[發明專利]一種基于公交GPS軌跡的虛擬路網缺失路段自動識別方法

有效

• 申請號: 201811081356.7
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109035783B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王煒;劉巖;鄭永濤;李欣然
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;H04W4/021;H04W4/029;H04W4/42;H04L12/751;G01S19/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于公交GPS軌跡的虛擬路網缺失路段自動識別方法，首先在城市虛擬交通平臺載入公交GPS軌跡點與路網，然后對每個GPS軌跡點以距離l為半徑畫圓，將該圓形區域包圍的所有路網拓撲點構成候選點集R，若R集非空，則判斷其中任意兩點之間的連接關系，選取具有連接關系的拓撲點對，構成檢測點周邊路段集D，并計算該GPS點到D中各路段的距離，選取其中最小的距離與最大容許偏差比較，判斷該GPS點是否在該路段上，若在則排除該檢測點并按照類似的方法進行下一GPS點的判斷，若不在則不斷迭代l的取值，重復上述過程直至l達到極限值，所有未被排除的檢測點對應的路段即為缺失路段。本發明可以節省人工識別的時間，提高路網識別精度。

技術領域

本發明涉及一種缺失路段自動識別方法，尤其涉及一種基于公交GPS軌跡的虛擬路網缺失路段自動識別方法。

背景技術

信息技術的快速發展為城市交通問題的分析提供了電子化的可能，大數據技術更是提供了實時的道路交通數據資料，構建基于大數據的城市虛擬交通系統平臺是當前分析城市交通問題的一個有效方法。城市虛擬交通系統平臺可以將多源交通數據集中于一個系統中，將復雜的交通現象再現于虛擬平臺之上，分析者可以根據不同的研究目標進行各種操作，及時解決問題。

城市交通問題的分析離不開城市路網的構建，作為城市交通系統的骨架和基礎，道路網絡基礎數據的完整性為后續的交通分析的可靠性提供了保證。然而，目前對城市交通問題的進一步研究仍存在一定的障礙。一方面，由于信息更新的滯后性和時效性，城市道路網絡電子地圖往往存在局部缺失的問題。另一方面，有些交通分析過程對于道路網絡精度的要求比較高，現有的路網精度很難保證，目前解決這一問題主要靠人工觀測，通過前期交通調查獲取政府部門的相關材料，去完善和補充缺失道路，而這一方法不僅消耗大量的人力、物力、財力，更依賴于工作人員的個人判斷，導致分析結果較差。

經研究發現，地面公共交通線路的GPS軌跡點數據具有更新及時、位置精度相對較高的優點，這為通過公交線路GPS軌跡點數據來匹配城市道路數據，從而識別出缺失路段提供了可能。

發明內容

發明目的：針對上述實際問題和現有技術的不足，本發明提出一種自動識別虛擬網絡缺失路段的方法，該方法利用計算機自動化識別技術，根據路網道路缺失的識別結果，優化路網數據，配合已有交通模型等組成完整的城市虛擬交通系統，為應對現代城市交通擁堵難題提供新的解決方案。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于GPS軌跡的虛擬路網缺失路段自動識別方法，包括以下步驟：

(1)將公交車每間隔一定時間所記錄下來的GPS數據記為公交GPS軌跡點，時間間隔通常為30s，將公交GPS軌跡點與路網一起載入城市虛擬交通系統平臺，該平臺可以顯示城市道路網絡、城市公交線路并分析城市交通需求；

(2)自公交始發起，沿行駛方向，將線路上測得的GPS軌跡點依次記為檢測點b₁,b₂,…,b_n，從而構成檢測點集B，其中n為該公交線上最后一次檢測時的次數；

(3)對于檢測點集B中的所有檢測點b_i，i＝1,...,n，從b₁開始，以b₁為圓心、以自定義距離l為半徑畫圓，將該圓形區域包圍的所有路網拓撲點視為候選點，從而構成候選點集R，其中l可以根據實際需要設置，通常為100m；

(4)若步驟(3)中無候選點，則進入步驟(8)，否則進入步驟(5)；

(5)以城市虛擬交通系統平臺中的綜合交通網絡拓撲連接表為依據，以每一條路段為單位，按順序存儲該路段所包含的候選點，包括路網節點和拐點，判斷候選點集R中任意兩候選點是否為相鄰，若相鄰，則存在連接關系，反之不存在，遍歷R中所有候選點，選取具有連接關系的拓撲點對，構成檢測點b₁周邊路段集D；