專利名稱：異常車速的識別方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及智能交通領域，尤其涉及一種異常車速的識別方法和裝置。
背景技術：
智能交通系統是目前能全面有效地解決交通運輸領域問題，特別是交通擁擠、交 通阻塞、交通事故和交通污染等的最佳途徑。其中，動態交通信息服務是智能交通系統的核 心研究方向之一，它可以動態實時反映區域內的交通路況，指引最佳的行駛路線，提高道路 和車輛的使用效率，是緩解交通擁堵狀況的重要措施。 在動態交通信息的研究中，分析道路歷史車速值，找到能夠反映道路周期性趨勢 的參數，進而提取出道路的動態交通特征是個熱點問題。但是由于在數據的采集和處理輸 出過程中存在各種干擾，會使車速信息受到不同程度的噪聲污染，使用被污染的數據建模 和統計分析，可能會導致錯誤結果，并且影響智能交通系統對數據的使用。
發明內容
本發明的實施例提供一種異常車速的識別方法和裝置，能夠較準確地識別出異常 車速。 本發明的實施例采用如下技術方案 —種異常車速的識別方法，包括對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進
行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速；對所述待檢測車
速值集合中每天的車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車
速；根據所述確定的相同時刻車速值中的異常車速和每天的車速值中的異常車速，確定所
述待檢測車速值集合的異常車速。 —種異常車速的識別裝置，包括 第一檢測模塊，用于對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢 測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速； 第二檢測模塊，用于對所述待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速檢 測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速； 確定模塊，用于根據所述第一檢測模塊和第二檢測模塊確定的相同時刻車速值中 的異常車速和每天的車速值中的異常車速，確定所述待檢測車速值集合的異常車速。
本發明實施例提供的異常車速的識別方法和裝置，能夠分別對待檢測車速值集合 中相同時刻的車速值以及每天的車速值進行異常車速檢測，并根據檢測確定出待檢測車速 集合中存在的異常車速，達到了較準確識別異常車速的目的。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本
4發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的異常車速的識別方法流程圖；
圖2為圖1中步驟102的流程圖；
圖3為圖2中步驟201的流程圖；
圖4為圖2中步驟202的流程圖； 圖5為本發明實施例提供的異常車速的識別裝置結構示意圖；
圖6為圖5中第二檢測模塊的結構示意圖；
圖7為圖6中劃分單元的結構示意圖；
圖8為圖6中檢測單元的結構示意圖；
圖9為原始車速曲線示意圖； 圖10為采用本發明實施例提供的異常車速的識別方法和裝置對待檢測車速值集 合中相同時刻車速值進行異常車速識別的結果示意圖； 圖11為在圖IO基礎上采用本發明實施例提供的異常車速的識別方法和裝置對同 一天的車速值進行異常車速識別的結果示意圖。
具體實施例方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。 為了解決現有技術中對路鏈測量獲得的車速值中包含異常車速的問題，本發明實 施例提供一種異常車速的識別方法和裝置。 如圖1所示，本發明實施例提供的異常車速的識別方法，包括 步驟101 ，對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢 測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速。 在本實施例中，車速值具體為對同一路鏈進行測量獲得的車速值；路鏈為兩個節 點之間的道路段，該節點可以為路口或者道路上的任何一點。 根據統計學理論可知，在不發生突發事件的情況下，在同一路鏈上每天相同時刻 的車速值具有極強的統計特征，它是近似服從正態分布的。 綜上所述，在本實施例中，步驟101可以采用正態檢測方法，對待檢測車速值集合 包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異 常車速，可以包括從待檢測車速值集合中獲取相同時刻的車速值，計算所述車速值的均值 和標準差，根據該均值和標準差構建正態分布模型；計算每個車速值對應的U統計量；指定 檢驗水平a ，通過查標準正態分布表得到臨界值，進而定出拒絕域；判斷車速值對應的U統 計量是否落在拒絕域中，如果是，則該車速值異常，否則，該車速值正常。 當然，在實際的使用過程中還可以通過其他方法對待檢測車速值集合包含的相同 時刻車速值進行異常車速檢測，此處不對每種情況進行一一贅述。 步驟102，對待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速。
如圖2所示，在本實施例中，步驟102可以包括 步驟201，將一天中獲取的車速值劃分為兩個以上時間帶。 —般情況下，一天中同一路鏈上的車速值以3 5分鐘為時間單位記錄，在本實施 例中，以5分鐘為一個時間點進行計算， 一天可以分為288個時間點，分別對應288個車速
值(以集合Xi = {Xl， x2， .... ， xn，......， x288}進行表示)，其中，時間戳24:00對應時間點0。 如圖3所示，步驟201具體可以包括 步驟301，按照預先設置的時間帶劃分間隔，將一天中同一路鏈上獲取的車速值劃 分為兩個以上時間帶。 在實時運行的交通信息處理系統中，信息時間窗的劃分是以3 5分鐘為標準的。 但事實上，交通擁堵狀況的變化通常不會有這么高的頻率，因此可以根據當天的實際交通 擁堵狀況設置時間帶劃分間隔，在本實施例中，將時間帶劃分間隔設置為30分鐘，根據Xi
={Xl， x2，. . . . ， xn，......， x288}，可以車速值劃分為48個相互獨立的時間帶，其中，第k個
時間帶Yk = {xk+1， xk+2， xk+3， xk+4， xk+5， xk+6} ， 1《k《48， x為車速值。
步驟302，確定兩個相鄰的時間帶能夠合并，包括 1、對所述兩個相鄰的時間帶進行F檢驗，確定所述兩個相鄰的時間帶的方差相 同。 F檢驗統計量的公式為F-古 F(A -1，"2 -l)
。2 。 其中，r^和n2分別為所述兩個相鄰的時間帶內車速值的數量，具體地，該車速值的 數量為有效車數值的數量，在本實施例中，有效車數值為非空值； —7)2，&2-7)2 &和^分別為所述兩個相鄰的時間
"1 —1 S "2 —1 '=1 ,
帶內包含的車速值，X和Y分別為所述兩個相鄰的時間帶車速值的均值。
F檢驗的拒絕域為『={F<^( i -1,"2 —!)或F〉；l" —"2 一1)) 根據上述公式以及所述相鄰的兩個時間帶的車速值，計算F值，當F值沒有落入F 檢驗的拒絕域時，確定所述相鄰的兩個時間帶的方差相等；否則，所述相鄰的兩個時間帶的 方差不相等，不對該相鄰的兩個時間帶進行合并。 2、對所述兩個相鄰的時間帶進行T檢驗，確定所述兩個相鄰的時間帶的均值相 同。<formula>formula see original document page 7</formula> ~2=^-1I~~^~"L S/和S/分別為所述兩個相鄰的時間帶車速值的方差。 T檢驗的拒絕域為,=們> t， ("1 + "2 — 2)} 根據上述公式以及所述相鄰的兩個時間帶的車速值，計算T值，當T值沒有落入T 檢驗的拒絕域時，確定所述相鄰的兩個時間帶的均值相等；否則，所述相鄰的兩個時間帶的 均值不相等，不對該相鄰的兩個時間帶進行合并。 3、根據所述F檢驗和T檢驗的結果，確定所述兩個相鄰的時間帶能夠合并。 步驟303，根據步驟302的確定結果，將所述兩個相鄰的時間帶合并。 步驟202，根據每個時間帶內的車速值數量，分別對每個時間帶內的車速值進行U
檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果確定異常車速。 如圖4所示，在本實施例中，步驟202可以包括 步驟401，判斷每個時間帶內的車速值數量是否大于30，在本實施例中，車速值具 體為有效車速值。 步驟402，如果車速值數量大于30，對該時間帶進行U檢測，根據檢測結果確定異 常車速。 U檢驗統計量的公式為^ = ^7^ 其中，Xi為該時間帶中第i個車速值，P為該時間帶中車速值的均值，o為該時
間帶中車速值的方差，n為該時間帶內包含的車速值(有效車速值)數量。 U檢驗的拒絕域為W= {|U| > ii 。/2}，即￥= {U<_ii a/2}或U〉 ii a/2}。 根據上述公式，以及時間帶內包含的車速值，計算U值，根據該U值查詢標準正態
分布表，判斷U值是否落在拒絕域內，如果不是，則車速值是有效值，否則，車速值為異常值。 步驟403，如果車速值數量不大于30，對該時間帶進行T檢測，根據檢測結果確定 異常車速。 T檢驗統計量的公式為7 = 其中，&為該時間帶中第i個車速值，P為該時間帶中車速值的均值，s為該時間 帶中車速值的方差，n為該時間帶內包含的車速值(有效車速值)數量。
T檢驗的拒絕域為W = {I T I > ta (n-1)}。 根據上述公式，以及時間帶內包含的車速值，計算T值，根據該T值查詢T分布表， 判斷T值是否落在拒絕域內，如果不是，則車速值是有效值，否則，車速值為異常值。
步驟103，根據步驟101和102確定的相同時刻車速值中的異常車速和每天的車速 值中的異常車速，確定所述待檢測車速值集合的異常車速。 本發明實施例提供的異常車速的識別方法，能夠通過正態檢測方法對待檢測車速 值集合中相同時刻的車速值進行檢測，識別出所述相同時刻車速值中的異常車速，并且對 同一天內的車速值通過時間帶的概念來合并相似特性的車速值，然后對每個時間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果識別出同一天內的車速值中存在的異常車速，達 到了高效、準確地識別出異常車速的目的。
如圖5所示，本發明實施例還提供一種異常車速的識別裝置，包括 第一檢測模塊501，用于對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車
速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速； 在本實施例中，第一檢測模塊501具體可以采用正態檢測方法對對待檢測車速值 集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中 的異常車速。 第二檢測模塊502，用于對所述待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速 檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速； 確定模塊503，用于根據第一檢測模塊501和第二檢測模塊502確定的相同時刻 車速值中的異常車速和每天的車速值中的異常車速，確定所述待檢測車速值集合的異常車 速。 進一步地，如圖6所示，第二檢測模塊502可以包括 劃分單元601，用于將一天中獲取的車速值劃分為兩個以上時間帶； 檢測單元602，用于根據所述劃分單元601劃分的每個時間帶內的車速值數量，分
別對每個時間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果確定異常車速。 進一步地，如圖7所示，所述劃分單元601可以包括 劃分子單元6011，用于按照預先設置的時間帶劃分間隔，將一天中獲取的車速值 劃分為兩個以上時間帶； 確定子單元6012，用于確定所述劃分子單元6011劃分的兩個相鄰的時間帶能夠 合并； 具體地，所述確定子單元6012用于對所述劃分子單元6011劃分的兩個相鄰的時 間帶分別進行F檢驗和T檢驗，根據所述F檢驗和T檢驗的結果，確定所述兩個相鄰的時間 帶能夠合并。 合并子單元6013，用于根據所述確定子單元6012的確定結果，將所述劃分子單元 6011劃分的兩個相鄰的時間帶合并。 進一步地，如圖8所示，所述檢測單元602可以包括 判斷子單元6021，用于判斷所述劃分單元601劃分的每個時間帶內的車速值數量 是否大于30 ; 第一檢測子單元6022，用于如果所述判斷子單元6021的判斷結果為車速值數量 大于30，對該時間帶進行U檢測，根據檢測結果確定異常車速； 第二檢測子單元6023，用于如果所述判斷子單元6021的判斷結果為車速值數量 不大于30，對該時間帶進行T檢測，根據檢測結果確定異常車速。 本發明實施例提供的異常車速的識別裝置的具體實現方法可以參見本發明實施 例提供的異常車速的識別方法所述，此處不再贅述。 本發明實施例提供的異常車速的識別裝置，能夠通過正態檢測方法對待檢測車速 值集合中相同時刻的車速值進行檢測，識別出所述相同時刻車速值中的異常車速，并且對 同一天內的車速值通過時間帶的概念來合并相似特性的車速值，然后對每個時間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果識別出同一天內的車速值中存在的異常車速，達 到了高效、準確地識別出異常車速的目的。 圖9為原始車速曲線，圖10為本發明實施例提供的異常車速的識別方法和裝置對 待檢測車速值集合中相同時刻車速值進行異常車速識別的結果，圖11為在圖10所示的基 礎上，采用本發明實施例提供的異常車速的識別方法和裝置對同一天的車速值進行異常車 速識別的結果，在圖IO和圖11中虛線圓圈為識別出的異常車速，實線圓圈為沒有識別出的 異常車速。根據以上如圖9至11所示，可以很明顯地看出本發明實施例提供的技術方案能 夠準確地識別出異常車速。 本發明實施例提供的技術方案可以應用在智能交通領域，實現對各種車輛的車速 異常值的檢測和識別。 本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，如 R0M/RAM、磁碟或光盤等。 以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
9
權利要求
一種異常車速的識別方法，其特征在于，包括對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速；對所述待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速；根據所述確定的相同時刻車速值中的異常車速和每天的車速值中的異常車速，確定所述待檢測車速值集合的異常車速。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述待檢測車速值集合中每天的 車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速，包括將一天中獲取的車速值劃分為兩個以上時間帶；根據每個時間帶內的車速值數量，分別對每個時間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢 驗，根據檢驗結果確定異常車速。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將一天中獲取的車速值劃分為兩個 以上時間帶，包括按照預先設置的時間帶劃分間隔，將一天中獲取的車速值劃分為兩個以上時間帶； 確定兩個相鄰的時間帶能夠合并； 根據確定結果，將所述兩個相鄰的時間帶合并。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定兩個相鄰的時間帶能夠合并，包括對所述兩個相鄰的時間帶進行F檢驗，確定所述兩個相鄰的時間帶的方差相同； 對所述兩個相鄰的時間帶進行T檢驗，確定所述兩個相鄰的時間帶的均值相同； 根據所述F檢驗和T檢驗的結果，確定所述兩個相鄰的時間帶能夠合并。
5. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據每個時間帶內的車速值數量，分 別對每個時間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果確定異常車速，包括判斷每個時間帶內的車速值數量是否大于30 ;如果是，對該時間帶進行U檢測，根據檢測結果確定異常車速；否則，對該時間帶進行T檢測，根據檢測結果確定異常車速。
6. —種異常車速的識別裝置，其特征在于，包括第一檢測模塊，用于對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速；第二檢測模塊，用于對所述待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速；確定模塊，用于根據所述第一檢測模塊和第二檢測模塊確定的相同時刻車速值中的異 常車速和每天的車速值中的異常車速，確定所述待檢測車速值集合的異常車速。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二檢測模塊包括 劃分單元，用于將一天中獲取的車速值劃分為兩個以上時間帶；檢測單元，用于根據所述劃分單元劃分的每個時間帶內的車速值數量，分別對每個時 間帶內的車速值進行U檢驗或者T檢驗，根據檢驗結果確定異常車速。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述劃分單元包括劃分子單元，用于按照預先設置的時間帶劃分間隔，將一天中獲取的車速值劃分為兩 個以上時間帶；確定子單元，用于確定所述劃分子單元劃分的兩個相鄰的時間帶能夠合并； 合并子單元，用于根據所述確定子單元的確定結果，將所述劃分子單元劃分的兩個相 鄰的時間帶合并。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述確定子單元，具體用于對所述劃分子 單元劃分的兩個相鄰的時間帶分別進行F檢驗和T檢驗，根據所述F檢驗和T檢驗的結果， 確定所述兩個相鄰的時間帶能夠合并。
10. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元包括 判斷子單元，用于判斷所述劃分單元劃分的每個時間帶內的車速值數量是否大于30 ; 第一檢測子單元，用于如果所述判斷子單元的判斷結果為車速值數量大于30，對該時間帶進行U檢測，根據檢測結果確定異常車速；第二檢測子單元，用于如果所述判斷子單元的判斷結果為車速值數量不大于30，對該 時間帶進行T檢測，根據檢測結果確定異常車速。
全文摘要
本發明公開一種異常車速的識別方法和裝置，涉及智能交通領域。以解決現有技術中對路鏈測量獲得的車速值中包含異常車速的問題。對待檢測車速值集合包含的相同時刻車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定所述相同時刻車速值中的異常車速；對待檢測車速值集合中每天的車速值進行異常車速檢測，根據檢測結果確定每天的車速值中的異常車速；根據確定的相同時刻車速值中的異常車速和每天的車速值中的異常車速，確定待檢測車速值集合的異常車速。本發明實施例可以應用在動態交通信息服務過程中，實現對各種車輛的車速異常值的檢測和識別。
文檔編號G08G1/052GK101694747SQ20091009180
公開日2010年4月14日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者昝艷, 李建軍, 申小次, 賈學力 申請人:北京世紀高通科技有限公司;