一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法及装置与流程

本发明涉及公共交通
技术领域：
，特别是涉及一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法及装置。
背景技术：
：随着国内公交信息化建设的不断发展，越来越多的公交车辆已经安装定位设备，例如GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)，能够实时记录和回传车辆的位置参数，其中，包括车辆的经纬度坐标、行驶速度、行驶方向等基本信息。对上述GPS轨迹数据进行统计分析，可以用于对公交的GPS数据质量进行评估，或对公交的运营情况进行调查，等等，为公交信息系统的建设提供决策依据。一般而言，公交车辆是按照既定线路行驶的，停靠在既定站点。图1是一条实际存在的公交线路，东北往西南为上行，反之为下行。从图1可以看出，该线路上行的终点站是下行的始发站，而上行的始发站却不是下行的终点站。综上，一切基于公交GPS数据统计分析的基础，是结合公交线路和站点信息，对公交的GPS轨迹数据按照车辆行驶和停靠过程进行区分，核心是准确判断车辆进出始发和终点站的时机。一般情况下，公交场站和场站附近的道路状况比较复杂，例如，场站位于道路附近，有可能造成在场站内行驶或停驶状态下采集的GPS被匹配到线路起始路段上，造成公交车辆已出站的误判。并且，场站内车辆停驶状态时的GPS漂移比在行驶状态下更大，即上传的GPS经纬度与实际GPS经纬度存在差距。图2是采集的GPS位置与线路的叠加示意图。由图2中可以看出，该车辆大部分GPS与线路重合，但是，场站位置的GPS数据漂移较大，不能确定公交车辆是否出站、进站。因此，本领域技术人员亟待解决的技术问题是：如何判断公交车辆是否出站和进站。技术实现要素：本发明提供了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法及装置，以解决场站位置的GPS数据漂移较大，不能确定公交车辆是否出站和进站的情况问题。为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，包括：选取公交线路，接收在所述公交线路上运行的各个公交车辆发送的各个GPS点坐标；构建包覆所述公交线路，且面积最小的矩形，并确定所述矩形的左下角顶点坐标和右上角顶点坐标；依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，从所述各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之前的GPS坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标；按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之后的GPS坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和所述预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标。优选地，所述依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，从所述各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标，包括：依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，计算所述矩形的跨度标识；计算所述各个GPS点坐标与所述跨度标识之间的距离；将所述距离与距离阈值进行比较，将所述距离小于所述距离阈值的GPS点坐标作为Trip的中点坐标。优选地，所述依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，计算所述矩形的跨度标识，包括：计算所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标的经度跨度Width_Long(RecL)；Width_Long(RecL)=RecRTL.Longitude-RecLBL.Longitude;]]>其中，为右上角顶点坐标的经度，为左下角顶点坐标的经度；计算所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标的纬度跨度Width_Lat(RecL)；Width_Lat(RecL)=RecRTL.Latitude-RecLBL.Latitude;]]>其中，为右上角顶点坐标的纬度，为左下角顶点坐标；将所述经度跨度和所述纬度跨度中的最大值作为所述矩形的跨度范围Width(RecL)；Width(RecL)＝max{Width_Long(RecL)，Width_Lat(RecL)}；依据所述矩形的跨度范围，计算所述矩形的跨度标识Label(RecL)；Label(RecL)=RecRTL.Longitude+RecLBL.Longitude2,Width(RecL)=Width_Long(RecL)RecRTL.Latiyude+RecLBL.Latitude2,Width(RecL)=Width_Lat(RecL)]]>。优选地，所述计算所述各个GPS点坐标与所述跨度标识之间的距离包括：Dis(gkC,L)=|gkC.Longitude-Label(RecL)|,Width(RecL)=Width_Long(RecL)|gkC.Latitude-Label(RecL)|,Width(RecL)=Width_Lat(RecL)]]>其中，为第k个GPS点，1≤k≤I，I为大于等于3的正整数。优选地，所述按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之前的GPS坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标包括：按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，从所述中点之前依次选取第一坐标和第二坐标，所述第一坐标和所述第二坐标相邻；分别计算所述第一坐标和所述第二坐标与上行场站或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第一坐标上行直线距离长度、第一坐标下行直线距离长度、第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度；分别将所述第一坐标上行直线距离长度、所述第一坐标下行直线距离长度、所述第二坐标上行直线距离长度和所述第二坐标下行直线距离长度计算和站点范围距离阈值进行比较；当所述第一坐标上行直线距离长度小于等于所述站点范围距离阈值，所述第一坐标下行直线距离长度、所述第二坐标上行直线距离长度和所述第二坐标下行直线距离长度大于所述站点范围距离阈值时，所述公交车辆上行，所述第一坐标为上行出站点坐标。优选地，按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，从所述中点之前依次选取第一坐标和第二坐标所述第一坐标和所述第二坐标相邻，其中，2≤b＜k，b为大于等于2的正整数；分别计算所述第一坐标和所述第二坐标与上行场站或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第一坐标上行直线距离长度第一坐标下行直线距离长度第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度分别将和所述站点范围距离阈值进行比较；若则确定第一坐标为上行出站点坐标。优选地，所述按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之后的GPS坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和所述预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标；按照公交车辆发送的所述各个GPS点坐标的先后顺序，从所述中点之后依次选取第三坐标和第四坐标，所述第三坐标和所述坐标相邻；分别计算所述第三坐标和所述第四坐标与上行或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第三坐标上行直线距离长度、第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度；分别将所述第三坐标上行直线距离长度、所述第三坐标下行直线距离长度、所述第四坐标上行直线距离长度和所述第三坐标下行直线距离长度计算 后和站点范围距离阈值进行比较；当所述第三坐标上行直线距离长度小于等于所述站点范围距离阈值，所述第三坐标下行直线距离长度、所述第四坐标上行直线距离长度和所述第三坐标下行直线距离长度大于所述站点范围距离阈值时，所述公交车辆上行，所述第三坐标为上行进站点坐标。优选地，所述矩形左下角顶点坐标的经度为所述公交线路的经度最小值；所述矩形左下角顶点坐标的纬度为所述公交线路的纬度最小值；所述矩形右上角顶点坐标的经度为所述公交线路的经度最大值；所述矩形右上角顶点坐标的纬度为所述公交线路的纬度最大值。本发明还公开了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的装置，包括：坐标接收模块，用于选取公交线路，接收在所述公交线路上运行的各个公交车辆发送的各个GPS点坐标；矩形构建模块，用于构建包覆所述公交线路，且面积最小的矩形，并确定所述矩形的左下角顶点坐标和右上角顶点坐标；中点坐标确定模块，用于依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，从所述各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；出站点坐标确定模块，用于按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之前的GPS坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标；进站点坐标确定模块，用于按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之后的GPS坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和所述预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标。优选地，所述中点坐标确定模块包括：矩形跨度标识计算模块，用于依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶 点坐标，计算所述矩形的跨度标识；距离计算模块，用于计算所述各个GPS点坐标与所述跨度标识之间的距离；距离比较模块，用于将所述距离与距离阈值进行比较，将所述距离小于所述距离阈值的GPS点坐标作为Trip的中点坐标。与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：将公交GPS轨迹按照过程分为Trip和Stop，由于公交车辆在Trip中发送的GPS坐标较为准确和容易判断，因此，接收公交车辆在Trip中发送的各个GPS点坐标，从各个GPS点坐标中确定旅行Trip的中点坐标；再使用Trip的中点坐标确定旅行的出站点和进站点，相对于现有技术中使用Stop中漂移较大的GPS来定位，提高了定位公交车辆进出站点的准确度。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为公交线路示意图；图2是采集的GPS位置与线路的叠加示意图；图3为本发明实施例提供的公交运行过程示意图；图4为本发明实施例提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法的流程示意图；图5为本发明实施例提供的矩形示意图；图6为本发明实施例提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法的流程示意图；图7为本发明实施例提供的出站点、Trip的中点坐标和进站点的示意图；图8为本发明实施例提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。经发明人研究发现，公交车辆从公交线路的始发站运行到终点站，在终点站内停靠后，在驶向始发站的过程可以用Trip(行驶)和Stop(站内停靠)来描述。如图3所示，Trip为公交车辆从出站点出发，到进站点结束行驶过程。基于Trip可以分析出公交车辆每天的运营情况：例如，在出站点和进站点之间行驶了多少个Trip，Trip的行驶时间、公交场站内停靠时间、Trip的行驶里程、Trip平均速度等。公交车辆在公交场站停靠的过程可以定义为Stop。基于上述原理，本发明公开了一种基于GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)轨迹分析公交车辆运行过程的方法和装置，以在场站位置的GPS数据漂移较大的情况下，确定判断公交车辆是否出站、进站。实施例一本发明实施例提供了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，如图4所示，该方法具体包括以下步骤：步骤S401，选取公交线路，接收在所述公交线路上运行的各个公交车辆发送的各个GPS点坐标。在本步骤中，公交线路上运行的公交车辆较多，可以逐个接收在公交线路上运行的公交车辆发送的各个GPS点坐标。公交线路可以记为L，运行在该公交线路上的一辆公交车辆记为C，用C.ID唯一标识该车辆，该公交车辆C在这一天总共顺序上传了I条GPS记录，I为大于等于3的整数。I条GPS记录组成的序列GC，GC={giC|1≤i≤I,giC∈GPS,giC.BusID=C.ID},]]>GC所在的日期记为GC.Date。步骤S402，构建包覆公交线路，且面积最小的矩形，并确定矩形的左下角顶点坐标和右上角顶点坐标。在本步骤中，矩形左下角顶点坐标的经度为公交线路的经度最小值；矩形左下角顶点坐标的纬度为公交线路的纬度最小值；矩形右上角顶点坐标的经度为公交线路的经度最大值；矩形右上角顶点坐标的纬度为公交线路的纬度最大值，由此可以构建包覆公交线路，且面积最小的矩形。构建的矩形如图5所示。步骤S403，依据左下角顶点坐标和右上角顶点坐标，从各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标。在本步骤中，可以依据左下角顶点坐标和右上角顶点坐标，并计算矩形的跨度标识；计算各个GPS点坐标与跨度标识之间的距离；将距离与距离阈值进行比较，将距离小于距离阈值的GPS点坐标作为Trip的中点坐标。步骤S404，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，计算中点坐标之前的GPS坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标。在本步骤中，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，从中点之前依次选取第一坐标和第二坐标，第一坐标和第二坐标相邻；分别计算第一坐标和第二坐标与上行场站或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第一坐标上行直线距离长度、第一坐标下行直线距离长度、第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度；分别将第一坐标上行直线距离长度、第一坐标下行直线距离长度、第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度计算和站点范围距离阈值进行比较；当第一坐标上行直线距离长度小于等于站点范围距离阈值，第一坐标下行直线距离长度、第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度大于站点范围距离阈值时，公交车辆上行，第一坐标为上行出站点坐标。步骤S405，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，计算中点坐标之后的GPS坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标。在本步骤中，按照公交车辆发送的各个GPS点坐标的先后顺序，从中点之后依次选取第三坐标和第四坐标，第三坐标和坐标相邻；分别计算第三坐标和第四坐标与上行或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第三坐标上行直线距离长度、第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度；分别将第三坐标上行直线距离长度、第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度计算后和站点范围距离阈值进行比较；当第三坐标上行直线距离长度小于等于站点范围距离阈值，第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度大于站点范围距离阈值时，公交车辆上行，第三坐标为上行进站点坐标。通过本发明实施例提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，将公交车辆运行过程分为Trip和Stop，由于公交车辆在Trip中发送的GPS坐标较为准确，因此，接收公交车辆在Trip中发送的各个GPS点坐标，从各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；再使用Trip的中点坐标确定Trip的出站点和进站点，相对于现有技术中使用Stop中GPS漂移较大的GPS定位出站点和进站点，提高了定位公交车辆的出站点和进站点准确度。实施例二本发明实施例二提供了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，如图6所示，包括以下步骤：步骤S601，选取公交线路，接收在所述公交线路上运行的各个公交车辆发送的各个GPS点坐标。步骤S602，构建包覆所述公交线路，且面积最小的矩形，并确定所述矩形的左下角顶点坐标和右上角顶点坐标。步骤S603，依据左下角顶点坐标和右上角顶点坐标，计算矩形的跨度范围。在本步骤中，计算左下角顶点坐标和右上角顶点坐标的经度跨度Width_Long(RecL)的过程如公式(1)所示：Width_Long(RecL)=RecRTL.Longitude-RecLBL.Longitude---(1)]]>其中，为右上角顶点坐标的经度，为左下角顶点坐标的经度；计算左下角顶点坐标和右上角顶点坐标的纬度跨度Width_Lat(RecL)的过程如公式(2)所示：Width_Lat(RecL)=RecRTL.Latitude-RecLBL.Latitude---(2)]]>其中，为右上角顶点坐标的纬度，为左下角顶点坐标。将经度跨度和纬度跨度中的最大值作为矩形的跨度范围Width(RecL)的计算过程如公式(3)所示：Width(RecL)＝max{Width_Long(RecL)，Width_Lat(RecL)}(3)。步骤S604，依据矩形的跨度范围，计算矩形的跨度标识。在本步骤中，依据矩形的跨度范围Width(RecL)，计算矩形的跨度标识Label(RecL)的过程如下公式(4)所示：Label(RecL)=RecRTL.Longitude+RecLBL.Longitude2,Width(RecL)=Width_Long(RecL)RecRTL.Latitude+RecLBL.Latitude2,Width(RecL)=Width_Lat(RecL)]]>(4)。步骤S605，计算各个GPS点坐标与跨度标识之间的距离。在本步骤中，计算各个GPS点坐标与跨度标识之间的距离的过程如公式(5)所示：Dis(gkC,L)=|gkC.Longitude-Label(RecL)|,Width(RecL)=Width_Long(RecL)|gkC.Latitude-Label(RecL)|,Width(RecL)=Width_Lat(RecL)]]>(5)其中，为第k个GPS点，1≤k≤I，I为大于等于3的正整数。步骤S606，将距离与距离阈值进行比较，将距离小于距离阈值的GPS点坐标作为Trip的中点坐标。步骤S607，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，计算中点坐标之前的坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据直线距离长度和预设的站 点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标。在本步骤中，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，从中点之前依次选取第一坐标和第二坐标第一坐标和第二坐标相邻，其中，2≤b＜k，b为大于等于2的正整数；分别计算第一坐标和第二坐标与上行场站或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第一坐标上行直线距离长度第一坐标下行直线距离长度第二坐标上行直线距离长度和第二坐标下行直线距离长度获得的第一坐标上行直线距离长度的计算过程如公式(6)所示：(gbC,L)=gps_len(gbC.Longitude,gbC.Latitude,L.UpStartLong,L.UpStartLat)]]>(6)其中，为b点经度，为b点纬度，L.UpStartLong为公交线路上行场站经度，L.UpStartLat为公交线路上行场站纬度。分别将和站点范围距离阈值进行比较；若且则确定第一坐标为上行出站点坐标。步骤S608，按照接收各个GPS点坐标的先后顺序，计算中点坐标之后的坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据直线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标。在本步骤中，按照公交车辆发送的各个GPS点坐标的先后顺序，从中点之后依次选取第三坐标和第四坐标，第三坐标和坐标相邻；分别计算第三坐标和第四坐标与上行或下行场站坐标之间直线距离长度，获得的第三坐标上行直线距离长度、第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度；分别将第三坐标上行直线距离长度、第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度计算后和站点范围距 离阈值进行比较；当第三坐标上行直线距离长度小于等于站点范围距离阈值，第三坐标下行直线距离长度、第四坐标上行直线距离长度和第三坐标下行直线距离长度大于站点范围距离阈值时，公交车辆上行，第三坐标为上行进站点坐标。通过本发明实施例提供的一种定位公交车辆出站点与进站点的方法，将公交车辆运行过程分为Trip和Stop，由于公交车辆在Trip中发送的GPS坐标较为准确，因此，接收公交车辆在Trip中发送的各个GPS点坐标，从各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；再使用Trip的中点坐标确定Trip的出站点和进站点，相对于现有技术中使用Stop中GPS漂移较大的GPS定位出站点和进站点，提高了定位公交车辆的出站点和进站点准确度。如图7所示，其中，71为上行出站点坐标，72点为Trip的中点坐标，73为上行进站点坐标.根据上述实施例提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，同样可以计算公交线路的下行出站点和下行进站点坐标。实施例三本发明实施例公开了一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的装置，可以执行上实施例提供的基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法，如图8所示，基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的装置包括：坐标接收模块81、矩形构建模块82、中点坐标确定模块83、出站点坐标确定模块84和进站点坐标确定模块85。坐标接收模块81，用于选取公交线路，接收在所述公交线路上运行的各个公交车辆发送的各个GPS点坐标；矩形构建模块82，用于构建包覆所述公交线路，且面积最小的矩形，并确定所述矩形的左下角顶点坐标和右上角顶点坐标；中点坐标确定模块83，用于依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，从所述各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；出站点坐标确定模块84，用于按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之前的GPS坐标与起点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直 线距离长度和预设的站点距离范围阈值，确定Trip的出站点坐标；进站点坐标确定模块85，用于按照接收所述各个GPS点坐标的先后顺序，计算所述中点坐标之后的GPS坐标与终点场站坐标之间的直线距离长度，依据所述直线距离长度和所述预设的站点距离范围阈值，确定Trip的进站点坐标。中点坐标确定模块83可以包括：矩形跨度标识计算模块、距离计算模块和距离比较模块。其中，矩形跨度标识计算模块，用于依据所述左下角顶点坐标和所述右上角顶点坐标，计算所述矩形的跨度标识；距离计算模块，用于计算所述各个GPS点坐标与所述跨度标识之间的距离；距离比较模块，用于将所述距离与距离阈值进行比较，将所述距离小于所述距离阈值的GPS点坐标作为Trip的中点坐标。通过本发明公开的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的装置，将公交车辆运行过程分为Trip和Stop，由于公交车辆在Trip中发送的GPS坐标较为准确，因此，接收公交车辆在Trip中发送的各个GPS点坐标，从各个GPS点坐标中确定Trip的中点坐标；再使用Trip的中点坐标确定Trip的出站点和进站点，相对于现有技术中使用Stop中GPS漂移较大的GPS定位出站点和进站点，提高了定位公交车辆的出站点和进站点准确度。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上对本发明所提供的一种基于GPS轨迹分析公交车辆运行过程的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页1 2 3