一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法，属于智能交通数据处理技术领域，用于解决现有地图匹配算法计算速率低的技术问题。本方法包括简化路网，轨迹数据预处理，基于网格编码形成轨迹段，形成完整轨迹，填补缺失轨迹，统计各路段流量等步骤获取与路网相匹配的各路段流量；通过将路网网格化来简化路网，将路网分为三级等大小网格并进行编码，对轨迹数据进行预处理，并基于网格编码对轨迹数据进行删除、去重、合并、填补和分类存储，提升了路段匹配的准确率，减少了城市交通地图匹配所需的时间成本，大幅提高了地图匹配计算效率，面对城市交通的大规模交通流量时能够达到实时响应的应用效果。够达到实时响应的应用效果。够达到实时响应的应用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法


[0001]本专利技术属于智能交通数据处理
，涉及一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法。

技术介绍

[0002]城市交通的特征因不同城市的人口规模、主要产业、地理位置等差异而有所不同，但是它们具有的类似的主要特点，即城市交通的重点是客运、通勤是交通高峰时期的主要交通需求、城市交通量大小与各城市的交通服务水平和交通政策和交通管理有直接关系等。随着我国机动车保有量的持续提升，城市交通拥堵问题愈发严重。微观层面的交通管理与控制是解决交通拥堵问题的有效手段，如何识别交通拥堵的常发路段与常发时间则是管理与控制的基础。
[0003]现有的交通调查设备通常安装在城市的主要通道上，覆盖面窄，难以有效监测全路网的流量情况，相比之下，GPS设备覆盖面广，更能反映交通的实际情况。然而，GPS设备采集的空间信息只包括经纬度且存在误差，难以直接在路网中定位，从而获取各路段的交通实际情况。基于此，相关领域的技术人员设计了各类地图匹配算法，但现有算法在面向全市域车辆大规模匹配时均面临计算速率的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法，包括前序部分(现有技术)，其特征在于，包括以下步骤：S1、简化路网，在步骤S1中包括以下步骤：S101、获取路网信息：准备路网文件，准备的路网文件需包含的信息有路网节点、坐标、路段方向；S102、将路网地图划分为三级等大小网格，网格大小根据路网大小而定；S103、对已分级的网格进行编码，编码规则如下：编码共计14位数，前5位代表一级解码的X方向，6至10位代表一级编码的Y方向；11位代表二级编码的X方向，12代表二级编码的Y方向；13位代表三级编码的X方向，14代表三级编码的Y方向；编码公式以输入的经纬度为基础的，编码公式如下：其中，min为起始点坐标，起点坐标为(0,0)；gridsize为精确度；lat为经度坐标，lon为纬度坐标，min
lat
和min
lon
分别为地图网格化的初始最小经度和纬度；S104、对所有路段进行赋码，各路段均赋予一段序列，序列为路段所经过网格的编码序列，根据道路的方向对序列进行排序，并建立两个字典来存储两者关系，字典一键为路段编号，值为编码序列，字典二键为编码序列，值为网格内的路段编号；S2、对GPS轨迹数据进行预处理，在步骤S2中包括以下步骤：S201、删除空值：删除GPS轨迹数据列表中车牌、时间、经度或纬度为空的数据，删除空间位置在路网边界外的数据，数据按时间顺序进行排序；S202、对车辆按车牌号进行分类存储；S203、保留停留点：分别筛选出每辆车经纬度不变或距离小于15米的连续轨迹数据(两个及以上)，当连续轨迹数据的时间跨度小于30分钟时，只保留第一个轨迹点，否则保留第一个轨迹数据与最后一个轨迹数据，并且给这两个轨迹数据打上停留点(车辆位置一段时间保持不变的轨迹点，车辆此时可能处于停留状态)的标签，使其不会后续的去重操作而删除；S204、删除异常数据：删除时间与速度异常的点，计算相邻坐标点之间的距离和时间差，再利用距离除以时间差得到速度，如果速度大于34米/每秒，将后点视为数据异常并删除后点，如果速度小于8米/每秒并且时间差大于600秒，视作车辆停止并删除后点；S205、对每辆车均循环步骤S203与步骤S204，得到预处理后的轨迹数据；S3、根据车辆轨迹点所在网格匹配路段，各匹配路段连通形成多个轨迹段，在步骤S3中包括以下步骤：S301、根据轨迹点的经纬度匹配网格，在原数据中添加一列，用于存储匹配网格的编码；S302、相邻轨迹点去重：判断相邻轨迹点网格编码是否一致，一致则只保留第一个轨迹点，通过去重函数删除相邻轨迹重复值，去重函数表达式如下：Dedupl(Code
list
)＝Dedupl(Code(code1,code2,,code3
…
coden))＝Code
list
{code1,code2,
…
coden}其中，Dedupl()为去重函数，Code(code1,code2,
…
coden)为相邻轨迹点集合，Code
list
为经过去重最终保留的轨迹点；S303、通过步骤S104中的字典二获取轨迹点对应网格内的所有路段作为该轨迹点的候选路段集合；S304、对步骤S303得到的所有轨迹点进行删除判定，判定步长为3，每次判定的前进步长为1；S305、构建轨迹路段集合，初始为空集，用于存储步骤S306的判定结果；S306、对S304结果中的相邻轨迹点的候选路段集合进行保留判定，判定步长为2，判定通过则存储至步骤S305构建的轨迹路段集合中，并建立轨迹点与候选路段的对应关系，判定不通过时停止，转至步骤S307；第一次判定将第一轨迹点与第二轨迹点符合条件的候选路段存储至轨迹路段集合中，第二次判定的对象为第二轨迹点与第三轨迹点，此时第二轨迹点的候选路段已在轨迹路段集合中，添加的仅为第三轨迹点符合条件的候选路段，以此类推，往后每次判定的对象实际是轨迹路段集合中最后一个轨迹点与其相邻的未在集合中的轨迹点；S307、当步骤S306判断不通过时，对轨迹数据进行分段，即认为当前轨迹点为路径的终点；同时，认为下一轨迹点为新路径的起点，转至步骤S305；S4、在步骤S3中得到了多个轨迹路段集合，在5公里范围内查找可以连接相邻轨迹段的路段，如果同一批轨迹点存在多条轨迹路段，则每条轨迹路段均会与上一轨迹段与下一轨迹段相连，最终形成多条完整的轨迹；S5、选取步骤S4中的最短完整轨迹作为最终匹配轨迹，根据路网关系查询步骤S3与步骤S4中添加路段的节点经纬度和节点的网格编码，利用节点填补缺失的轨迹点，确保所有路段与轨迹点均有对应关系，最后赋予时间；S6、通过对各辆车均循环步骤S3至步骤S5，获得各车辆的轨迹点与路段的空间对应关系以及车辆出现在各路段上的时间；将得到的所有车辆轨迹数据根据路段编号进行分类存储，得到各路段对应的轨迹数据集合，再根据集计的时间要求对轨迹数据集合进行进一步的划分，得到分路段、分时段的轨迹数据集，进行轨迹数据去重，去重后的数据量即为该路段在该时段的流量。2.根据权利要求1所述的一种基于网络编码的GPS轨迹数据路段流量匹配方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巍楠，程颖，韩媛，姚金龙，郑龙，郑晓彬，周瑜芳，王聘玺，赵旭，李宇翔，孙剑，张硕晨，刘笑影，
申请(专利权)人：北京交通发展研究院，
类型：发明
国别省市：