專利名稱：高頻gps數(shù)據(jù)的過濾方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在智能交通領(lǐng)域，實時動態(tài)交通信息服務(wù)能夠為公眾出行、交通運(yùn)輸?shù)忍峁└咝Э尚械慕煌ㄕT導(dǎo)和出行規(guī)劃信息，從而達(dá)到節(jié)省時間、降低成本和低碳環(huán)保等目的。浮動車(F⑶，F(xiàn)loating Car Data)技術(shù)是智能交通系統(tǒng)中獲取道路實時交通信息的技術(shù)手段之一，它利用定位技術(shù)、無線通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，實現(xiàn)對道路上行駛車輛的GPS位置信息、瞬時行駛速度和方向等交通參數(shù)的采集，再結(jié)合城市道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)，對采集的交通參數(shù)進(jìn)行地圖匹配、路徑推測和路況信息融合等計算，形成反映實時道路擁堵情況的交通信息，為交通管理部門和公眾提供動態(tài)的交通控制和誘導(dǎo)服務(wù)。目前城市內(nèi)浮動車采用的數(shù)據(jù)源是出租車，為了調(diào)度和安保的需要，大城市的出租車普遍裝備了 GPS定位設(shè)備。圖1所示是浮動車的技術(shù)原理圖，車輛的定位信息通過無線通信定時上傳給車輛指揮調(diào)度中心，調(diào)度中心再將收到的車輛定位信息實時傳送給浮動車計算處理中心，處理中心接收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行處理并生成路況信息。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和通信成本的降低，出租車GPS定位信息的上傳頻率有逐漸提高的趨勢(目前有的出租車數(shù)據(jù)源已經(jīng)達(dá)到了 10秒甚至更短的上傳間隔)，這極大地迎合了出租車調(diào)度指揮和安保監(jiān)控的需要，但卻給浮動車信息處理帶來了一定的負(fù)面影響。依據(jù)浮動車技術(shù)原理，通過將相鄰兩個GPS點匹配到城市路網(wǎng)上，推測兩個GPS之間車輛行駛的軌跡，最終生成車輛在兩個GPS點之間途經(jīng)道路的路況信息。一般比較適合的相鄰兩個GPS上傳間隔為30秒 I分鐘。如果GPS上傳間隔過短，除了消耗大量的計算資源外，由于車輛行駛的距離較短，還會造成計算出的車速變化劇烈，極不穩(wěn)定；如果GPS上傳間隔過長，車輛行駛的距離過長，給路徑推測造成了一定的難度，而且不易捕捉車速在局部路段上的變化。因此，對于較高頻率的GPS點上傳，在計算過程中會對GPS點按照一定的時間間隔進(jìn)行過濾，過濾后的GPS點的子集參與浮動車計算。GPS的過濾必須是以車輛為單位進(jìn)行的，否則會出現(xiàn)有的車輛過濾掉的信息多，有的車輛過濾掉的信息少的情況，不能滿足實際的需要。以車輛為單位進(jìn)行過濾，必須將GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并按照車輛進(jìn)行存儲和查詢，這需要消耗一定的計算資源。在GPS傳輸過程中對GPS進(jìn)行過濾，可以有三個地方選擇部署過濾模塊，如圖2所示:一、在車輛指揮調(diào)度中心(過濾模塊A):指揮調(diào)度中心存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的GPS數(shù)據(jù)是最原始的記錄，在指揮調(diào)度中心進(jìn)行GPS過濾，會產(chǎn)生如下問題:①造成數(shù)據(jù)源的不完整；②由于在過濾過程中消耗大量的計算資源，造成轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的延遲；③過濾的需求不是指揮調(diào)度中心所必須的。二、GPS數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)(過濾模塊B):在GPS數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)處進(jìn)行過濾，同樣存在原始數(shù)據(jù)保存不完整和轉(zhuǎn)發(fā)延遲的問題。三、F⑶處理系統(tǒng)(過濾模塊C):在F⑶處理過程中進(jìn)行過濾，因為F⑶處理過程是以車輛為單位進(jìn)行計算的，所以進(jìn)行過濾有著天然的便利，同時也不存在數(shù)據(jù)延遲和數(shù)據(jù)不完整的問題(完整的GPS數(shù)據(jù)在接收的同時已進(jìn)行了存儲)。因此，一般采用第三種方案進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾。在現(xiàn)有的GPS數(shù)據(jù)過濾方法中，主要是設(shè)置數(shù)據(jù)源的篩選間隔為T (單位為秒)，對于上傳間隔過短的GPS數(shù)據(jù)源，根據(jù)篩選間隔選擇性的處理GPS記錄，具體方法為:系統(tǒng)啟動后對于車輛Ck，k e [O, K]，設(shè)其最新的被采用的第i條GPS記錄為gki，對應(yīng)的最新處理的GPS時間為Tk = tki，對于后來的若干條記錄，設(shè)為gki(j > i)，有:(I)若 tkJ-tki < T,則 gkJ 不被處理；(2)若tkj_tki之T,則gkj被處理，同時設(shè)定新的最新處理GPS時間為Tk = tkj。如圖3所示，以上傳間隔10秒，篩選間隔30秒為例，I分鐘會有6個GPS點上傳，從A點開始，B和A間隔10秒，所以被拋棄;C和A間隔20秒，被拋棄;D和A間隔30秒，被采用，依次類推?？招牡娜切问潜粧仐壍?，實心的三角形是被采用的。這種過濾方法的問題在于:由于GPS點的選取具有不確定性，使得第I個被處理的點選取非常關(guān)鍵，直接決定了后續(xù)的GPS序列中哪些點被選取，哪些點被遺棄。F⑶處理系統(tǒng)在服務(wù)器端是持續(xù)運(yùn)行的，所以對于一輛車而言，其第一個被處理的點從時間上來講無從找起，所以也無法完全再現(xiàn)計算過程，給分析工作造成了很大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法及系統(tǒng)，用于實現(xiàn)高頻GPS數(shù)據(jù)過濾的同時，還能夠再現(xiàn)過濾過程。本發(fā)明提供了一種高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，包括:A、接收GPS數(shù)據(jù)，解析出車輛標(biāo)識，并根據(jù)GPS記錄的采樣時刻獲取該GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號Id1 ；B、根據(jù)所述車輛標(biāo)識，查詢該車輛最新采用的GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號id2，如果Id1幸id2，則將所述間隔標(biāo)識號為Id1的GPS記錄提交FCD處理，同時將該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔標(biāo)識號更新為Id1，執(zhí)行步驟A ;否則，丟棄所述間隔標(biāo)識號為Id1的GPS記錄，執(zhí)行步驟A。本發(fā)明還提供了一種實施所述高頻GPS數(shù)據(jù)過濾方法的過濾系統(tǒng)，包括:GPS數(shù)據(jù)過濾模塊，設(shè)置于F⑶處理模塊的前端，用于接收實時傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)，按照所述過濾方法進(jìn)行過濾，將過濾后的數(shù)據(jù)提交到FCD處理模塊；GPS數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收所述實時傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)，存儲為GPS存檔數(shù)據(jù)；GPS數(shù)據(jù)讀取模塊，用于當(dāng)需要再現(xiàn)過濾過程時，將所述GPS存檔數(shù)據(jù)讀出，轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)流后輸出給所述GPS數(shù)據(jù)過濾模塊進(jìn)行過濾。本發(fā)明針對目前的浮動車高頻GPS過濾方法無法再現(xiàn)計算過程的缺點，提出了一種新的GPS數(shù)據(jù)過濾方法，通過設(shè)置明確的過濾規(guī)則，該方法無論對于實時的GPS數(shù)據(jù)，還是歷史存儲下來的GPS數(shù)據(jù)，都可以獲知哪條GPS被采用，哪條GPS被拋棄，可再現(xiàn)計算過程；同時，達(dá)到按照時間間隔選取GPS記錄的目的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中浮動車的技術(shù)原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中GPS過濾模塊部署示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中GPS數(shù)據(jù)的過濾方法示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾系統(tǒng)原理圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法流程圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明實施例針對目前的浮動車高頻GPS過濾方法無法再現(xiàn)計算過程的缺點，提出了一種新的GPS數(shù)據(jù)過濾方法，通過設(shè)置明確的過濾規(guī)則，該方法無論對于實時的GPS數(shù)據(jù)，還是歷史存儲下來的GPS數(shù)據(jù)，都可以獲知哪條GPS被采用，哪條GPS被拋棄，可再現(xiàn)計算過程；同時，達(dá)到按照時間間隔選取GPS記錄的目的。圖4所示是本發(fā)明實施例提供的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)在圖1所示的常規(guī)浮動車架構(gòu)基礎(chǔ)上，增加了幾個功能模塊，具體包括:GPS數(shù)據(jù)過濾模塊。在實時計算過程中，GPS數(shù)據(jù)被實時傳輸給GPS數(shù)據(jù)過濾模塊，過濾后的數(shù)據(jù)發(fā)送到F⑶處理模塊。GPS數(shù)據(jù)存儲模塊，GPS數(shù)據(jù)被實時傳輸?shù)耐瑫r，被存儲成GPS存檔數(shù)據(jù)，該模塊完成數(shù)據(jù)存儲。GPS數(shù)據(jù)讀取模塊，當(dāng)需要再現(xiàn)計算篩選過程，則通過GPS讀取模塊將GPS存檔數(shù)據(jù)讀出，轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)流后輸出(模擬GPS實時數(shù)據(jù))給GPS數(shù)據(jù)過濾模塊，進(jìn)而對過濾后的數(shù)據(jù)進(jìn)行F⑶計算。當(dāng)需要再現(xiàn)過濾過程時，由于GPS數(shù)據(jù)存儲模塊中保存的GPS存檔數(shù)據(jù)與其實時傳輸?shù)捻樞蛲耆嗤?，所以?dāng)其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流輸出給GPS數(shù)據(jù)過濾模塊進(jìn)行過濾時，過濾的結(jié)果也是完全相同的?；谝陨舷到y(tǒng)，本發(fā)明實施例提供的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法如圖5所示，包括以下步驟:步驟501、對高頻GPS數(shù)據(jù)過濾系統(tǒng)進(jìn)行初始化，在系統(tǒng)中建立全局存儲區(qū)域，針對每輛車，存儲的該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔ID號，初始設(shè)置為-1。所述全局存儲區(qū)域，指的是系統(tǒng)中會建立一張哈希表，保存車輛ID及其對應(yīng)的該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔ID號。步驟502、接收GPS數(shù)據(jù)，對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析出GPS車輛ID，并根據(jù)GPS采樣時刻計算該記錄所屬的間隔ID號，記為id”在接收到的GPS數(shù)據(jù)中的每條GPS記錄(GPS點)中，包括該GPS記錄所屬的車輛ID、GPS記錄的采樣時刻(年月日時分秒)，以及GPS速度、方向等信息。在本實施例中，設(shè)置GPS篩選間隔為T，按照篩選間隔將全天劃分為24*3600/T個區(qū)間，每個區(qū)間進(jìn)行一次篩選。為了對不同的篩選間隔進(jìn)行區(qū)分，每個篩選間隔用與其它篩選間隔都不相同的間隔ID號進(jìn)行區(qū)分。以圖3所示30秒間隔為例，全天有24*3600/30 =2880 個篩選間隔。則 00:00:00 00:00:30 間隔 ID 號為 1,00:00:30 00:01:00 間隔 ID號為2，依此類推，23:59:30 24:00:00間隔ID號為2880。計算每條GPS記錄所處的間隔ID號的方法為:設(shè)GPS的采樣時刻為hh-mm-ss，篩選間隔為T，則間隔ID號的計算方法為:id = (3600*hh+60*mm+ss)/T+1步驟503、根據(jù)車輛ID，在全局存儲區(qū)域中查詢該車輛最新采用的GPS記錄所在的間隔ID號，記為id2，如果Id1 ^ id2，則將該GPS記錄提交給F⑶處理模塊，同時更新該車輛最新采用的GPS記 錄所在的間隔ID號為Id1，執(zhí)行步驟502 ;否則，丟棄該GPS記錄，執(zhí)行步驟502。由于該車輛的第一條被解析出的GPS記錄所屬的間隔ID號Id1不可能等于-1，所以該條記錄一定會第一個成為最新采用的GPS記錄，并提交給F⑶處理模塊。之后解析出的每條該車輛的GPS記錄，都會將其間隔ID號與最新采用的GPS記錄的間隔ID號進(jìn)行比較，只要不同，就會采用該記錄，提交FCD處理模塊，并將最新采用的GPS記錄所屬間隔ID號更新為該記錄所屬的間隔ID號。以圖6為例，按照前述方法基于篩選間隔將全天劃分為24*3600/T個區(qū)間后，對于一輛車而言，選取每個區(qū)間中第I條記錄處理。上傳間隔為10秒，篩選間隔為30秒，將時域按照篩選間隔劃分為若干個區(qū)間。A是第I個區(qū)間的第I條記錄，被采用；Β是第2個區(qū)間的第I條記錄，被采用；C和D是第2個區(qū)間的第2和第3條記錄，被拋棄；后邊的區(qū)間按照同樣的方法處理，其GPS過濾效果與現(xiàn)有方法一致。由于區(qū)間的劃分方法是明確的，所以區(qū)間中第I條記錄的選取也是明確的，無論對于實時轉(zhuǎn)發(fā)的GSP數(shù)據(jù)流，還是對于歷史存儲的GPS數(shù)據(jù)(歷史存儲的GPS數(shù)據(jù)順序與實時GPS數(shù)據(jù)流是一致的)，從而能夠輕易實現(xiàn)計算過程的再現(xiàn)。在圖6中，第一個間隔選取的A點和第二個間隔的B點相隔只有10秒，但這種情況只在第一個間隔數(shù)據(jù)不完整的情況下出現(xiàn)。從第二個間隔開始，所有GPS數(shù)據(jù)的間隔嚴(yán)格按照30秒選取。在現(xiàn)有浮動車應(yīng)用中，對高頻GPS數(shù)據(jù)流的過濾算法會導(dǎo)致計算過程無法再現(xiàn)。本發(fā)明實施例提出了一種更為合理的GPS過濾算法，使得GPS的篩選與GPS的采樣時間相關(guān)，這樣無論是實時GPS數(shù)據(jù)，還是歷史的GPS數(shù)據(jù)，哪條被采用，哪條被拋棄是明確定義的。在達(dá)到同樣的GPS過濾效果的前提下，也可以實現(xiàn)FCD計算過程的再現(xiàn)?？傊?，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，其特征在于，所述方法包括: A、接收GPS數(shù)據(jù)，解析出車輛標(biāo)識，并根據(jù)GPS記錄的采樣時刻獲取該GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號Id1 ； B、根據(jù)所述車輛標(biāo)識，查詢該車輛最新采用的GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號id2，如果Id1幸id2，則將所述間隔標(biāo)識號為Id1的GPS記錄提交FCD處理，同時將該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔標(biāo)識號更新為Id1，執(zhí)行步驟A ;否則，丟棄所述間隔標(biāo)識號為Id1的GPS記錄，執(zhí)行步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，其特征在于，該方法在接收GPS數(shù)據(jù)之前進(jìn)一步包括進(jìn)行初始化操作的步驟，所述初始化操作具體包括: 建立GPS數(shù)據(jù)的全局存儲區(qū)域，針對每輛車，將存儲的該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔標(biāo)識號，初始設(shè)置為-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，其特征在于，所述建立全局存儲區(qū)域的步驟具體為: 建立一個哈希表，保存車輛標(biāo)識及其對應(yīng)的該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔標(biāo)識號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，其特征在于，在接收到的GPS數(shù)據(jù)中，每條GPS記錄包括該GPS記錄所屬的車輛標(biāo)識以及GPS記錄的采樣時刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法，其特征在于，所述根據(jù)GPS記錄的采樣時刻獲取間隔標(biāo)識號Id1的步驟具體包括: 設(shè)置GPS記錄的篩選間隔為T (單位為秒)，按照篩選間隔將全天劃分為24*3600/T個區(qū)間，每個區(qū)間進(jìn)行一次篩選，每個篩選區(qū)間用與其它篩選區(qū)間都不相同的間隔標(biāo)識號進(jìn)行區(qū)分； 設(shè)置GPS記錄的采樣時刻為hh-mm-ss,篩選間隔為T,則間隔標(biāo)識號為:id =(3600*hh+60*mm+ss)/Τ+l。
6.一種實施權(quán)利要求1所述的高頻GPS數(shù)據(jù)過濾方法的過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: GPS數(shù)據(jù)過濾模塊，用于接收實時傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)，按照權(quán)利要求1所述方法進(jìn)行過濾，將過濾后的數(shù)據(jù)發(fā)送到F⑶處理模塊； GPS數(shù)據(jù)存儲模塊，用于接收所述實時傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)，存儲為GPS存檔數(shù)據(jù)； GPS數(shù)據(jù)讀取模塊，用于當(dāng)需要再現(xiàn)過濾過程時，將所述GPS存檔數(shù)據(jù)讀出，轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)流后輸出給所述GPS數(shù)據(jù)過濾模塊進(jìn)行過濾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高頻GPS數(shù)據(jù)的過濾方法及系統(tǒng)，屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括A、接收GPS數(shù)據(jù)，解析出車輛標(biāo)識，并根據(jù)GPS記錄的采樣時刻獲取該GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號id1；B、根據(jù)所述車輛標(biāo)識，查詢該車輛最新采用的GPS記錄所屬的間隔標(biāo)識號id2，如果id1≠id2，則將所述間隔標(biāo)識號為id1的GPS記錄提交FCD處理，同時將該車輛最新采用的GPS記錄所屬間隔標(biāo)識號更新為id1，執(zhí)行步驟A；否則，丟棄所述間隔標(biāo)識號為id1的GPS記錄，執(zhí)行步驟A。系統(tǒng)包括GPS數(shù)據(jù)過濾模塊、GPS數(shù)據(jù)存儲模塊及GPS數(shù)據(jù)讀取模塊。本發(fā)明在實現(xiàn)高頻GPS數(shù)據(jù)過濾的同時，還能夠再現(xiàn)過濾過程。
文檔編號G08G1/00GK103093608SQ20111033719
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者郭勝敏, 于曉, 張高峰, 夏曙東 申請人:北京掌城科技有限公司