一种基于用户定位数据的公交车定位方法与流程

本发明属于交通技术领域，具体涉及一种基于用户定位数据的公交车定位方法，可应用于未配备GPS系统的公交车、无公交车历史数据情况下的公交车精准定位。

背景技术：

现代社会乘坐公交出行的人群越来越多，随着人们生活水平的提高，人们对出行也有了更高的要求，迫切地希望能够准确知道公交车当前的位置，甚至准确的到达的时间，以此进行更加合理的时间安排和出行规划。

目前，在公交车定位的研究中，市面上普遍采用的方法是公交车加装GPS定位系统，但此方法只有在公交车配备专业的GPS系统的情况下才可以实现公交车的定位，而且还面临诸多问题，例如：公交车位置预报不准确、定位精度不达标、公交车配GPS系统的成本较高、城市公交车载GPS普及率较低、车载GPS信号不良等等，这些现实情况与人们对实时公交位置的迫切需求相矛盾。

当前流行的公交车定位技术，多依赖于公交公司提供的大量公交数据，一旦公交公司的数据提供出现问题(如信号接收不良，数据库丢失、更新等等情况)，就无法对行驶的公交车进行准确的定位，从而造成极大的经济损失。这种对公交公司数据库的依赖为技术的应用保障埋下了极大的隐患。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的公交车定位技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于用户定位数据的公交车定位方法，以解决现有技术中存在的公交车位置定位不准确、对公交公司公交车数据的高依赖性等问题。

为了实现上述任务，本发明所采用如下的技术解决方案：

一种基于用户定位数据的公交车定位方法，其特征在于，该方法在公交车未配置GPS导航设备情况下，根据获取用户定位数据并对所有用户数据进行聚类处理并标记，通过用户群获取车辆位置，然后计算用户群的空间位置，并将空间位置传递至用户群，然后与数据库车辆的路线进行匹配，并判断标记是否唯一，最后将正确的路线车辆结果发送至服务器，返回给用户。

具体按下列步骤进行：

步骤1：大量获取用户定位数据

大量获取用户定位数据，并对所有用户数据进行聚类处理并标记(如图1)，通过用户群获取车辆位置，然后将用户端位置信息传回服务器，利用公式1求出地理位置之差小于ΔX0且人数大于N0的用户群，所有的用户群依次标记为C1,C2,……，Ci，当不符合条件时注销该用户群。

式中，ΔX0′为第j个用户与第j+1个用户群地理位置之差；

步骤2：获取车辆位置

对于某一个群体Ci,当T1时刻判断该用户群体中每一个车辆个体以相同的速度，即公式2的移动速度于路线行进时，通过公式3计算出用户群中心位置C′p，并标记该中心位置为车辆B1；其中：

公式2为：

式中，vi′为群体中某个车辆个体的移动速度；

Longitudej(T1)与Latitudej(T1)分别表示T1时刻经纬度值；

公式3为：

式中：

C′p(Longitudep,Latitudep)表示当前群体的中心位置即车辆位置，

与分别表示该群体中所有乘客经纬度平均值；

w表示乘客总数；

如果某一时刻Tn判断该用户群体停止移动则保留上一时刻位置与车辆标记。

步骤3：路线匹配

首先将所有的公交线路按规则编号。获取每一个车辆位置后将该位置与数据库所有的公交线路与之匹配。对于某一车辆位置Bi，经过与数据库匹配后得到与当前位置相符的公交车线路L1，L2，……，Ln并标记；持续跟踪车辆，若发现车辆远离了某一个车道则判定公交车不在该车道上，将该车道取消标记。随着公交车不断地运行，不断地取消标记，最终将只剩一条道路，即该车运营道路。通过查询数据库这条道路信息即可得知Bi为哪一路公交车。

本发明的基于用户定位数据的公交车定位方法与现有方法相比，带来的技术效果是：在公交车未配置GPS导航设备情况下，通过采集大量乘客用户的动态定位数据，并对这些用户端数据进行识别与处理，分离用户群并标记，将获取的车辆位置与路线进行匹配，便能区分路线和具体车辆，实现公交车的精确定位。该方法不依赖于公交公司提供的实时数据，转而从庞大的乘客群体中获取稳定和精确的定位数据，从而使定位服务更加精准、稳健。

附图说明

图1是聚类效果图；

图2是路线拟合图；

图3是信息交换图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的基于用户定位数据的公交车定位方法，该方法托生于众包思想，基于庞大的用户群体定位数据来实现公交车的精准定位。无论车辆是否配备GPS系统，都不会对定位结果产生影响。

本实施例给出一种基于用户定位数据的公交车定位，该方法按下列步骤进行：

步骤1：大量获取用户定位数据

大量获取用户定位数据并记为(Longitude 1，Latitude 1，time1)，(Longitude 2，Latitude 2，time2)，(Longitude 3，Latitude 3，time3)，……，(Longitude n，Latitude n，timen)；并对所有用户数据进行聚类处理并标记(如图1)，通过用户群获取车辆位置，然后将用户端位置信息传回服务器，利用公式1求出地理位置之差小于ΔX0且人数大于N0的用户群，所有的用户群依次标记为C1,C2,……，Ci，当不符合条件时注销该用户群。

式中，ΔX′0为第j个用户与第j+1个用户地理位置之差；

步骤2：获取车辆位置

对于某一个用户群Ci,当T1时刻判断该用户群中每一个车辆个体以相同的速度，即公式2的移动速度于路线行进时，通过公式3计算出用户群中心位置C′p，并标记该中心位置为车辆B1；其中：

公式2为：

式中，vi′为用户群中某个车辆个体的移动速度；

Longitudej(T1)与Latitudej(T1)分别表示T1时刻经纬度值；

公式3为：

式中：C′p(Longitudep,Latitudep)表示当前用户群的中心位置即车辆位置，

与分别表示该用户群中所有乘客经纬度平均值；

w表示乘客总数；

如果某一时刻Tn判断该用户群停止移动则保留上一时刻位置与车辆标记。

步骤3：路线匹配

首先将所有的公交线路按规则编号。获取每一个车辆位置后将该位置与数据库所有的公交线路与之匹配。

对于某一车辆位置Bi，经过与数据库匹配后得到与当前位置相符的公交车线路L1，L2，……，Ln并标记；持续跟踪车辆，若发现车辆远离了某一个车道则判定公交车不在该车道上，将该车道取消标记。随着公交车不断地运行，不断地取消标记，最终将只剩一条道路，即该车运营道路。通过查询数据库这条道路信息即可得知Bi为哪一路公交车。

实施例：

如图2所示，对于车辆位置B1，经过与数据库匹配得到③→②→①、③→②→⑤、③→②→⑥三条线路，当发现该车辆从③走过后来到了②，此时依旧无法确定车次，继续追踪，发现该车辆也经过了①，则可以判定车辆为③→②→①线路。

总体来看，整体信息流程交换如图3所示，包括：根据服务器收到的用户请求，首先获取用户端位置，然后计算用户群的空间位置，并将空间位置传递至用户群1，用户群2，…，用户群n，由用户群1传递车辆1位置，用户群2传递车辆2位置，…，用户群n传递车辆n位置；然后与数据库车辆的路线进行匹配(数据库车辆已经进行了标记)，判断标记是否唯一，如果不是，返回继续与数据库车辆的路线进行匹配，如果是，传递车辆1信息，车辆2信息，…，车辆n信息，并发送至服务器，返回给用户。