标准的不停车收费系统(又称为电子收费系统，ETC Electronic TollCollection)覆盖26个省市，用户达600万以上。用户的OBU是一个具有唯一识别码的信息载体，在OBU应用方面，专利文献I(CN202523116U)公开了一种基于移动网络的不停车高速公路行驶路径记录系统，其通过RSU模块检测OBU模块，向其读取临时路径信息表的信息，即移动基站编号，通过记录覆盖高速公路的移动基站编号，来确定车辆行驶过的真实路径，有效地解决了高速公路收费现状中“二义性”或者“多义性”以及停车确认行驶路径耗时、堵塞交通的问题。但是这种记录系统是出于解决收费现状中的“多义性”的目的来通过移动基站来确定单个车辆行驶过的真实路径，但由于其目的而使得无法从整体上高效分析路网的运行状态，也无法实现对路网状态的有效检测和避免车辆拥堵 专利文献2 (CN102426349A)公开了一种ETC系统的车辆定位方法、装置及不停车收费系统，并且通过所捕捉到的OBU发射的微波信号的波束的角度声称OBU对应的被测车辆的位置数据，实现了对ETC车辆的纵向定位，精确的确定车载电子标签在通信区域中的物理位置，并与视频抓拍系统配合查找到电子收费系统中无电子标签车辆或交易不成功的标签车辆的信息，从而实现ETC车辆违章的稽查，及通行费追缴。由于这种定位装置出于对未予缴费的车辆进行稽查定位的目的，使得该定位装置也无法从整体上高效分析路网的运行状态，也无法实现对路网状态的有效检测和避免车辆拥堵。专利文献3 (CN103258428A)公开了一种基于ETC设备实现交通状态采集的方法，其在高速公路沿线合理布设多个基于DSRC的交通信息采集设备，利用车辆装载的ETC车载设备，基于DSRC的交通信息采集设备的信号覆盖区域，被连续发射的微波信号唤醒，与该交通信息采集设备发生信息交互过程，并由后台管理中心由上传数据分析出当前路段的交通流量及拥堵程度，解决了 ETC车载终端作为信息采集源，来实现交通流量统计、交通拥堵程度分析等服务的技术问题。但是这种方法仅采用路侧检测实现对路网状态的统计分析，只能反映一个行程中两个DSRC信息采集点之间路段的交通运行状态，无法反映经过入口减速、匝道行程时间、时钟同步等因素的影响，因此，其无法全面、可靠地反映高速公路网的真实运行情况，也无法给予高速公路出行者提供两收费站之间可靠的行程时间估量，从而无法有效提升交通管理部门的高速公路网运行监管能力和服务水平。由此可见，传统交通检测器(线圈、微波、超声波)只能检测到断面交通流参数(如交通量、断面速度等)，对路段交通流速度、路段平均行驶时间、路网拥堵和路网运行状态等无法直接得到，需要密布检测器并且配合复杂的计算才可得到，而且准确度较差。而路侧OBU检测器虽然具有成本低、安装方便(可安装在门架或路侧)、所需供电功率小、可适应多种数据传输方式等优点，但无法直接得到路段交通流速度、平均行驶时间、路网拥堵和路网运行状态，也无法避免由于个别车辆的超速、停车等所导致的不可信数据影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于一种新型高速公路数据采集设备的高速公路路网运行状态检测方法，为交通管理者提供及时、准确的高速公路网的路网运行信息，有效提升对公众出行者的服务水平。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法。按照本专利技术的第一方面，本专利技术的基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法包括以下步骤: 第一步，在高速公路上设置OBU检测器，并使得全部OBU检测器时钟同步，其中OBU检测器包括设置于收费站处的ETC车道OBU检测器以及设置于相邻收费站之间的路侧OBU检测器，相邻ETC车道OBU检测器之间形成收费站间路段，相邻的ETC车道OBU检测器之间形成节点间路段，OBU检测器获取OBU唯一标识码及其时间，获得包括OBU唯一标识码、入口、入口时间、出口、以及出口时间的数据； 第二步，通过相邻的OBU检测器获取经过该相邻的OBU检测器的数据，根据OBU唯一标识码，将其与相邻上游的OBU检测器的数据相匹配，得到同一 OBU唯一标识码的数据；第三步，根据同一 OBU唯一标识码的数据，计算同一 OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的速度数据，对一个时间周期内全部OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的速度数据分别通过数据预处理单元采用分位值法对异常数据进行剔除，并将经过异常数据处理后的速度数据的算术平均值分别作为收费站间路段的平均速度以及节点间路段的平均速度，并据此确定各自的交通运行状态；与此同时，根据同一 OBU唯一标识码的数据，计算同一 OBU唯一标识码的节点间路段的行程时间数据，对一个时间周期内全部OBU唯一标识码的节点间路段的行程时间数据通过数据预处理单元采用分位值法对异常数据进行剔除，并将经过异常数据处理后的行程时间数据的算术平均值作为节点间路段的平均行程时间，并据此计算得到收费站间路段预计行程时间； 第四步，当车辆进入收费站时告知其当前收费站间路段的交通运行状态以及收费站间路段预计行程时间，当车辆进入节点间路段时候告知其当前节点间路段的交通运行状态及预计行程时间。根据第一方面的本专利技术的方法，其中，确定收费站间路段预计行程时间是通过以下步骤实现: 步骤I，输入G(X)； 其中表示第t个时间周期内从收费站I出发经过前i个节点间路段的行程时间估计值；i为节点间路段序号，最小从I开始计算；步骤2’令【权利要求】1.一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法，该方法包括以下步骤: 第一步，在高速公路上设置OBU检测器，并使得全部OBU检测器时钟同步，其中OBU检测器包括设置于收费站处的ETC车道OBU检测器以及设置于相邻收费站之间的路侧OBU检测器，相邻ETC车道OBU检测器之间形成收费站间路段，相邻的ETC车道OBU检测器之间形成节点间路段，OBU检测器获取OBU唯一标识码及其时间，获得包括OBU唯一标识码、入口、入口时间、出口、以及出口时间的数据； 第二步，通过相邻的OBU检测器获取经过该相邻的OBU检测器的数据，根据OBU唯一标识码，将其与相邻上游的OBU检测器的数据相匹配，得到同一 OBU唯一标识码的数据；第三步，根据同一 OBU唯一标识码的数据，计算同一 OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的速度数据，对一个时间周期内全部OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OBU的高速公路路网运行状态检测方法，该方法包括以下步骤：第一步，在高速公路上设置OBU检测器，并使得全部OBU检测器时钟同步，其中OBU检测器包括设置于收费站处的ETC车道OBU检测器以及设置于相邻收费站之间的路侧OBU检测器，相邻ETC车道OBU检测器之间形成收费站间路段，相邻的ETC车道OBU检测器之间形成节点间路段，OBU检测器获取OBU唯一标识码及其时间，获得包括OBU唯一标识码、入口、入口时间、出口、以及出口时间的数据；第二步，通过相邻的OBU检测器获取经过该相邻的OBU检测器的数据，根据OBU唯一标识码，将其与相邻上游的OBU检测器的数据相匹配，得到同一OBU唯一标识码的数据；第三步，根据同一OBU唯一标识码的数据，计算同一OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的速度数据，对一个时间周期内全部OBU唯一标识码的收费站间路段以及节点间路段的速度数据分别通过数据预处理单元采用分位值法对异常数据进行剔除，并将经过异常数据处理后的速度数据的算术平均值分别作为收费站间路段的平均速度以及节点间路段的平均速度，并据此确定各自的交通运行状态；与此同时，根据同一OBU唯一标识码的数据，计算同一OBU唯一标识码的节点间路段的行程时间数据，对一个时间周期内全部OBU唯一标识码的节点间路段的行程时间数据通过数据预处理单元采用分位值法对异常数据进行剔除，并将经过异常数据处理后的行程时间数据的算术平均值作为节点间路段的平均行程时间，并据此计算得到收费站间路段预计行程时间；第四步，当车辆进入收费站时告知其当前收费站间路段的交通运行状态以及收费站间路段预计行程时间，当车辆进入节点间路段时候告知其当前节点间路段的交通运行状态及预计行程时间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王笑京，张纪升，牛树云，李斌，宋向辉，刘见平，张明月，李友良，赵佳海，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11