[發(fā)明專利]基于GPS數(shù)據(jù)危險貨物運輸車輛停留節(jié)點活動類型識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811538708.7
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109686085B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢大琳;趙慧英;張博;馮建國;李金鵬;李瑾瑾;楊夢迪;朱秋辰;宋鶴;梁星燦;梁旭剛;文博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06F16/29;G06K9/62
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 謝建玲;郝亮

1.一種基于GPS數(shù)據(jù)的危險貨物運輸車輛停留節(jié)點活動類型識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、提取停留節(jié)點

S11、在識別危險貨物運輸車輛停留節(jié)點之前，先對原始GPS數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，具體步驟為：

S111、格式化操作：為每條GPS數(shù)據(jù)記錄添加車牌號碼字段，解密經(jīng)緯度，將時間戳拆分為日期和時間，并按照時間重排數(shù)據(jù)；同時令每個GPS文件的第一條記錄的“首點”標記為1，其余標記為0；

S112、識別并處理有問題的GPS數(shù)據(jù)：出現(xiàn)以下情況則刪除GPS數(shù)據(jù)：(1)經(jīng)緯度坐標越界，出現(xiàn)在研究范圍以外；(2)GPS時間超過1440分鐘；(3)速度大于120公里/小時；(4)方向角不在0°到360°范圍內(nèi)；(5)GPS數(shù)據(jù)重復(fù)；

S113、原始GPS數(shù)據(jù)經(jīng)S111和S112步驟后，得到GPS軌跡集，記作St＝{Tr_l}(l＝1,2,…,n_T)，其中n_T為待處理軌跡總數(shù)，Tr_l為St中的第l條軌跡，它由某輛車某日的GPS軌跡點組成，記作其中P_i^l表示第l條軌跡中按照時間順序排列的第i個軌跡點，為該軌跡的軌跡點數(shù)量；軌跡點其中f_i^l,分別表示該軌跡點的經(jīng)度、緯度、日期、時間、速度、首點標記和車輛編號，且表示編號為的車輛，車輛所屬運輸企業(yè)編號為c_v，車輛允許裝載的貨物類型為g_v；

S12、基于速度變化將GPS軌跡劃分為節(jié)點：將軌跡Tr_l中速度持續(xù)為零的點或持續(xù)不為零的點列劃分為節(jié)點其中為第l條軌跡中按照時間順序排列的第α～β個軌跡點，由下式求得節(jié)點的平均速度和持續(xù)時間

其中分別為i＝β,i＝α?xí)r的

至此軌跡點序列可轉(zhuǎn)化為節(jié)點序列其中為節(jié)點個數(shù)；

S13、基于決策樹分類規(guī)則對步驟S12中節(jié)點的運動狀態(tài)進行判斷，從而提取停留節(jié)點，具體步驟為：

S131、當j＝1時，初始化節(jié)點N₁的運動狀態(tài)為stop；

S132、對于j1的后續(xù)節(jié)點，根據(jù)基于決策樹算法的行駛/停留分類規(guī)則按順序依次判斷每個節(jié)點的運動狀態(tài)對于當前節(jié)點它的前驅(qū)節(jié)點為令表示的前驅(qū)節(jié)點運動狀態(tài)，有將步驟S12中的平均速度持續(xù)時間和前驅(qū)節(jié)點的運動狀態(tài)輸入到基于決策樹算法的行駛/停留分類規(guī)則中，進行停留/行駛二元分類；

S133、將為stop的節(jié)點提取為第m個停留節(jié)點，記作A_m，有計算A_m的平均經(jīng)度、平均緯度、持續(xù)時間△t_m、首點率和車牌編號將該停留節(jié)點添加到停留節(jié)點集合Ac中，即Ac＝{A_m}，其中m＝1,2,…,n_A，n_A為停留節(jié)點總數(shù)；

S2、根據(jù)停留節(jié)點的平均經(jīng)度平均緯度將停留節(jié)點聚類為活動熱區(qū)H_u；

S3、根據(jù)步驟S2得到的活動熱區(qū)H_u構(gòu)建時空特征，時空特征包括：平均停留時間avgT_u、平均起點包含率avgF_u和混合熵指數(shù)Entropy_u；將時空特征按最大最小值歸一化，以確保每個時空特征的標準化值落在0和1之間；

S4、定義裝貨活動、卸貨活動、歸場活動和非貨運活動，得出這四類活動類型對應(yīng)的時空特征實際取值傾向；

S5、采用FCM聚類方法根據(jù)步驟S3構(gòu)建的時空特征和步驟S4定義的四類活動類型獲取停留節(jié)點的備選車輛活動類型；

S6、為每個停留節(jié)點設(shè)置興趣點類別，從車輛的2個備選活動類型中判斷出最終的車輛活動類型。