一种通过GPS推断公交线路方法与流程

本发明涉及一种通过GPS推断公交线路方法，针对同一条线路上的多辆公交车的多个趟次的GPS数据，通过对GPS数据拆分去回行，分方向趟次分别匹配路链，推测途经路链，多段推测结果合并，多趟次车辆推测结果融合等算法，推测出公交车的实际线路的方法。

背景技术：

公交线路是公交车在城市中实际行进的路线，在计算机系统中体现为导航图中从始发站所属路链到终点站所属路链的可连续跳转的路链序列，是各类公交线路查询、换乘方案查询、公交速度、客流分析等系统所用到的基础数据。以往的公交线路，大多是通过确定起终点及途经站点，由人工在地图中手动绘制出来的，存在匹配导航图不准，与实际行驶方向相反等问题。随着城市的扩张，新增公交线路、延长公交线路，调整线路走向的情况越来越多，单纯人工绘制存在错误多，时间长等问题。

为了解决上述问题，发明了通过GPS推断公交线路的方法，使用GIS和大数据技术，可快速、准确地推断出公交线路到导航路链序列，提供给其它系统使用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种通过GPS推断公交导航路链的流程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种通过GPS推断公交线路的方法，公交GPS数据从数据中心接入，待接入全天的数据后，统一做处理。导航图采用R表，制作成路链表、路链段表及路链生成树表。最终结果只保留某条线路的路链id序列、存入数据库、与R表关联在数据中心前台展示为地图上的公交线路。

该方法包括以下步骤：

步骤1：拆分GPS数据；

将接收到的全天公交车辆GPS数据，按照线路-去行/回行-车辆编号拆分为一辆车全天内某个方向的多个趟次GPS数据。

步骤2：GPS数据推断公交车辆路径；

将一趟完整的公交车辆GPS数据推测为一段完整的导航路链序列。

步骤2的实施过程如下：

1)数据预处理：将同一辆公交车辆同一方向的多趟次数据、根据趟次间的间隔，拆分为独立的趟次。对于每个趟次，去除公交车辆路径两端起始站和终点站时，公交车辆位于公交场站时的零速点及不规则运动点，并根据公交路径中间公交车由于GPS丢失造成的超过3分钟终端，拆分为多段GPS序列分别进行推测。

2)地图匹配：将每一段序列中每一个GPS点匹配到导航图中的路链上，保留多个匹配结果用于后续筛选。

3)路径推测：对连续的两两GPS点之间的路链行驶轨迹进行推测，并将所有轨迹点的轨迹连接起来，形成长轨迹，并根据匹配度参数、路径长度参数筛选出最优的一条轨迹；最优指的是将匹配度参数与路径长度参数进行关联计算，计算得出综合结果。

4)路径合并：将多段轨迹合并为完整的轨迹，将3)中因两两GPS点匹配无法推测出轨迹，及1)中数据预处理拆分开的轨迹合并为一个完整的趟次轨迹。

5)路径平滑：由于GPS存在数据漂移，合并后的轨迹中会存在一些异常，便以正常行驶道路、在局部形成环形行驶，频繁在主路与辅路来回切换的情况，对这些情况进行处理调整，使结果更符合实际情况。

步骤3：多趟次及多辆车线路融合；

循环一条线路一个方向中多辆车多个趟次的推测线路结果，对推测线路结果进行融合，形成最优的推测线路。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优势：

完全自动化，无需人工介入，即可在一两个小时内根据一个城市内全天的公交车GPS数据得出所有公交线路的路链序列。

附图说明

图1；某辆车某趟次的原始GPS图。

图2：匹配到的路链序列图。

图3：多路链序列对比图。

图4：公交线路管理系统中的公交线路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

具体实施方式以武汉市公交行业综合业务管理系统中的公交线路管理平台为例。

武汉市公交行业综合业务管理系统是武汉市公交办为管理武汉市1万余辆公交车、2万公交车司乘人员、700多条线路、近6000个站点即其它相关附属设施而专门建设的管理系统。主要的功能是显示全市公交线路、站点的分布情况，新增、修改公交线路，查看公交车的实时地理位置、按区域或公交线路、站点分析运营速度、驻站时间、准点率、兑现率、查找定位单个公交车、查看单个公交车历史轨迹、历史轨迹模糊搜索等。该系统由应用服务器、GIS服务器、数据库服务器组成。其中服务器型号为浪潮英信NF8460M4服务器，2个2.1GHz CPU，内存64G，300G存储。系统的主要数据，来源于数据中心发送的全市1万辆公交车GPS及刷卡数据。公交车GPS及刷卡数据由安装在公交车上的移动设备发出，一般一分钟发送3-4次。系统从行业数据中心接收到的GPS数据1500条左右每秒。

本发明所述的方法包括以下步骤：

拆分GPS数据，包括以下步骤：

步骤1.1接入数据中心的GPS数据。

步骤1.2将数据从字符串转换为内部的公交GPS对象。

步骤1.3判断对象的线路编码、行驶方向、车辆编号，放入以此三个值为key的map的list型value中。

步骤1.3累积一定数量的数据、批量写入相应的文件中，如/home/591-2/12479即表示将591路回行GPS中的车辆编号为12479的公交GPS数据写入此文件。

GPS数据推断公交路径，包括以下步骤：

步骤2.1读取某条线路某个方向某辆车的GPS数据文件。

步骤2.2按照GPS序列间隔超过3分钟以上，或者状态(运营/非运营)拆分为每一趟并且连续的GPS序列，并舍弃起终点前后速度为0或距离特别近的点。

步骤2.3对每段序列中的每个GPS点匹配导航图中的路链。

步骤2.4循环两两GPS点对，推测两两点之间的路径。

步骤2.5合并不为空的两两点之间的路径，组成多段较长的路径。

步骤2.6合并多段较长的路径，组成每一趟总的路径。

步骤2.7对路径进行平滑。

多趟次及多辆车线路融合包括以下步骤：

步骤3.1循环同一辆车同一方向多个趟次的推测路径结果，选出其中最优的路径。

步骤3.2循环多辆车的最优路径结果，选出整条线路的最优路径，作为结果线路。