專利名稱：一種道路交通參數(shù)檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路交通參數(shù)采集領(lǐng)域，具體地說是一種利用GPS終端采集 道路交通參數(shù)的裝置友方法。
技術(shù)背景目前，能夠進(jìn)行交通參數(shù)采集的主要方法有基于感應(yīng)線圈的方法、使 用車輛電子標(biāo)簽的方法和較為傳統(tǒng)的基于視頻檢測、紅外檢測和微波檢測的 方法等。但這些方法大多需要投入大量的硬件設(shè)施，更重要的是覆蓋范圍受 到一定限制，且無法實現(xiàn)交通參數(shù)的實時采集。隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，越來越多的車輛安裝了 GPS 定位系統(tǒng)。這些車輛則成為可以收集道路交通參數(shù)的探測車輛。利用GPS采 集道路交通參數(shù)具有精度高、實時性好、全天候、不受天氣影響和安裝簡單、 易于維護(hù)的優(yōu)點。因此利用GPS采集道路交通參數(shù)現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)在利用GPS采集遣路交通參數(shù)的方法，都是按照以下步驟首先 得到整條道路所有車輛的GPS定位信息，然后提取車輛位置、速度、時間、 方向等信息，最后進(jìn)行簡單的平均計算，獲得道路車輛的平均速度、道路交 通流量等信息。但是這種方法存在以下缺點1. 不能排除道路交通路口的影響。當(dāng)車輛行駛到紅綠燈路口時，采集到GPS信息是無效的，此時的數(shù)據(jù)不能反映道路的交通狀況，應(yīng)該去除。2. 不能排除進(jìn)出站的影響。當(dāng)GPS車輛進(jìn)出車站的時候，或者在車站候 客的時候，此時釆集的數(shù)據(jù)不能反映道路的交通狀況，應(yīng)該去除。3. 不能排除公交車站牌停靠及出租車?？奎c的影響。當(dāng)公交車進(jìn)出站牌 的時候，以及出租車在?？奎c的時候，采集的數(shù)據(jù)是無效的，應(yīng)該去除。
這些缺點，是現(xiàn)存利用GPS采集道路交通參數(shù)方法固有的缺點，采用這 些方法，降低了道路交通參數(shù)采集的準(zhǔn)確度，不能完全準(zhǔn)確的反映道路的實 際交通狀態(tài)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新的基于位置的虛擬線圈道路交通參數(shù)檢測 裝置及方法，該方法能夠有效避免現(xiàn)存方法的缺點，提高道路交通參數(shù)采集 的準(zhǔn)確性和實時性。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種道路交通參數(shù)檢測裝置，包括由GPS車輛監(jiān)控終端GMT和監(jiān)控中心MC組成的車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于與車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)相連的還設(shè)有一 GIS電子地圖，GIS電子地圖中存儲有實際道路信息，在GIS電子地圖上需要檢測的區(qū)域設(shè)有電子圍欄。一種道路交通參數(shù)的檢測方法，具有如下步驟-首先根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)判斷車輛是否進(jìn)入第一個電子圍欄區(qū)域，若進(jìn)入, 則電子圍欄計數(shù)器加一，隨后再檢測下一數(shù)據(jù)，看是否有新的車輛進(jìn)入，然 后再檢測車輛是否進(jìn)入第二個電子圍欄區(qū)域，根據(jù)兩個電子圍欄區(qū)域記錄的 數(shù)據(jù)，計算道路的交通參數(shù)，獲得道路的交通狀況。本發(fā)明的有益效果是此方法機(jī)動靈活，電子圍欄根據(jù)實際需要可任意 安裝，不受空間限制；數(shù)據(jù)實時采集，范圍廣精確高；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、 自動傳輸、自動處理、自動顯示。


圖1是本發(fā)明的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的虛擬線圈設(shè)置原理圖；圖3是本發(fā)明的單行道道路虛擬線圈設(shè)置圖；圖4是本發(fā)明的雙行道道路虛擬線圈設(shè)置圖；圖5是本發(fā)明的虛擬線圈路網(wǎng)設(shè)置圖。
具體實施方式
如圖1所示，基于GPRS通信方式的車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)主要由GPS車輛
監(jiān)控終端(GMT)和監(jiān)控中心(MC)組成。監(jiān)控中心接收到來自監(jiān)控終端的 包含車輛經(jīng)度、緯度、速度、方向等信息的數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化和處理后， 將車輛位置及其軌跡在電子地圖上顯示出來，從而達(dá)到實時監(jiān)控的目的。GPS虛擬線圈是基于監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件設(shè)置與接收到的GPS探測車輛 信息對比，經(jīng)分析和計算得出道路交通量、車輛平均速度等信息。原理圖如 圖2所示。具體實施步驟如下1、 設(shè)置虛擬線圈一臺連接監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)作為虛擬線圈檢測的硬件。GIS是集信 息管理和處理于一體的先進(jìn)的系統(tǒng)，它可以方便的存儲道路信息，并且能與 其它軟件進(jìn)行很好的結(jié)合。因此，我們可以把道路長度、經(jīng)度、緯度等信息 存儲在GIS電子地圖中。在GIS電子地圖上，對某條檢測道路設(shè)置兩個電子圍 欄CA、 CB (如圖2)。貝l化A、 CB對應(yīng)于實際道路上的A、 B兩個檢測區(qū)域，我 們稱CA、 CB為虛擬線圈，其范圍可用下面兩個橢圓方程式描述。所設(shè)置的虛 擬線圈，可以有效的避開道路交通路口以及出租車、公交車?？空镜挠绊?， 單行道道路、雙行道道路及路網(wǎng)的虛擬線圈設(shè)置方法如圖3、 4、 5所示。<formula>formula see original document page 5</formula>其中L、 "、 &、 ^分別為虛擬線圈中心經(jīng)度和緯度，a、 b分別為的長 短軸。根據(jù)實際情況也可設(shè)置為圓形或方形。2、 解析GPRS信息 由于通過GPRS方式傳送的消息包含車輛的經(jīng)度、緯度、速度、方向及自身的ID號。因此，通過相應(yīng)的處理，可得到虛擬線圈需要的數(shù)據(jù)，設(shè)置為數(shù) 組a。a = (1, X, v， e, t， m) (3)其中t為時間，i、 A、 v、 e分別為t時刻這輛車經(jīng)度、緯度、速度、方向角，m為這輛車ID號。3、虛擬線圈檢測如圖2所示的車道上，當(dāng)車M在這段路上由左向右行駛時，不同時刻數(shù)組a 不同，把(3)式實時的l、 A值代入到(1)式檢驗是否成立，若成立則說明 車M進(jìn)入虛擬線圈CA，這時記下數(shù)組a中的e、 v、 t、 m ，虛擬線圈CA計數(shù)器 加l，依次當(dāng)收到下一時刻的數(shù)組時，先判斷(1)式成立，再判斷此刻m是否 和上一時刻m是否相等，若相等，則說明此時刻車M還沒離開虛擬線圈CA，若 不等則記數(shù)器加l，記下數(shù)組a中的e、 v、 t、 m。同樣可檢測車M是否進(jìn)入虛擬 踐圈Cb。記下e、 v 、 t 、 m數(shù)據(jù)，這樣虛擬線圈CA與CB反復(fù)檢測經(jīng)過的車輛， 記下數(shù)據(jù)e、 v、 t、 m，以便進(jìn)行交通參數(shù)計算，通過以上的算法描述在虛擬 線圈檢測計算機(jī)中進(jìn)行軟件編程。4、計算道路交通參數(shù)4.1道路平均速度檢測平均速度有兩種計算方法時間平均速度和距離平均速度。時間平均速 度是指所有車輛在給定的時間段內(nèi)通過指定路段節(jié)點的速度平均。距離平均 是時間段內(nèi)行駛在指定路段上的所有車輛的平均速度。 (1)時間平均速度測量當(dāng)虛擬線圈CA計數(shù)為n時，每輛車的速度為Vi (i=l,2，3,...n)則所有車輛總 平均速度為-
知道此時所測區(qū)間的平均車速。設(shè)所測區(qū)間總長度為S，第i輛車的行程時間為Ti(i=l，2，...n)，車輛經(jīng)過第一端路口的時刻為tp經(jīng)過另一端路口的時刻為t2，則車輛的距離平均速度為<formula>formula see original document page 7</formula>其中，Ti^Vtp得到^后，可以求得交通流量Q。 4.2交通流量檢測交通流量又稱交通量，是指在單位時間內(nèi)，通過道路某一地點、某一斷面或某一條道路的車輛數(shù)，在連續(xù)交通流中，存在如下關(guān)系<formula>formula see original document page 7</formula>其中，Q為交通流量，V為距離平均速度，K為車流密度。
權(quán)利要求
1、一種道路交通參數(shù)檢測裝置，包括由GPS車輛監(jiān)控終端GMT和監(jiān)控中心MC組成的車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于與車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)相連的還設(shè)有一GIS電子地圖，GIS電子地圖中存儲有實際道路信息，在GIS電子地圖上需要檢測的區(qū)域設(shè)有電子圍欄。
2、 一種道路交通參數(shù)的檢測方法，其特征在于具有如下步驟 首先根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)判斷車輛是否進(jìn)入第一個電子圍欄區(qū)域，若進(jìn)入，則電子圍欄計數(shù)器加一，隨后再檢測下一數(shù)據(jù)，看是否有新的車輛進(jìn)入，然后 再檢測車輛是否進(jìn)入第二個電子圍欄區(qū)域，根據(jù)兩個電子圍欄區(qū)域記錄的數(shù)據(jù)， 計算道路的交通參數(shù)，獲得道路的交通狀況。
全文摘要
一種道路交通參數(shù)檢測裝置及檢測方法，屬于道路交通參數(shù)采集領(lǐng)域。一種道路交通參數(shù)檢測裝置，包括由GPS車輛監(jiān)控終端GMT和監(jiān)控中心MC組成的車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于與車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)相連的還設(shè)有一GIS電子地圖，GIS電子地圖中存儲有實際道路信息，在GIS電子地圖上需要檢測的區(qū)域設(shè)有電子圍欄。一種道路交通參數(shù)的檢測方法，首先根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)判斷車輛是否進(jìn)入第一個電子圍欄區(qū)域，若進(jìn)入，則電子圍欄計數(shù)器加一，隨后再檢測下一數(shù)據(jù)，看是否有新的車輛進(jìn)入，然后再檢測車輛是否進(jìn)入第二個電子圍欄區(qū)域，根據(jù)兩個電子圍欄區(qū)域記錄的數(shù)據(jù)，計算道路的交通參數(shù)，獲得道路的交通狀況。本發(fā)明數(shù)據(jù)實時采集，范圍廣精確高。
文檔編號G08G1/01GK101131796SQ200710014868
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者孟令國, 李偉業(yè), 華 武, 邢建平, 邱雪梅 申請人:濟(jì)南卓信智能科技有限公司