一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111915903A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010499116.XG06Q50/30(2012.01)(22)申请日2020.06.04(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人任刚孙文婷何煜洪李豪杰凌小静顾克东(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人周蔚然(51)Int.Cl.G08G1/065(2006.01)G08G1/01(2006.01)H04W24/08(2009.01)G06Q10/04(2012.01)权利要求书2页说明书10页附图1页(54)发明名称一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法(57)摘要本发明公开了一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，通过处理卡口数据、手机数据和浮动车数据为代表的多源数据，结合城市快速路的交通特性，构建基于转向比例优化构建基于AVI/GSM/GPS多源数据的路径流量估计模型，以卡口监测路段流量与卡口监测数据相对误差最小以及路段流量乘分流点左转比例与路口分流点左行路径流量相对误差最小作为目标函数，通过引入蜂窝网格和蜂窝路径流量的概念构建约束条件，由估计的路径流量推得OD矩阵。这种估计方法可操作性性强，估计出的较精准的快速路OD交通量对实施相应的交通管理与控制手段以进一步提高城市交通安全与效率具有十分重要的理论价值和实际意义。CN111915903ACN111915903A权利要求书1/2页1.一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立路段流量与路口分流点转向流量的关系；步骤2：使用AVI/GSM/GPS多源数据精确估计路径流量，建立目标函数设置限制条件；步骤3：处理AVI/GSM/GPS多源数据，得到视频卡口观测值矩阵、蜂窝路径流量值矩阵、分流点转向率矩阵；步骤4：运用MATLAB估计城市快速路路径流量；步骤5：推算快速路OD矩阵。2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤1中，快速路“路径-路段流量”关系如下：Bx＝k(1)其中：B∈{0，1}|H|×|R|，B为一个0-1矩阵，表达路径与分流点的映射关系，|H|为快速路网中分流点数，|R|为快速路中的路径数；Tx＝[x1…xn]，x为快速路中n条路径的路径流量列向量；Tk＝[k1…kh]，k为快速路中h个路口的路段流量列向量。3.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤1中，快速路“路径-转向流量”关系如下：Fx＝j(2)其中：F∈{0，1}|H|×|R|，F为0-1矩阵，表达路径与分流点左(右)行分支的映射关系；Tx＝[x1…xn]，x为快速路中n条路径的路径流量列向量；Tj＝[j1…jh]，j为快速路中h个路口分流点左行路径流量列向量。4.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤1中，引入基于浮动车GPS数据的快速路分流点左行比例：R·k＝j(3)其中：R是由浮动车GPS推导得到的h个路口的左行比例堆叠成的对角阵；将式子(1)、(2)代入(3)移项可得：(RB-F)x＝0。5.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤2中，目标函数如以下公式所示：2CN111915903A权利要求书2/2页其中，A为卡口-路径关联矩阵，如果路段卡口l可以监测到路径r的流量，则Alr＝1，否则为0，即b为视频卡口观测值矩阵。6.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤2中，限制条件如下：s.t.Ux＝f其中，U为蜂窝网格路径-路径关联矩阵，如果蜂窝网格路径p中包含路径r，则Upr＝1，否则为0，即f为蜂窝路径流量值矩阵。7.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤3中，利用python，借助os模块，panda模块，从原始数据中筛选出研究范围内的有效数据，由视频卡口数据得视频卡口观测值矩阵，由手机信令数据得蜂窝路径流量值矩阵，由GPS数据得分流点转向率矩阵。8.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤4中，在MATLAB调用lsqlin函数，采用内点法求解此带约束的最小二乘问题，估计城市快速路路径流量。9.根据权利要求1所述的一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法，其特征在于：步骤5中，将路径起终点与OD小区匹配，由快速路路径流量估计值获取快速路OD矩阵。3CN111915903A说明书1/10页一种基于多源数据的快速路OD矩阵获取方法技术领域[0001]本发明属于城市