基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，步骤为：1、获取路网路口卡口式电子警察检测到的号牌数据，进行上下游号牌匹配；2、筛选出完整通过路段的号牌数据；3、按照车流到达下游交叉口次序，提取车辆通过上游交叉口时的时间戳序列；4、利用车辆先进先出规则，筛检时间戳序列中的异常值，并重新生成符合先进先出规则的时间戳序列；5、将号牌数据与新生成的时间戳序列匹配，计算序列中包含车辆的行程时间值，得到车辆有效路段行程时间。本发明专利技术提升了车辆行程时间预处理的科学性和准确性。间预处理的科学性和准确性。间预处理的科学性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法


[0001]本专利技术属于智能交通


技术介绍

[0002]可靠的行程时间是反映城市交通运行状态的重要指标，可用来估计交叉口延误和排队长度，指导信号控制优化，揭示间断流运行规律，识别城市道路拥堵区域，为交通管理决策方案和效果评价提供数据支撑。近年来交通信息采集技术和设备覆盖率迅速发展，以浮动车技术、蓝牙技术、自动车牌识别技术和自动车辆识别技术为代表的行程信息采集技术极大丰富了行程时间获取渠道。利用自动车牌识别技术可以记录车辆的在不同交叉口断面的行驶信息，并以其连续性和大样本记录的优点，使号牌数据成为获取高质量路段行程时间的观测值的常用数据源。然而由于车辆在路段中可能存在临时停车、绕行、超速等不能反映交通流运行特征的驾驶行为，且路段中出入口会较为显著影响车辆运行速度，被检测车辆行程时间中存在不能反应车流中大多数车辆在路段运行特性的异常值，准确地从号牌数据进行行程时间有效性预处理具有十分重要的研究意义。
[0003]现有的车辆行程时间预处理方法大致可分为：(1)绝对阈值法，根据路段物理或交通管制限制设置行程时间的上下限值；(2)分位值法，在特定的统计时间窗内，保留距离样本中央一定距离范围内的行程时间值。绝对阈值法的上下限值设置主观性较强，在剔除过大或过小较为明显的行程时间错误时效果较好；分位值法能适应不同交通流大小的行程时间差异性，但仅通过比例剔除区间外数据的手段不易捕捉行程时间的全部统计分布。以上两种方法的本质都是通过设置阈值，去除区间外离群数据，虽从结果上达到了一定剔除异常驾驶行为下的行程时间的效果，但同时可能遗失部分离群的有效行程时间，不能完全反映交通流运行特征。此外，设置阈值的方法依赖一定的交通管控经验，其提取结果缺乏科学性和可信性。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用FIFO规则的车辆有效行程时间提取方法。
[0005]技术方案：基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，具体包括如下步骤：
[0006]步骤1：获取路网路口的号牌数据，所述号牌数据包括：交叉口编号、车道编号、日期、车牌号码、交叉口检测时间和路段编号；根据获取数据的设备和交叉口对照表，在号牌数据中增加上下游交叉口编号；对经过路网路口的车牌号码匹配号牌数据，每个车牌号码匹配一条号牌数据，得到数据集m1；
[0007]步骤2：针对数据集m1中任意一条车道，在数据集m1中筛选出完整通过该车道上下游交叉口的车牌号码，以及对应的号牌数据，得到数据集m2；
[0008]步骤3：将m2中的数据按照下游交叉口的检测时间进行升序排序；在排序后的m2中
提取出上游交叉口检测时间和上游交叉口检测时间对应的车牌号码，得到上游时间戳序列l1；
[0009]步骤4：基于序列l1，使用最长递增子序列算法生成符合FIFO规则的上游时间戳依次增长的最长递增序列l2，将l1中剩余的上游时间戳，以及剩余的上游时间戳对应的号牌数据作为异常数据；
[0010]步骤5：基于最长递增序列l2，在m2中提取符合FIFO规则的号牌数据，计算车辆的行程时间，将该行程时间作为有效行程时间。
[0011]进一步的，所述步骤2中完整通过某车道上下游交叉口的车牌号码符合如下条件：
[0012]车辆在车道的上下游交叉口检测时间非空，且上下游交叉口检测时间间隔Δt小于等于预设的时间阈值。
[0013]进一步的，所述步骤3具体为：
[0014]S31将数据集m2中的号牌数据按下游交叉口检测时间重新排序：把数据集m2中每个上下游交叉口的检测时间转换为从当天0时开始至相应检测时间的累计秒数，根据下游交叉口的累计秒数，将m2中的数据按照下游交叉口的累计秒数的升序排序；
[0015]S32从升序排序后的数据集中，提取上游交叉口检测时间的累计秒数以及对应的车牌号码，得到上游检测时间戳序列l1；将上游交叉口检测时间对应的累计秒数作为过车时间戳。
[0016]进一步的，所述步骤4具体为：
[0017]S41：以序列l1的第一个过车时间戳作为递增序列的初始过车时间戳；
[0018]S42：如果当前过车时间戳j小于递增序列中的最大过车时间戳，则用当前过车时间戳替换递增序列中最大过车时间戳；
[0019]否则将当前过车时间戳添加至递增序列中，同时更新递增序列中过车时间戳的数目；
[0020]S43：序列l1遍历结束后，得到的递增序列；
[0021]S44：基于序列l1，找到递增序列中每个过车时间戳对应的车牌号码，将递增序列中每个过车时间戳以及对应的车牌号码，作为最长递增序列l2。
[0022]进一步的，所述步骤5具体为：
[0023]S51：在m2中仅保留l2中存在车牌号牌对应的号牌数据；得到号牌数据集m3；
[0024]S52，将m3中任意一个车辆在相应的上下游交叉口之间路段的行程时间，作为该车辆符合FIFO规则的有效行程时间。
[0025]有益效果：本专利技术以车道级的驶离车辆号牌数据为输入，利用FIFO规则，筛选出能反映车流路段行进规律的有效行程时间，以一种不需要的设定阈值的方法进行行程时间有效性预处理。本案不需要主观判断成分和路段物理先验信息，减轻了实际行程时间预处理的工作量。此外，本专利技术以数据驱动的方法提取有效行程时间，能保留一定的离群有效行程时间样本，得到更符合路段交通运行特征的行程时间。
附图说明
[0026]图1为本专利技术流程图。
[0027]图2为不合符FIFO规则的行程时间示意图。
[0028]图3为使用本专利技术方法前后行程时间概率分布对比图；其中图(a)为未采用本专利技术的行程时间概率分布图；图(b)为采用本专利技术的行程时间概率分布图。
具体实施方式
[0029]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]如图1所示本实施例提供了基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，包括以下步骤：
[0031]步骤1：获取路网路口卡口式电子警察检测到的号牌数据，根据卡口式电子警察设备与交叉口对照表，对路段上下游交叉口号牌数据按车牌号码匹配，得到号牌数据集m1；
[0032]S11获路网交叉口号牌数据，主要用到的号牌数据字段有交叉口编号、进口道编号、车道编号、日期、检测时间、车牌号码、路段编号，并利用路段编号字段增加上下游交叉口编号字段。
[0033]S12对同一车牌号码匹配上下游交叉口，在口号牌数据中增加上游车辆检测时间字段，得到包含车牌号码、下游交叉口检测时间、上游交叉口检测时间字段的号牌数据集m1。号牌数据集m1如表1所示：
[0034]表1
[0035][0036]步骤2：根据号牌数据集m1，筛选出完整通过路段的车辆号牌数据，得到号牌数据集m2；也既本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：获取路网路口的号牌数据，所述号牌数据包括：交叉口编号、车道编号、日期、车牌号码、交叉口检测时间和路段编号；根据获取数据的设备和交叉口对照表，在号牌数据中增加上下游交叉口编号；对经过路网路口的车牌号码匹配号牌数据，每个车牌号码匹配一条号牌数据，得到数据集m1；步骤2：针对数据集m1中任意一条车道，在数据集m1中筛选出完整通过该车道上下游交叉口的车牌号码，以及对应的号牌数据，得到数据集m2；步骤3：将m2中的数据按照下游交叉口的检测时间进行升序排序；在排序后的m2中提取出上游交叉口检测时间和上游交叉口检测时间对应的车牌号码，得到上游时间戳序列l1；步骤4：基于序列l1，使用最长递增子序列算法生成符合FIFO规则的上游时间戳依次增长的最长递增序列l2，将l1中剩余的上游时间戳，以及剩余的上游时间戳对应的号牌数据作为异常数据；步骤5：基于最长递增序列l2，在m2中提取符合FIFO规则的号牌数据，计算车辆的行程时间，将该行程时间作为有效行程时间。2.根据权利要求1所述的基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，其特征在于，所述步骤2中完整通过某车道上下游交叉口的车牌号码符合如下条件：车辆在车道的上下游交叉口检测时间非空，且上下游交叉口检测时间间隔Δt小于等于预设的时间阈值。3.根据权利要求1所述的基于先进先出规则异常侦测的车辆有效行程时间提取方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：申浩亮，安成川，夏井新，陆振波，贺洋，孙琳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：