適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于交通事件自動(dòng)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，包括如下步驟：1)獲取時(shí)鐘漂移率；2)利用步驟1)獲得的時(shí)鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)；3)利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)，對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)；本發(fā)明考慮了時(shí)鐘漂移對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法輸入的影響，通過(guò)檢測(cè)時(shí)鐘漂移的程度來(lái)對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，以提高雙截面交通事件檢測(cè)算法的檢測(cè)效果，算法簡(jiǎn)單、有效，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交通事件自動(dòng)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于雙截面交通事件檢 測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能交通技術(shù)的發(fā)展，交通事件自動(dòng)檢測(cè)在理論上已日趨成熟，準(zhǔn)確地檢測(cè) 和判斷交通事件能有效減少各種異常運(yùn)行狀態(tài)導(dǎo)致的路段通行能力及服務(wù)水平下降的嚴(yán) 重程度，從而有效提升公路網(wǎng)絡(luò)交通管理的智能化水平，提高公路出行公眾信息服務(wù)水平， 優(yōu)化公路網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力及應(yīng)急服務(wù)能力，提高運(yùn)行效率。
[0003] 在已有的交通事件自動(dòng)檢測(cè)算法中，一般可分為基于單一斷面交通流信息的單截 面算法，和基于相鄰斷面交通流信息的雙截面算法：?jiǎn)谓孛嫠惴ㄖ休^典型的有標(biāo)準(zhǔn)差法、 McMaster算法，雙截面算法中較典型的有California算法、貝葉斯算法、波動(dòng)分析法、指數(shù) 平滑算法等。
[0004] 雙截面交通事件檢測(cè)算法的基本原理是：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路上相鄰位置的交通流 參數(shù)所表征的交通狀態(tài)來(lái)判斷相應(yīng)路段是否發(fā)生異常事件。當(dāng)發(fā)生交通事件時(shí)，上下游交 通參數(shù)共同表征的交通狀態(tài)會(huì)呈現(xiàn)異于常態(tài)的變化，通過(guò)檢測(cè)這種異常變化而判別是否發(fā) 生交通事件。
[0005] 雙截面交通事件檢測(cè)算法所涉及的基本交通參數(shù)包括：占有率、流量、車速、車頭 時(shí)距。
[0006] 雙截面交通事件檢測(cè)算法對(duì)數(shù)據(jù)的基本要求之一是：上下游交通信息采集設(shè)備時(shí) 間是同步的，即在相同采集周期所采集的到交通信息是同步的。
[0007] 然而，在實(shí)際工程在線應(yīng)用過(guò)程中，由于各個(gè)采集設(shè)備固有的時(shí)鐘頻率不同，時(shí)鐘 不可能完全同步，因此，所采集到的交通信息并非是同步的，如圖1-圖3所示，分別示意了 采集設(shè)備時(shí)鐘較基準(zhǔn)時(shí)鐘快、慢、同步三種情況。
[0008] 隨著時(shí)鐘漂移的程度不同，交通采集數(shù)據(jù)對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法的影響不 同。時(shí)鐘漂移程度越嚴(yán)重，則交通信息不同步的程度越嚴(yán)重，越不能完好地表征當(dāng)前檢測(cè)周 期交通流狀態(tài)，則越可能對(duì)交通事件檢測(cè)造成誤報(bào)、漏報(bào)、遲報(bào)等影響。
[0009] 現(xiàn)有文獻(xiàn)中提到的交通事件檢測(cè)數(shù)據(jù)修復(fù)方法主要針對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行異常數(shù)據(jù) 的識(shí)別和異常數(shù)據(jù)的修復(fù)，并沒(méi)有考慮采集設(shè)備的固有缺陷。因此，如何針對(duì)設(shè)備固有缺 陷，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)于提高交通事件自動(dòng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性有著重要意 義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，提高雙 截面交通事件自動(dòng)檢測(cè)算法的準(zhǔn)確性。
[0011] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題：
[0012] 適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，包括如下步驟：
[0013] 1)獲取時(shí)鐘漂移率；
[0014] 2)利用步驟1)獲得的時(shí)鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)；
[0015] 3)利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)，對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。
[0016] 進(jìn)一步，所述步驟1)中，通過(guò)檢測(cè)路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時(shí)系 統(tǒng)時(shí)間和參考時(shí)間，分別計(jì)算路段上游即時(shí)時(shí)鐘漂移率P_(i)和路段下游的即時(shí)時(shí)鐘漂 移率p_(i + l)，所述即時(shí)時(shí)鐘漂移率通過(guò)下式計(jì)算：
[0017] Pc"
[0018] 式中，t為采集設(shè)備的即時(shí)系統(tǒng)時(shí)間；
[0019] tr為參考時(shí)間；
[0020] T為設(shè)備采集周期；
[0021] P _為采集設(shè)備的即時(shí)時(shí)鐘漂移率。
[0022] 進(jìn)一步，所述步驟1)中，在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交通采集設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間和 參考時(shí)間，進(jìn)行最小二乘擬合后，計(jì)算路段上游時(shí)鐘漂移率P^(i)和路段下游的時(shí)鐘漂移 率Ρ。# (i)，具體計(jì)算方法如下：
[0023] 令 t = y，tr = X，P csr · T = β，y = χ+ β ;
[0024] 多次采樣x和y，得β的估計(jì)值計(jì)算公式為：
[0025] β、金^ 氣 η η
[0026] 其中，η為采樣次數(shù)。
[0027] Ρ ^的估計(jì)值為：
[0028] P"r=y ；
[0029] 進(jìn)一步，所述步驟2)中，數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)3通過(guò)下式獲得：
[0030] i = p,s,『(i)-ρ…(i+l)〇
[0031] 進(jìn)一步，所述步驟3)中：
[0032] 若P esJi)-p _(i+l)>0,則上游交通數(shù)據(jù)保持不變，對(duì)下游交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)；
[0033] 若P esJi)-p _(i+l)〈0,則下游交通數(shù)據(jù)保持不變，對(duì)上游交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)；
[0034] 若P esl?⑴-P ^(i+l) = 0,則無(wú)需對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。
[0035] 進(jìn)一步，所述步驟3)中，當(dāng)P_(i)-P_(i+1)>0時(shí)，修復(fù)后的下游交通采集數(shù)據(jù) 如下：
[0036] DA TAr{；\+ 1, j) - (1 -- ο) DA ΤΑ(\Λ 1, j) + ο · DA TA(\ + \,]-\)
[0037] 上式中，a為數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)；
[0038] 上式中，DATA(i+l，j)為下游設(shè)備當(dāng)前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或 車頭時(shí)距；
[0039] 上式中，DATA(i+l，j-Ι)為下游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量 或車頭時(shí)距；
[0040] 上式中，DATAji+l，j)為下游設(shè)備修復(fù)后的當(dāng)前周期平均占有率、平均車速、流量 或車頭時(shí)距。
[0041] 當(dāng)ΡΜα)-Ραα+ι)〈〇時(shí)，修復(fù)后的上游交通采集數(shù)據(jù)如下：
[0042] DATA,.(i, j) -(1- c) DA TA(\,\) + o DA 7：4(i, j-1)
[0043] 上式中，δ為修復(fù)系數(shù)；
[0044] 上式中，DATA(i，j)為上游設(shè)備當(dāng)前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車 頭時(shí)距；
[0045] 上式中，DATA(i，j-Ι)為上游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或 車頭時(shí)距；
[0046] 上式中，DATAji，j)為上游設(shè)備修復(fù)后的當(dāng)前周期平均占有率數(shù)據(jù)、平均車速、流 量或車頭時(shí)距。
[0047] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明考慮了時(shí)鐘漂移對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法輸入的影 響，通過(guò)檢測(cè)時(shí)鐘漂移的程度來(lái)對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，以提高雙 截面交通事件檢測(cè)算法的檢測(cè)效果，算法簡(jiǎn)單、有效，易于實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0049] 圖1示出了交通采集設(shè)備時(shí)鐘較基準(zhǔn)時(shí)鐘快情況示意圖；
[0050] 圖2示出了交通采集設(shè)備時(shí)鐘較基準(zhǔn)時(shí)鐘慢情況示意圖；
[0051] 圖3示出了時(shí)鐘同步情況示意圖；
[0052] 圖4示出了本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0053] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0054] 參見(jiàn)圖4,本實(shí)施例的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，包括如下步 驟：
[0055] 1)獲取時(shí)鐘漂移率；由于在實(shí)際工程應(yīng)用中，設(shè)備固有時(shí)鐘頻率較難檢測(cè)，本發(fā) 明針對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)算法而提出一種適于描述時(shí)鐘漂移程度的時(shí)鐘漂移率計(jì)算方 法，具體如下：
[0056] 通過(guò)檢測(cè)路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時(shí)系統(tǒng)時(shí)間和參考時(shí)間，分別 計(jì)算路段上游即時(shí)時(shí)鐘漂移率P _(i)和路段下游的即時(shí)時(shí)鐘漂移率P _(i + l)，所述即時(shí) 時(shí)鐘漂移率通過(guò)下式計(jì)算： 廣一、
[0057] P,,r =^r~ ，
[0058] 上式中，t為采集設(shè)備的即時(shí)系統(tǒng)時(shí)間；
[0059] 上式中，仁為參考時(shí)間（reference)，參考時(shí)間既可以是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，也可以是 系統(tǒng)時(shí)鐘服務(wù)器時(shí)間；
[0060] 上式中，T為設(shè)備采集周期，取lmin或5min ;
[0061] 上式中，P _為采集設(shè)備的即時(shí)時(shí)鐘漂移率（clock skew rate)，無(wú)量綱參數(shù)，表 示設(shè)備當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間偏移參考時(shí)間所占采集周期的比率，用于描述采集設(shè)備的時(shí)鐘漂移程 度。
[0062] 當(dāng)P esl>0時(shí)，表示設(shè)備時(shí)鐘較參考時(shí)鐘快；當(dāng)P，= 0時(shí)，表示設(shè)備時(shí)鐘與參考 時(shí)鐘同步；當(dāng)P ^〈0時(shí)，表示設(shè)備時(shí)鐘較參考時(shí)鐘慢。
[0063] 進(jìn)一步，為降低即時(shí)時(shí)鐘漂移率計(jì)算誤差，還可以在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交 通采集設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間和參考時(shí)間，采用最小二乘擬合方法，提高時(shí)鐘漂移率指標(biāo)的準(zhǔn)確 性，計(jì)算路段上游時(shí)鐘漂移率(i)和路段下游的時(shí)鐘漂移率(i)的計(jì)算方法如下：
[0064] 令 t = y, tr = X, P csr · T = β , y = χ+ β ;
[0065] 多次采樣x和y，得β的估計(jì)值計(jì)算公式為：
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 獲取時(shí)鐘漂移率； 2) 利用步驟1)獲得的時(shí)鐘漂移率，獲取數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)； 3) 利用步驟2)獲取的數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)，對(duì)雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：所 述步驟1)中，通過(guò)檢測(cè)路段上游和路段下游的交通采集設(shè)備的即時(shí)系統(tǒng)時(shí)間和參考時(shí)間， 分別計(jì)算路段上游即時(shí)時(shí)鐘漂移率P @(i)和路段下游的即時(shí)時(shí)鐘漂移率P _(i+l)，所述 即時(shí)時(shí)鐘漂移率通過(guò)下式計(jì)算：
式中，t為采集設(shè)備的即時(shí)系統(tǒng)時(shí)間； tr為參考時(shí)間； T為設(shè)備采集周期； P ^為采集設(shè)備的即時(shí)時(shí)鐘漂移率。
3. 如權(quán)利要求2所述的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：所 述步驟1)中，在設(shè)備采集周期內(nèi)多次采樣交通采集設(shè)備的系統(tǒng)時(shí)間和參考時(shí)間，進(jìn)行最小 二乘擬合后，計(jì)算路段上游時(shí)鐘漂移率(i)和路段下游的時(shí)鐘漂移率(i)，具體計(jì) 算方法如下： 令 t = y，tr = X，P csr · T = β，y = χ+ β ; 多次采樣x和y，得β的估計(jì)值計(jì)算公式為：
其中，η為采樣次數(shù)； Ρ?的估計(jì)值為： L = |。
4. 如權(quán)利要求3所述的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：所 述步驟2)中，數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)(3通過(guò)下式獲得： δ = Ρ,』)-Ρ,Λ?.〇+1)。
5. 如權(quán)利要求4所述的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：所 述步驟3)中： 若Ρ _⑴-Ρ _ (i+1) >0,則上游交通數(shù)據(jù)保持不變，對(duì)下游交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)； 若P _⑴-P _ (i+1)〈0,則下游交通數(shù)據(jù)保持不變，對(duì)上游交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)； 若?⑴-p^Q+1) =0,則無(wú)需對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的適用于雙截面交通事件檢測(cè)的數(shù)據(jù)修復(fù)方法，其特征在于：所 述步驟3)中， 當(dāng)P _ (i) - P _ (i+1) >0時(shí)，修復(fù)后的下游交通采集數(shù)據(jù)如下： DATAr(\+ 1, j) = (1 - ο) · DA TA(\+\, j) + o · DA TA(\+l, j-1) 上式中，3為數(shù)據(jù)修復(fù)系數(shù)； 上式中，DATA(i+l，j)為下游設(shè)備當(dāng)前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭 時(shí)距； 上式中，DATA(i+l，j-Ι)為下游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車 頭時(shí)距； 上式中，DATAji+l，j)為下游設(shè)備修復(fù)后的當(dāng)前周期平均占有率、平均車速、流量或車 頭時(shí)距； 當(dāng)P。3 (i) - P。3 (i+1)〈0時(shí)，修復(fù)后的上游交通采集數(shù)據(jù)如下： DATA,.(i, j) = (1 - ?) DA 7；4(i, j) + DA '^(i, j-1) 上式中，3為修復(fù)系數(shù)； 上式中，DATA(i，j)為上游設(shè)備當(dāng)前周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭時(shí) 距； 上式中，DATA(i，j-l)為上游設(shè)備前一周期所采集平均占有率、平均車速、流量或車頭 時(shí)距； 上式中，DATAji，j)為上游設(shè)備修復(fù)后的當(dāng)前周期平均占有率數(shù)據(jù)、平均車速、流量或 車頭時(shí)距。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104103171SQ201410350352
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】孫棣華, 趙敏, 劉衛(wèi)寧, 肖軍 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)