道路交通流数据质量控制方法与装置

项目年度编号：0900880011

完成单位：北京交通大学 

省　　市：北京

公布年份：2009年

成果类别：应用技术

关 键 词：道路交通流数据质量控制方法 交通流理论修正方法 数值计算理论 

摘      要：技术领域：该装置属专利技术，该装置是一种利用数值计算理论对道路交通流数据进行质量控制的方法与装置。这种方法不仅提高了作为修正依据的正确数据的利用率，而且无须大量的历史数据为前提，提高了数据质量控制工作的便捷性。背景技术：由于传输设备故障、路面交通状况和环境因素异常等方面的原因，所采集的道路交通流数据将不可避免地出现错误、丢失的情况或者采集时间点的偏移。为了准确地反映实际的交通状况并满足用户的数据应用需求，必须对原始数据进行质量控制，提高整体数据的精确度，为交通规划、管理和控制等数据应用领域提供良好的数据基础。传统的数据质量控制的方法主要有：(1)历史数据修正方法；(2)交通流理论修正方法。历史数据修正方法是通过对历史数据的分析和比较，利用同一个探测器历史同期的准确数据对原始数据进行修正，分为两种方式：分别是历史同期数据的直接替换和N个历史同期数据的平均值。其中，N个数据的平均值主要取决于所存储的历史数据量以及用户的实际需求。交通流理论修正方法是利用所建立的交通流模型对数据进行修正。通过大量历史数据以及所研究路段交通流特性的分析，建立符合该路段的交通流二维以及三维模型，即交通量-速度、交通量-占有率、速度-占有率和交通量-速度-占有率模型，利用模型对原始数据进行修正。其中，历史数据修正方法的应用取决于历史存储数据量的大小，一般来讲，存储的数据量越大修正数据就越准确，同时也可以利用所存储的历史数据进行交通流趋势的预测。但是这意味着至少需要存储1年以上的历史数据才可以应用该方法，是否具备大量可用的存储数据成为利用该方法的最大阻碍。交通流理论修正方法的可靠性取决于所建立模型的正确性，并且要求模型具有较高的针对性。利用该方法进行数据修正时，提高正确的交通量、速度和占有率数据的相对利用率，充分考虑所建模型的相互验性，从而做到修正结果的相互检验。但是当所要进行质量控制的数据不在建模路段时，那么将需要重新建模，工作量大。可见交通流理论修正方法的自适应性较差。综上所述，有必要开发更加有效的用于道路交通流数据的质量控制方法，对错误数据、丢失数据以及不规则时间点进行修正，基于数值计算理论的数据质量控制方法就能够满足这一要求。技术内容：研制该装置的目的在于提供一种道路交通流数据质量控制的方法，它利用时闻邻近的准确数据对错误数据、丢失数据以及不规则时间点属性进行修正，不涉及大量历史数据的存储和对于每个特定路段的建模问题，可以最大限度地保留当前数据的固有特性，提高时间邻近数据的利用率，并且具有很强的通用性和适应性。这种基于数值计算理论的道路交通流数据质量控制方法，具体包括：利用根据总量比较法、阈值理论和交通流理论设计的判别规则识别出正确数据、丢失数据和错误数据，利用数值计算理论中的时间点修正规则和线性插值法分别对相关数据的时间属性和所对应的数值进行修正，从而提高整体数据的精确程度，规范数据的时间属性，便于后期的数据抽样与集成等应用的开展．控制方法主要包括：1、利用道路交通流数据判别规则分类识别道路交通流数据；(1)丢失数据的判别规则：根据总量比较法，将理论输出数据的总量与实际输出数据的总量进行比较，判断出丢失数据的数量和位置，该总量比较法的参数可根据传感器的输出特性而定。(2)错误数据的判别规则：根据闽值理论和交通流理论双重判别的方法判别错误数据，提高了识别错误数据的准确度。2、利用线性插值法修正错误数据；利用线性插值法对错误数据进行修正。3、利用时间点修正法规范数据的时间属性；时间点修正法：利用时间点修正规则规范数据的时间属性，在最大程度上保留原始数据的信息，并将数据时间点修正为规范的格式，目的在于对采集原始数据中的数据时间点偏移情况进行修正。4、利用线性插值法补齐丢失数据。课题组研制的这种装置包括数据读取装置、数据识别装置、数据修正装置、数据存储装置和数据输出装置五部分。这五个部分相互联系，按照数据流的方向结合在一起按顺序使用。该装置的功能是利用Visual Basic语言与ACCESS数据库实现的，其中数据识别装置和数据修正装置是该装置的核心。其中数据识别装置是根据上述总量比较法、阈值理论和交通流理论设计的判别规则对导入的数据进行识别，划分为正确数据、丢失数据和错误数据，通过对不同属性的数据在数据库中进行标识，为下阶段的数据修正做准备。数据修正装置，是根据上述的数值计算理论，采用时间点修正规则和线性插值法对数据的时间属性和数值属性进行修正处理，从而获得完备且准确的数据。由于传输设备故障、路面交通状况和环境因素异常等原因，所采集的道路交通流数据将不可避免地出现错误、丢失的情况或者采集时间点的偏移。为了准确地表征实际交通状况并满足用户的数据应用需求，发明基于数值计算理论的道路交通流数据质量控制方法和装置：通过基于总量比较法和交通流理论设计的判别规则对数