專利名稱：基于agps技術的交通出行方式識別方法
技術領域：
本發(fā)明屬于交通管理與信息服務技術領域，尤其涉及一種基于AGPS技術的交通出行方式識別方法。
背景技術：
城市化的發(fā)展不可避免地產生越來越嚴重的交通擁堵問題。為了解決交通擁堵問題，世界各國均提出了不同的解決辦法。目前智能交通系統(tǒng)(Intelligent TransportationSystem,簡稱ITS)被公認為解決交通擁堵問題的有效手段之一,ITS作為一個信息化系統(tǒng)，主要包括以下三個基本環(huán)節(jié)(I)完整而實時的交通信息采集系統(tǒng)；(2)實時和高效的信息交換系統(tǒng)，包括交通參與者、交通管理者、交通工具等之間的信息交換；(3)具備自組織、自 學習和自適應能力的交通管理發(fā)布系統(tǒng)。其中，交通信息的采集環(huán)節(jié)是ITS其他組成部分和各項功能得以實現(xiàn)的基礎。因此，實時、全面、準確的交通信息是實現(xiàn)城市交通智能化的關鍵，也是ITS成功實施的重要前提和基本保障。如果沒有大量的、準確的交通信息采集與處理作為支撐，ITS將只能停留在概念的探討階段。本發(fā)明基于手機GPS技術采集實時交通數據，在大量采集的實時交通數據基礎上，識別出交通方式。這項技術是道路實時交通狀態(tài)識別的基礎，為交通管理者有針對性地采取緩解擁堵的措施，為道路使用者更加科學地安排出行起到重要的作用。本項發(fā)明涉及到二類關鍵技術利用手機GPS進行交通信息采集和基于采集的交通數據進行交通出行方式識別。在交通信息采集技術方面目前廣泛使用的交通信息采集方式主要包括定點式采集和流動式采集兩種。定點采集方式包括感應線圈檢測器、紅外線檢測器、超聲波檢測器、微波檢測器、視頻檢測器等，但是這種采集方式由于采集器安裝位置固定，因此只能采集到重要路段、交叉口的交通信息，所以在采集范圍上存在局限性。流動式采集主要指浮動車采集，它利用一定數量的裝有特定車載設備的車輛(浮動車)在行駛過程中采集沿途自身的各種交通數據(速度、加速度、出行距離、出行時間、停車、超速、緊急情況等)，并將所采集到的實時交通數據通過通訊手段傳送到數據處理中心，經數據處理中心處理后，建立起共享數據庫，向不同的服務對象提供多樣化的實時交通信息。但是浮動車方式采集到的交通信息數據的可靠性依賴于道路上行程的浮動車數量，因此，當某一路段行駛的浮動車數量低于要求時，高路段的交通數據的可靠性就會大大降低；而且這種方式采集數據，具有較高的成本。在交通出行方式識別方面，目前還沒有利用手機GPS采集數據并進行交通出行方式識別的方法。在以往運用手機采集信息判斷交通方式，多集中于OD (ORIGIN andDESTINATION)調查領域，即交通起止點調查，并不存在識別時間的限制，因此很多研究都使用完整的GPS軌跡數據，并依賴路網GIS和公交線網等輔助數據。因此，既有的交通出行方式識別方法，對于ITS關于更加全面、實時、準確的要求
還有一定差距。
目前，隨著附帶GPS功能手機的廣泛普及以及其定位精度的不斷提升，應該充分挖掘手機位置信息以提供全面、實時、準確的交通信息；同時，基于GPS手機的交通信息采集技術具有初期投資規(guī)模小、數據采集量大、能實現(xiàn)大范圍覆蓋等特點。在移動通信系統(tǒng)中，根據定位方式所依賴的終端，定位技術可以分為三種基于移動網絡的定位技術、基于移動終端(GPS)的定位技術以及網絡輔助移動終端的定位(Assisted-GPS，簡稱AGPS)技術。基于網絡的定位技術是指網絡根據測量數據計算出移動終端所處的位置，目前主要使用COO (Cell of Origin)技術，該定位技術適用于所有的移動蜂窩網絡。基于移動終端的定位技術是指由移動終端計算出自己所處的位置。而網絡輔助移動終端的定位技術顧名思義就是在定位過程中移動網絡提供給移動臺一些輔助信息(GPS捕獲輔助信息、GPS定位輔助信息、GPS靈敏度輔助信息、GPS衛(wèi)星工作狀況信息等)輔助終端提高定位速度與定位精度，同時，在手機無法捕獲到足夠的GPS衛(wèi)星進行定位時，AGPS還可以切換到基于網絡的定位技術以實現(xiàn)定位的連續(xù)性。使用GPS手機采集交通信息需要手機用戶主動觸發(fā)GPS定位功能，而隨著GPS手機的普及以及移動運營商對LBS (位置服務業(yè)務)的大力推廣，使用GPS功能的手機用戶數量也呈現(xiàn)大幅度上升趨勢。目前，在使用手機定位技術進行交通信息采集領域中用到的手機定位技術主要有COO (小區(qū)半徑法)、A0A (達到角度法)、T0A (到達時間法)、TD0A (到達時間差法)、E_0TD (±曾強觀測時間差法)、GPS等，通過對不同手機定位技術的分析，可以得出各手機定位方式的使用網絡、定位精度、終端要求和網絡改造方面的對比情況，如表I所示
權利要求
1.一種基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，由定位服務器獲取含有GPS模塊的手機的狀態(tài)信息，并根據所述狀態(tài)信息識別安裝手機的交通工具的交通出行方式，其特征是所述方法包括 步驟I :定位服務器建立狀態(tài)信息數據庫； 步驟2 :定位服務器每隔設定時間T從手機獲取狀態(tài)信息并存入狀態(tài)信息數據庫；所述狀態(tài)信息包括當前日期、當前時間、經度、緯度、高度、瞬時速度、視野內衛(wèi)星數和水平位置精度； 步驟3 :對狀態(tài)信息數據庫中存儲的狀態(tài)信息進行預處理，刪除影響定位精度的數據； 步驟4 :從狀態(tài)信息數據庫中提取樣本數據； 步驟5 :將提取的樣本數據分為訓練樣本數據和測試樣本數據； 步驟6 :建立BP神經網絡，利用訓練樣本數據訓練BP神經網絡； 步驟7 :將測試樣本數據代入訓練后的BP神經網絡，得到交通出行方式識別結果。
2.根據權利要求I所述的基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，其特征是所述步驟2包括 步驟21 :每隔設定時間T，手機從基站獲取自身所處的小區(qū)的位置信息，并將所述小區(qū)的位置信息發(fā)送至定位服務器； 步驟22 :定位服務器根據所述小區(qū)的位置信息確定與之對應的GPS輔助信息，并將所述GPS輔助信息發(fā)送至手機； 步驟23 :手機根據GPS輔助信息接收GPS衛(wèi)星信號井根據接收的GPS衛(wèi)星信號計算手機到衛(wèi)星的偽距，之后將計算的手機到衛(wèi)星的偽距發(fā)送至定位服務器； 步驟24 :定位服務器根據手機到衛(wèi)星的偽距，確定手機的狀態(tài)信息并存入狀態(tài)信息數據庫。
3.根據權利要求I所述的基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，其特征是所述步驟3具體是，如果狀態(tài)信息的經度、緯度、高度、視野內衛(wèi)星數或者水平位置精度滿足下列條件之一， (1)經度數值不在第一設定范圍內； (2)緯度數值不在第二設定范圍內； (3)高度數值不在第三設定范圍內； (4)視野內衛(wèi)星數小于3; (5)水平位置精度大于100米； 則將該狀態(tài)信息刪除。
4.根據權利要求I所述的基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，其特征是所述步驟4包括 步驟41 :設定樣本數據個數η; 步驟42 :從狀態(tài)信息數據庫中提取連續(xù)存儲的m條記錄；其中，m為設定值； 步驟43 :根據姆條記錄中的當前時間和瞬時速度,計算當前時間對應的加速度,得到m個加速度； 步驟44 :計算m條記錄中的視野內衛(wèi)星數的均值，得到平均視野內衛(wèi)星數；計算m條記錄中的水平位置精度，得到平均水平位置精度；步驟45 :以m個瞬時速度、m個加速度、平均視野內衛(wèi)星數和平均水平位置精度作為樣本數據的輸入數據，以待識別的交通出行方式作為樣本數據的輸出數據，得到一條樣本數據； 步驟46 :判斷得到的樣本數據的個數是否大于等于n，如果得到的樣本數據的個數大于等于n，則結束提取過程；否則，返回步驟42。
5.根據權利要求4所述的基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，其特征是所述待識別的交通出行方式包括歩行出行方式、公交出行方式和小汽車出行方式。
6.根據權利要求I所述的基于AGPS技術的交通出行方式識別方法，其特征是所述BP神經網絡各層的傳遞函數為/(.v) = ·^y和Θ為可調參數，BP神經網絡的學習率η取值范圍為0-0. 8，BP神經網絡的迭代次數的取值范圍為100-500。
全文摘要
本發(fā)明公開了交通管理與信息服務技術領域中的一種基于AGPS技術的交通出行方式識別方法。包括定位服務器建立狀態(tài)信息數據庫；定位服務器每隔設定時間T從手機獲取狀態(tài)信息并存入狀態(tài)信息數據庫；對狀態(tài)信息數據庫中存儲的狀態(tài)信息進行預處理，刪除影響定位精度的數據；從狀態(tài)信息數據庫中提取樣本數據；將提取的樣本數據分為訓練樣本數據和測試樣本數據；建立BP神經網絡，利用訓練樣本數據訓練BP神經網絡；將測試樣本數據代入訓練后的BP神經網絡，得到交通出行方式識別結果。本發(fā)明提高了定位速度和定位精度，克服了現(xiàn)有采集方式存在的不足。
文檔編號G01S19/42GK102708680SQ201210185649
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者李成華, 李珊珊, 羅藝, 董倩, 錢大琳, 閆彭 申請人:北京交通大學