本發(fā)明屬于高速公路實(shí)時(shí)路況監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路運(yùn)行狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)車(chē)輛數(shù)量的不斷增加，高速公路車(chē)流量不斷增大，導(dǎo)致高速公路事故頻發(fā)，擁堵發(fā)生頻率越來(lái)越高。目前交通狀態(tài)信息的采集主要使用固定的傳感器。如測(cè)速儀、車(chē)檢器、攝像頭等。而這些硬件設(shè)施的成本、安裝和維護(hù)的費(fèi)用相對(duì)較高，且其監(jiān)測(cè)范圍有限，不能覆蓋整條高速公路。因此其迫切的需要一種能夠監(jiān)控整個(gè)高速路網(wǎng)，且成本較低的方法。

手機(jī)信令是一種產(chǎn)生于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)且能反映手機(jī)用戶發(fā)生此通信行為所在的地理位置以及時(shí)間的數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)包含了手機(jī)用戶出行行為特征，不僅可以用于分析用戶的出行方式和出行偏好，還能通過(guò)分析群體的用戶樣本，得到高速公路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路運(yùn)行狀態(tài)的方法，該方法利用相關(guān)技術(shù)分析實(shí)時(shí)采集的信令數(shù)據(jù)，識(shí)別在高速路上行駛的用戶；并利用用戶在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)分析計(jì)算得到高速公路路段平均運(yùn)行速度，根據(jù)路段平均運(yùn)行速度得到高速公路實(shí)時(shí)路況。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路運(yùn)行狀態(tài)的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)高速公路實(shí)際路線，劃定矩形監(jiān)測(cè)區(qū)域；采用長(zhǎng)寬均為L(zhǎng)的正方形柵格對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行柵格化處理；以監(jiān)測(cè)區(qū)域左下角為起點(diǎn)，以地理水平線為橫軸，垂線為縱軸劃分柵格；柵格表示為B[x,y]，其中x為此柵格所在行數(shù)，y為此柵格所在列數(shù)；設(shè)高速公路某一行駛方向?yàn)檎?，設(shè)含有高速公路路段的柵格為道路柵格，由此得到高速公路正向道路柵格序列L_HB＝{B[h₁,w₁],B[h₂,w₂],B[h₃,w₃],…,B[h_i,w_i],…,B[h_n,w_n]}，其中B[h_i,w_i]為一個(gè)道路柵格，h_i為此柵格所在行數(shù)，w_i為此柵格所在列數(shù)；

步驟2：獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)據(jù)，并根據(jù)步驟1確定的柵格地圖，建立基站信息表；基站信息表包含基站位置區(qū)編號(hào)LAC、基站小區(qū)編號(hào)CellID、基站地理位置信息(即是基站經(jīng)緯度坐標(biāo)，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)OC)、所屬柵格(簡(jiǎn)稱為CB)、是否覆蓋高速公路(簡(jiǎn)稱為IOW)、對(duì)應(yīng)的道路柵格(簡(jiǎn)稱為CWB)；

步驟3：設(shè)T時(shí)刻用戶信息集合為S_U，其中用戶信息包含用戶唯一標(biāo)識(shí)UID以及此用戶在T時(shí)刻之前的軌跡序列；獲取在T到T+t監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)區(qū)域產(chǎn)生的所有信令數(shù)據(jù)，其中信令數(shù)據(jù)包含用戶唯一標(biāo)識(shí)UID、信令數(shù)據(jù)所屬基站位置區(qū)編號(hào)LAC、基站小區(qū)編號(hào)CellID和時(shí)間戳TimeStamp字段；然后將信令數(shù)據(jù)按用戶分類并對(duì)每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)按時(shí)間戳TimeStamp進(jìn)行排序，過(guò)濾乒乓切換，并將用戶在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)位于同一位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，從而構(gòu)建用戶在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列；隨后根據(jù)UID更新用戶信息集合S_U，若S_U中存在此用戶，則更新此用戶的軌跡序列；若S_U中不存在此用戶，則向S_U中添加此用戶信息，由此得到在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)更新的用戶信息集合S_U1；

步驟4：設(shè)在高速路上行駛的用戶為高速公路用戶，獲取T時(shí)刻高速公路用戶集合S_HU(其中S_HU包含于S_U)；對(duì)S_U1中各用戶的軌跡序列進(jìn)行有效出行段分割，并分析其最后一段有效出行段的軌跡序列，判斷其是否在高速路上行駛，并據(jù)此更新維護(hù)高速公路用戶集合S_HU和生成計(jì)算高速公路各道路柵格實(shí)時(shí)速度所需的正向軌跡序列集合S_PE和負(fù)向軌跡序列集合S_NE；

步驟5：提取S_PE和S_NE中各軌跡序列，分析計(jì)算得到各道路柵格的正負(fù)向?qū)崟r(shí)速度；其中道路柵格實(shí)時(shí)速度即為道路柵格包含的高速公路路段實(shí)時(shí)速度，其中正負(fù)方向道路柵格實(shí)時(shí)速度計(jì)算方法一致。

進(jìn)一步，在步驟2中，首先根據(jù)基站LOC確定基站所屬柵格CB，隨后根據(jù)基站覆蓋范圍，確定基站覆蓋的柵格集合；若基站覆蓋的柵格集合中含有道路柵格，則將此基站IOW屬性值設(shè)為iw，否則將此IOW屬性值設(shè)為ow；其中iw表示此基站覆蓋范圍含有高速公路，ow表示此基站不能覆蓋高速公路；若基站IOW屬性值為iw，則計(jì)算基站覆蓋的道路柵格與其所在柵格CB的距離，取距離最小的道路柵格為基站映射到道路上的柵格CWB；若基站IOW屬性值為ow，則其CWB取值為null；設(shè)某基站所在柵格為B[a,b]，其覆蓋的道路柵格集合為S_CHB＝{B[c₁,d₁],B[c₂,d₂],B[c₃,d₃],…,B[c_i,d_i],…,B[c_m,d_m]}；計(jì)算S_CHB中各柵格與基站所在柵格B[a,b]的距離S_D＝{D_c1d1,D_c2d2,D_c3d3,…,D_cidi,…,D_cmdm}(其中D_cidi為B[c_i,d_i]與B[a,b]之間的距離，D_cidi＝((c_i-a)²+(d_i-b)²)^(1/2))，選取S_D中值最小的柵格為基站映射到道路的柵格。

進(jìn)一步，在步驟4中，具體包括：

步驟4.1：提取S_U1中各用戶的軌跡序列，并進(jìn)行有效出行段分割；提取S_U1中用戶最后一段有效出行段，若此有效出行段信令數(shù)大于一定閾值則跳轉(zhuǎn)到步驟4.2，否則判斷S_HU中是否存在此用戶，若存在此用戶，則根據(jù)用戶行駛方向?qū)⑵湓诒O(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到對(duì)應(yīng)的軌跡序列集合中；

步驟4.2：獲取有效出行段軌跡序列L_P＝{P₁,P₂,P₃,…,P_i,…,P_u}(其中P_i表示軌跡序列中第i條信令數(shù)據(jù)，各信令之間按時(shí)間先后順序排列)，根據(jù)步驟2的基站信息表獲取Pi基站對(duì)應(yīng)的道路柵格CWB，由此得到軌跡序列對(duì)應(yīng)的道路柵格序列L_PCWB＝{CWB₁,CWB₂,CWB₃,…,CWB_i,…,CWB_u}(其中CWB_i為P_i對(duì)應(yīng)的CWB，CWB_i可能為null)；

步驟4.3：計(jì)算L_PCWB序列中非null的CWB的占比；獲取L_PCWB序列中取值為null的CWB的個(gè)數(shù)N1，以及取值非null的CWB的個(gè)數(shù)N2；計(jì)算非null的CWB的占比R1＝N2/(N1+N2)；若R1大于一定閾值則轉(zhuǎn)到步驟4.4，否則認(rèn)定此用戶非高速公路用戶，跳轉(zhuǎn)至步驟4.5；

步驟4.4：提取L_PCWB中取值為非null的CWB組成軌跡序列P對(duì)應(yīng)的非空的道路柵格序列L_PCWB2＝{CWB_g1,CWB_g2,CWB_g3,…,CWB_gi,…,CWB_gq}(其中L_PCWB2包含于L_PCWB，g_i∈[1,u])；提取CWB_gi在高速公路道路柵格序列L_HB中的序號(hào)O_gi，則L_PCWB2對(duì)應(yīng)的序號(hào)序列為L(zhǎng)_O＝{O_g1,O_g2,O_g3,…,O_gi,…,O_gq}；計(jì)算L_O中相鄰兩個(gè)元素的平均值A(chǔ)gi＝(O_gi+O_g(i+1))/2，則L_O平滑處理之后的序列為L(zhǎng)_OA＝{A_g1,A_g2,A_g3,…,A_gi,…,A_g(q-1)}；若L_OA序列存在明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，則認(rèn)定此用戶的移動(dòng)方向與高速公路匹配且其為高速公路用戶；若增長(zhǎng)趨勢(shì)為正，則認(rèn)為此用戶移動(dòng)方向?yàn)楦咚俟氛较颍⑵湓诒O(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到S_PE中；若增長(zhǎng)趨勢(shì)為負(fù)，則認(rèn)為此用戶移動(dòng)方向?yàn)楦咚俟坟?fù)方向，并將其在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到S_NE中；

步驟4.5：更新高速公路用戶集合S_HU；獲取T時(shí)刻高速公路用戶集合為S_HU，若此用戶為高速公路用戶且S_HU不存在此用戶，則添加此用戶到S_HU中；若此用戶判斷為非高速公路用戶且S_HU中存在此用戶，則從S_HU中刪除此用戶。

進(jìn)一步，在步驟5中，以正方向速度求取為例，其步驟包括：

步驟5.1：為L(zhǎng)_HB中各道路柵格設(shè)置對(duì)應(yīng)的速度容器，用于存放各軌跡序列中手機(jī)用戶在兩軌跡點(diǎn)之間的移動(dòng)速度；根據(jù)兩軌跡點(diǎn)之間的路程長(zhǎng)度將速度分成Z個(gè)等級(jí)，則每個(gè)道路柵格的速度容器中包含Z個(gè)速度容器，每個(gè)速度容器存放對(duì)應(yīng)的速度數(shù)據(jù)；

步驟5.2：計(jì)算S_PE中各軌跡序列中用戶在兩軌跡點(diǎn)之間的移動(dòng)速度，根據(jù)兩軌跡點(diǎn)之間的路程對(duì)計(jì)算得到的速度進(jìn)行等級(jí)劃分，并將其放入相應(yīng)的道路柵格對(duì)應(yīng)的速度容器中；

步驟5.3：利用聚類算法對(duì)L_HB中各道路柵格的各速度容器中的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，得到各道路柵格不同路程等級(jí)對(duì)應(yīng)的速度；設(shè)道路柵格B[h_i,w_i]對(duì)應(yīng)的速度容器集合為S_B[h_i,w_i]_Con＝{B[h_i,w_i]_C₁,B[h_i,w_i]_C₂,B[h_i,w_i]_C₃,…,B[h_i,w_i]_C_j,…,B[h_i,w_i]_C_z}，利用聚類算法分析計(jì)算B[h_i,w_i]_C_j中速度數(shù)據(jù)得到等級(jí)j對(duì)應(yīng)的速度為Con_Speed_j，則道路柵格B[h_i,w_i]不同等級(jí)速度集合為S_Con_Speed＝{Con_Speed₁,Con_Speed₂,Con_Speed₃,…,Con_Speed_j,…,Con_Speed_z}；獲取各速度容器中速度數(shù)據(jù)樣本數(shù)，則道路柵格B[h_i,w_i]不同等級(jí)速度樣本數(shù)集合為S_Con_NS＝{NS₁,NS₂,NS₃,…,NS_j,…NS_z}；則道路柵格B[h_i,w_i]速度樣本總數(shù)B[h_i,w_i]_SpeedSwatch_Sum＝NS₁+NS₂+NS₃+…+NS_j+…+NS_z；利用下面公式計(jì)算道路柵格B[h_i,w_i]實(shí)時(shí)速度B[h_i,w_i]_RTSpeed：

步驟5.4：根據(jù)道路柵格的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度確定其中的高速公路路段的交通狀態(tài)。

進(jìn)一步，在所述步驟5.2中，具體步驟如下：

步驟5.2.1：獲取S_PE中某一軌跡序列L_EP＝{R₁,R₂,R₃,…,R_i,…,R_k}(其中R_i表示此軌跡序列中第i個(gè)軌跡點(diǎn))；順序遍歷L_EP中各軌跡點(diǎn)，計(jì)算手機(jī)用戶在其與后續(xù)各點(diǎn)之間的移動(dòng)速度，并將計(jì)算得到的速度歸入到相應(yīng)道路柵格的速度容器中；

步驟5.2.2：設(shè)軌跡點(diǎn)R_i-1和R_i對(duì)應(yīng)的道路柵格分別為B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]，獲取B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]在L_HB中序號(hào)，若兩序號(hào)的差值與此用戶的移動(dòng)方向同為正或同為負(fù)，則跳轉(zhuǎn)至5.2.3；

步驟5.2.3：計(jì)算B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的路程Dis_(i-1)i；獲取L_HB中B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的子序列L_EHB＝{B[s₁,l₁],B[s₂,l₂],…,B[s_i,l_i],…,B[s_v,l_v]}，則B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的路程Dis_(i-1)i可用下面公式計(jì)算得到；

步驟5.2.4：設(shè)軌跡點(diǎn)R_i-1和R_i對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳TimeStamp_(i-1)和TimeStamp_i，則用戶在R_i-1和R_i之間的移動(dòng)速度Speed_(i-1)i＝Dis_(i-1)i/(TimeStamp_i-TimeStamp_(i-1))；

步驟5.2.5：根據(jù)步驟5.2.3獲取的路程Dis_(i-1)i將Speed_(i-1)i放到B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的子序列L_EHB中的各個(gè)道路柵格對(duì)應(yīng)的速度容器中；設(shè)Speed_(i-1)i對(duì)應(yīng)的等級(jí)為L(zhǎng)evel_Speed_(i-1)i，等級(jí)序列為L(zhǎng)_Level＝{Level₁,Level₂,Level₃,…,Level_j,…,Level_z}(其中Level_j表示第j個(gè)速度等級(jí))；則可由以下公式確定Level_Speed_(i-1)i；即是若Dis_(i-1)i大于等于DisNum_j且小于DisNum_j+1，則Level_Speed_(i-1)i為L(zhǎng)evel_j；其中DisNum_j+1大于DisNum_j，若Dis_(i-1)i不在任何一區(qū)間內(nèi)，則將此速度數(shù)據(jù)舍棄；

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)分析實(shí)時(shí)采集的信令數(shù)據(jù)，識(shí)別在高速路上行駛的用戶；并利用用戶在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)產(chǎn)生的信令數(shù)據(jù)分析計(jì)算得到高速公路路段平均運(yùn)行速度，根據(jù)路段平均運(yùn)行速度得到高速公路實(shí)時(shí)路況；本發(fā)明無(wú)需額外的硬件設(shè)備，且其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度較高。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明提供的一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路運(yùn)行狀態(tài)的方法的流程。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

圖1為本發(fā)明提供的一種基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取高速公路運(yùn)行狀態(tài)的方法的流程，如圖所示，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)高速公路實(shí)際路線，劃定矩形監(jiān)測(cè)區(qū)域。采用長(zhǎng)寬均為L(zhǎng)的正方形柵格對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行柵格化處理。以監(jiān)測(cè)區(qū)域左下角為起點(diǎn)，以地理水平線為橫軸，垂線為縱軸劃分柵格。柵格表示為B[x,y]，其中x為此柵格所在行數(shù)，y為此柵格所在列數(shù)。設(shè)高速公路某一行駛方向?yàn)檎?，設(shè)含有高速公路路段的柵格為道路柵格，由此得到高速公路正向道路柵格序列L_HB＝{B[h₁,w₁],B[h₂,w₂],B[h₃,w₃],…,B[h_i,w_i],…,B[h_n,w_n]}，其中B[h_i,w_i]為一個(gè)道路柵格，h_i為此柵格所在行數(shù)，w_i為此柵格所在列數(shù)。

步驟2：獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)據(jù)，并根據(jù)步驟1確定的柵格地圖，建立基站信息表。基站信息表包含基站位置區(qū)編號(hào)LAC、基站小區(qū)編號(hào)CellID、基站地理位置信息(即是基站經(jīng)緯度坐標(biāo)，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)OC)、所屬柵格(簡(jiǎn)稱為CB)、是否覆蓋高速公路(簡(jiǎn)稱為IOW)、對(duì)應(yīng)的道路柵格(簡(jiǎn)稱為CWB)。首先根據(jù)基站LOC確定基站所屬柵格CB，隨后根據(jù)基站覆蓋范圍，確定基站覆蓋的柵格集合。若基站覆蓋的柵格集合中含有道路柵格，則將此基站IOW屬性值設(shè)為iw，否則將此IOW屬性值設(shè)為ow。其中iw表示此基站覆蓋范圍含有高速公路，ow表示此基站不能覆蓋高速公路。若基站IOW屬性值為iw，則計(jì)算基站覆蓋的道路柵格與其所在柵格CB的距離，取距離最小的道路柵格為基站映射到道路上的柵格CWB。若基站IOW屬性值為ow，則其CWB取值為null。設(shè)某基站所在柵格為B[a,b]，其覆蓋的道路柵格集合為S_CHB＝{B[c₁,d₁],B[c₂,d₂],B[c₃,d₃],…,B[c_i,d_i],…,B[c_m,d_m]}。計(jì)算S_CHB中各柵格與基站所在柵格B[a,b]的距離S_D＝{D_c1d1,D_c2d2,D_c3d3,…,D_cidi,…,D_cmdm}(其中D_cidi為B[c_i,d_i]與B[a,b]之間的距離，D_cidi＝((c_i-a)²+(d_i-b)²)^(1/2))，選取S_D中值最小的柵格為基站映射到道路的柵格。

步驟3：設(shè)T時(shí)刻用戶信息集合為S_U，其中用戶信息包含用戶唯一標(biāo)識(shí)UID以及此用戶在T時(shí)刻之前的軌跡序列。獲取在T到T+t監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)區(qū)域產(chǎn)生的所有信令數(shù)據(jù)，其中信令數(shù)據(jù)包含用戶唯一標(biāo)識(shí)UID、信令數(shù)據(jù)所屬基站位置區(qū)編號(hào)LAC、基站小區(qū)編號(hào)CellID和時(shí)間戳TimeStamp字段。然后將信令數(shù)據(jù)按用戶分類并對(duì)每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)按時(shí)間戳TimeStamp進(jìn)行排序，過(guò)濾乒乓切換，并將用戶在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)位于同一位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，從而構(gòu)建用戶在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列。隨后根據(jù)UID更新用戶信息集合S_U，若S_U中存在此用戶，則更新此用戶的軌跡序列。若S_U中不存在此用戶，則向S_U中添加此用戶信息。由此得到在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)更新的用戶信息集合S_U1。

步驟4：設(shè)在高速路上行駛的用戶為高速公路用戶，獲取T時(shí)刻高速公路用戶集合S_HU(其中S_HU包含于S_U)。對(duì)S_U1中各用戶的軌跡序列進(jìn)行有效出行段分割，并分析其最后一段有效出行段的軌跡序列，判斷其是否在高速路上行駛，并據(jù)此更新維護(hù)高速公路用戶集合S_HU和生成計(jì)算高速公路各道路柵格實(shí)時(shí)速度所需的正向軌跡序列集合S_PE和負(fù)向軌跡序列集合S_NE。具體步驟如下：

步驟4.1：提取S_U1中各用戶的軌跡序列，并進(jìn)行有效出行段分割。提取S_U1中用戶最后一段有效出行段，若此有效出行段信令數(shù)大于一定閾值則跳轉(zhuǎn)到步驟4.2，否則判斷S_HU中是否存在此用戶，若存在此用戶，則根據(jù)用戶行駛方向?qū)⑵湓诒O(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到對(duì)應(yīng)的軌跡序列集合中。

步驟4.2：獲取有效出行段軌跡序列L_P＝{P₁,P₂,P₃,…,P_i,…,P_u}(其中P_i表示軌跡序列中第i條信令數(shù)據(jù)，各信令之間按時(shí)間先后順序排列)，根據(jù)步驟2的基站信息表獲取Pi基站對(duì)應(yīng)的道路柵格CWB，由此得到軌跡序列對(duì)應(yīng)的道路柵格序列L_{_}PCWB＝{CWB₁,CWB₂,CWB₃,…,CWB_i,…,CWB_u}(其中CWB_i為P_i對(duì)應(yīng)的CWB，CWB_i可能為null)。

步驟4.3：計(jì)算L_PCWB序列中非null的CWB的占比。獲取L_PCWB序列中取值為null的CWB的個(gè)數(shù)N1，以及取值非null的CWB的個(gè)數(shù)N2。計(jì)算非null的CWB的占比R1＝N2/(N1+N2)。若R1大于一定閾值則轉(zhuǎn)到步驟4.4，否則認(rèn)定此用戶非高速公路用戶，跳轉(zhuǎn)至步驟4.5。

步驟4.4：提取L_PCWB中取值為非null的CWB組成軌跡序列P對(duì)應(yīng)的非空的道路柵格序列L_PCWB2＝{CWB_g1,CWB_g2,CWB_g3,…,CWB_gi,…,CWB_gq}(其中L_PCWB2包含于L_PCWB，g_i∈[1,u])。提取CWB_gi在高速公路道路柵格序列L_HB中的序號(hào)O_gi，則L_PCWB2對(duì)應(yīng)的序號(hào)序列為L(zhǎng)_O＝{O_g1,O_g2,O_g3,…,O_gi,…,O_gq}。計(jì)算L_O中相鄰兩個(gè)元素的平均值A(chǔ)gi＝(O_gi+O_g(i+1))/2，則L_O平滑處理之后的序列為L(zhǎng)_OA＝{A_g1,A_g2,A_g3,…,A_gi,…,A_g(q-1)}。若L_OA序列存在明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，則認(rèn)定此用戶的移動(dòng)方向與高速公路匹配且其為高速公路用戶。若增長(zhǎng)趨勢(shì)為正，則認(rèn)為此用戶移動(dòng)方向?yàn)楦咚俟氛较颍⑵湓诒O(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到S_PE中。若增長(zhǎng)趨勢(shì)為負(fù)，則認(rèn)為此用戶移動(dòng)方向?yàn)楦咚俟坟?fù)方向，并將其在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的軌跡序列添加到S_NE中。

步驟4.5：更新高速公路用戶集合S_HU。獲取T時(shí)刻高速公路用戶集合為S_HU，若此用戶為高速公路用戶且S_HU不存在此用戶，則添加此用戶到S_HU中。若此用戶判斷為非高速公路用戶且S_HU中存在此用戶，則從S_HU中刪除此用戶。

步驟5：提取S_PE和S_NE中各軌跡序列，分析計(jì)算得到各道路柵格的正負(fù)向?qū)崟r(shí)速度。其中道路柵格實(shí)時(shí)速度即為道路柵格包含的高速公路路段實(shí)時(shí)速度。其中正負(fù)方向道路柵格實(shí)時(shí)速度計(jì)算方法一致。下面以正方向道路柵格實(shí)時(shí)速度計(jì)算為例，其具體步驟如下：

步驟5.1：為L(zhǎng)_HB中各道路柵格設(shè)置對(duì)應(yīng)的速度容器，用于存放各軌跡序列中手機(jī)用戶在兩軌跡點(diǎn)之間的移動(dòng)速度。且又根據(jù)兩軌跡點(diǎn)之間的路程長(zhǎng)度將速度分成Z個(gè)等級(jí)，則每個(gè)道路柵格的速度容器中包含Z個(gè)速度容器，每個(gè)速度容器存放對(duì)應(yīng)的速度數(shù)據(jù)。

步驟5.2：計(jì)算S_PE中各軌跡序列中用戶在兩軌跡點(diǎn)之間的移動(dòng)速度，根據(jù)兩軌跡點(diǎn)之間的路程對(duì)計(jì)算得到的速度進(jìn)行等級(jí)劃分，并將其放入相應(yīng)的道路柵格對(duì)應(yīng)的速度容器中。具體步驟如下：

步驟5.2.1：獲取S_PE中某一軌跡序列L_EP＝{R₁,R₂,R₃,…,R_i,…,R_k}(其中R_i表示此軌跡序列中第i個(gè)軌跡點(diǎn))。順序遍歷L_EP中各軌跡點(diǎn)，計(jì)算手機(jī)用戶在其與后續(xù)各點(diǎn)之間的移動(dòng)速度，并將計(jì)算得到的速度歸入到相應(yīng)道路柵格的速度容器中。

步驟5.2.2：設(shè)軌跡點(diǎn)R_i-1和R_i對(duì)應(yīng)的道路柵格分別為B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]，獲取B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]在L_HB中序號(hào)，若兩序號(hào)的差值與此用戶的移動(dòng)方向同為正或同為負(fù)，則跳轉(zhuǎn)至5.2.3。

步驟5.2.3：計(jì)算B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的路程Dis_(i-1)i。獲取L_HB中B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的子序列L_EHB＝{B[s₁,l₁],B[s₂,l₂],…,B[s_i,l_i],…,B[s_v,l_v]}，則B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的路程Dis_(i-1)i可用下面公式計(jì)算得到。

步驟5.2.4：設(shè)軌跡點(diǎn)R_i-1和R_i對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳TimeStamp_(i-1)和TimeStamp_i，則用戶在R_i-1和R_i之間的移動(dòng)速度Speed_(i-1)i＝Dis_(i-1)i/(TimeStamp_i-TimeStamp_(i-1))。

步驟5.2.5：根據(jù)步驟5.2.3獲取的路程Dis_(i-1)i將Speed_(i-1)i放到B[e_(i-1),f_(i-1)]和B[e_i,f_i]之間的子序列L_EHB中的各個(gè)道路柵格對(duì)應(yīng)的速度容器中。設(shè)Speed_(i-1)i對(duì)應(yīng)的等級(jí)為L(zhǎng)evel_Speed_(i-1)i，等級(jí)序列為L(zhǎng)_Level＝{Level₁,Level₂,Level₃,…,Level_j,…,Level_z}(其中Level_j表示第j個(gè)速度等級(jí))。則可由以下公式確定Level_Speed_(i-1)i。即是若Dis_(i-1)i大于等于DisNum_j且小于DisNum_j+1，則Level_Speed_(i-1)i為L(zhǎng)evel_j。其中DisNum_j+1大于DisNum_j，若Dis_(i-1)i不在任何一區(qū)間內(nèi)，則將此速度數(shù)據(jù)舍棄。

步驟5.3：利用聚類算法對(duì)L_HB中各道路柵格的各速度容器中的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，得到各道路柵格不同路程等級(jí)對(duì)應(yīng)的速度。設(shè)道路柵格B[h_i,w_i]對(duì)應(yīng)的速度容器集合為S_B[h_i,w_i]_Con＝{B[h_i,w_i]_C₁,B[h_i,w_i]_C₂,B[h_i,w_i]_C₃,…,B[h_i,w_i]_C_j,…,B[h_i,w_i]_C_z}，利用聚類算法分析計(jì)算B[h_i,w_i]_C_j中速度數(shù)據(jù)得到等級(jí)j對(duì)應(yīng)的速度為Con_Speed_j，則道路柵格B[h_i,w_i]不同等級(jí)速度集合為：

S_Con_Speed＝{Con_Speed₁,Con_Speed₂,Con_Speed₃,…,Con_Speed_j,…,Con_Speed_z}。獲取各速度容器中速度數(shù)據(jù)樣本數(shù)，則道路柵格B[h_i,w_i]不同等級(jí)速度樣本數(shù)集合為S_Con_NS＝{NS₁,NS₂,NS₃,…,NS_j,…NS_z}。則道路柵格B[h_i,w_i]速度樣本總數(shù)B[h_i,w_i]_SpeedSwatch_Sum＝NS₁+NS₂+NS₃+…+NS_j+…+NS_z。利用下面公式計(jì)算道路柵格B[h_i,w_i]實(shí)時(shí)速度B[h_i,w_i]_RTSpeed。

步驟5.4：根據(jù)道路柵格的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度確定其中的高速公路路段的交通狀態(tài)。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。