一种综合舒适度和出行距离的非机动车导航方法与流程

本发明涉及根据不同路线的舒适度和出行距离的不同，确定非机动车的最佳出行路线的方法，属于导航
技术领域：
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背景技术：
：现有非机动车导航工具较多，如高德、百度地图等导航软件都可以提供非机动车导航功能。但现有导航方式基本都以最短出行距离、最短出行时间或最低出行费用为导航目标，而不考虑非机动车出行路径的舒适程度。该缺陷可能导致为实现同一出行目的，导航推荐的路径为出行距离最短、出行时间最短或出行费用最短，但舒适度非常差，而出行距离、出行时间或出行费用略高的其它路线即使舒适度非常高也不会被推荐。因此，本发明提出了一种基于综合舒适度和出行距离的非机动车导航方法。技术实现要素：本发明提出了一种综合舒适度和出行距离的非机动车导航方法，它以非机动车导航方法为研究对象，综合考虑到影响非机动车舒适度的各项指标，解决了综合舒适度和出行距离之间的关系，能够推荐舒适度和出行距离总体相对最优的非机动车导航路线。为解决上述技术问题，本发明使用的技术方案是：一种综合舒适度和出行距离的非机动车导航的方法，其步骤包括：a、首先确定起终点之间的备选路线；b、按照一定的舒适度评价标准确定组成每条路线的各路段的舒适度指标及权重并计算出各路段的舒适度q；c、再根据各路段舒适度q和各路段长度在每条路线总长度中的百分比计算出每条路线的舒适度p；d、以每条路线的舒适度p与该条路线长度s的积为每条路线的阻抗，推选阻抗值最小的最优非机动车出行路线。本发明的有益效果：本发明不仅仅以路线长度作为出行路线的选择标准，同时考虑了组成每条路线的各路段的舒适度指标及权重，和各路段长度在每条路线长度中的百分比，作为判断、计算每条路线的舒适度p的具体依据，开操作性强，能够为非机动车出行推荐综合舒适度和出行距离的路线。同时，根据公众出行习惯，如果出行舒适度高，则感觉到的出行距离会比实际出行距离短，反之，如果出行舒适度低，则感觉到的出行距离会比实际出行距离长。因此，作为对上述非机动车导航的方法的进一步改进，在步骤c后、步骤d之前还有步骤d0：根据每条路线的舒适度p对确定一个距离调整系数η；舒适度越好的，距离调整系数越小，舒适度越差的，距离调整系数越大；所述步骤d为：以每条路线距离调整系数η与该条路线长度s的积为每条路线的综合阻抗，推选综合阻抗值最小的最优非机动车出行路线。最好，步骤d0中，路线舒适度p分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1的，对应的距离调整系数η分别为1.4、1.2、1、0.8、0.6。也就是说，根据每条路线的舒适度p对确定一个距离调整系数η，并采用综合阻抗大小的作为推选的最优非机动车出行路线的方法，能够更加符合非机动车出行的实际感受。作为对上述非机动车导航的方法的进一步改进，步骤b中路段舒适度计算方法如下：路段舒适度q＝道路自身因素×0.6+道路环境因素×0.4＝(路面质量×0.25+路面特性×0.25+车道等级×0.25+车道宽度×0.25)×0.6+(非机动车流量×0.6+沿途景观×0.4)×0.4，其中，路面质量分为四级，ⅰ级，路面平整很高、无破损；ⅱ级，路面平整有少许破损，但不影响行车；ⅲ级，路面破损较多、不平整，影响行车舒适度；ⅳ级，路面破损严重，已无法正常通行；对于路面质量是ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ级的，式中的路面质量取值分别为1、0.6、0.4、0；对于沥青路面、水泥路面、泥土路面，式中的路面特性取值分别为0.8、0.6、0.4；对于有独立车道和没有独立车道的，式中的车道等级取值分别为0.8、0.2；对于车道宽度在1.5m以下、1.5-3.0m、3.0m以上的，式中的车道宽度取值分别为0.2、0.6、0.9；对于非机动车流量饱和度在0-0.3、0.3-0.6、0.6-1.0的，式中的非机动车流量取值分别为1、0.5、0.1；对于沿途景观非常丰富、沿途有景观但是不多、沿途有少量甚至没有景观的，式中的沿途景观取值分别为0.9、0.6、0.4。作为对上述非机动车导航的方法的进一步改进，步骤c中，由n个路段组成的路线的舒适度p计算方法如下：p＝q1×β1+q2×β2+q3×β3+···+qn×βn；qi为第i个路段的舒适度，βi为第i个路段长度si在该路线长度s中的占比，即βi＝si/s；s＝s1+s2+s3+···+sni＝1，2，3，···，n。本发明在计算路段舒适度时，不仅仅考虑了路面质量、路面特性、车道等级、车道宽度等道路自身因素，还考虑了非机动车流量、沿途景观等道路环境因素，更考虑了不同因素之间的权重，其路线舒适度计算方便，能够在实践中应用，舒适度评价全面，符合非机动车出行切实感受。附图说明图1是备选路线示意图；图2是影响非机动车导航舒适度指标体系；图3是实施案例的出行线路图；图4是流程图具体实施方式本部分内容结合实例进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种综合舒适度和出行距离的非机动车导航方法，该方法首先确定起终点之间的备选路线，按照一定的舒适度评价标准确定每条路线的舒适度指标及权重，从而确定舒适度，再确定每一条路段的出行距离，其次综合舒适度和出行距离形成每一条路线的综合阻抗，最后根据综合阻抗值推选最优的非机动车出行路线。具体步骤如下：1.确定起终点之间的备选路线从起点a至终点b的所有出行路线中确定出行距离最短的若干条备选路线，本发明将以选取的路线a、路线b两条备选路线为例进行分析。其中，路线a由a1、a2、a3三条路段组成，路线b由b1、b2、b3、b4、b5五条路段组成，如图1所示。2.确定舒适度指标及权重针对影响非机动车导航舒适度的指标进行选取，并确定其权重。路面质量中的四级指标：ⅰ级，路面平整很高、无破损；ⅱ级，路面平整有少许破损，但不影响行车；ⅲ级，路面破损较多、不平整，影响行车舒适度；ⅳ级，路面破损严重，已无法正常通行。路面特性中的三级指标：沥青路面，舒适度高；水泥路面，舒适度适中；泥土路面，舒适度差。独立车道中的二级指标，有独立车道的，舒适度高；没有独立车道的，舒适度差。车道宽度中的三级指标：1.5m以下，两辆非机动车并行有困难，影响行车舒适度；1.5-3.0m，非机动车可以正常通过，舒适度适中；3.0m以上，可以多辆非机动车并行，舒适度很高。非机动车流量中的三级指标：畅行，非机动车流量饱和度在0-0.3之间的为畅行；缓行，非机动车流量饱和度在0.3-0.6之间的为缓行；拥挤，非机动车流量饱和度在0.6-1.0之间的为拥挤。沿途景观中的三级指标：ⅰ级，沿途景观非常丰富；ⅱ级，沿途有景观，但是不多；ⅲ级，沿途有少量甚至没有景观。具体指标选取和权重分配参见图2所示。因此，路段舒适度q＝道路自身因素×0.6+道路环境因素×0.4＝路面质量×0.25+路面特性×0.25+车道等级×0.25+车道宽度×0.25)×0.6+(非机动车流量×0.6+沿途景观×0.4)×0.4(1)其中，路线a中各路段的舒适度为qa1、qa2、qa3；路线b中各路段的舒适度为qb1、qb2、qb3、qb4、qb5。3.确定每条线路和每个路段的长度通过测量可以确定每条路段及整个线路的长度，如图1所示。路线a的长度sa＝sa1+sa2+sa3路线b的长度sb＝sb1+sb2+sb3+sb4+sb5(2)4.综合舒适度和出行距离得出各路线的综合阻抗为综合考虑舒适度和出行距离，需将两者转化为同一量纲的数值。首先，需计算各路段长度在整条出行线路中的占比：路线a和路线b中，各路段的占比分别为：β3＝sa3/(sa1+sa2+sa3)；γ1＝sb1/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)；γ2＝sb2/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)；γ3＝sb3/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)；γ4＝sb4/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)；γ5＝sb5/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)；其次，根据公式(1)中确定的各路段舒适度，得出整条路线的舒适度，如下所示：路线a的舒适度pa＝qa1×β1+qa2×β2+qa3×β3；路线b的舒适度pb＝qb1×γ1+qb2×γ2+qb3×γ3+qb4×γ4+qb5×γ5；(4)根据公众出行习惯，如果出行舒适度高，则感觉到的出行距离会比实际出行距离短，反之，如果出行舒适度低，则感觉到的出行距离会比实际出行距离长。因此，本发明提出了基于出行舒适度的距离调整系数η，当舒适度越高时，距离调整系数越小，距离调整系数如表1所示。表1.距离调整系数标准舒适度0.20.40.60.81距离调整系数1.41.210.80.6公众出行时感觉到出行距离即为路线的综合阻抗m，综合阻抗的计算公式如下：ma＝sa×ηmb＝sb×η(5)5.确定非机动车导航最优路线根据线路a和线路b综合阻抗的大小，选择综合阻抗值最小的线路作为非机动车导航的推荐线路。下面给出一个具体实例来进一步说明。1.确定起终点之间的备选路线从起点a至终点b的所有出行路线中确定出行距离最短的两条备选路线：路线a和路线b为例进行分析。其中，路线a由a1＝300m、a2＝100m、a3＝100m三条路段组成，路线b由b1＝150m、b2＝150m、b3＝50m、b4＝50m、b5＝100m五条路段组成，如图3所示。2.确定舒适度指标及权重首先，根据上述具体步骤2所述，确定舒适度指标及权重，参见图2。其次，根据测量及观测可得路线a和路线b各路段的基本状况，对照图2转化为相应权重如下所示：路段a1：路面质量，ⅱ级(0.6)；路面特性，沥青路面(0.8)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，1.5-3.0m(0.9)；非机动车流量，畅通(1)；沿途景观，ⅱ级(0.6)；路段a2：路面质量，ⅲ级(0.4)；路面特性，水泥路面(0.6)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，1.5m以下(0.2)；非机动车流量，缓行(0.5)；沿途景观，ⅱ级(0.6)；路段a3：路面质量，ⅰ级(1)；路面特性，水泥路面(0.6)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，1.5-3.0m(0.9)；非机动车流量，畅通(1)；沿途景观，ⅱ级(0.6)；路段b1：路面质量，ⅱ级(0.6)；路面特性，水泥路面(0.6)；车道等级，没有独立车道(0.2)；车道宽度，1.5m以下(0.2)；非机动车流量，拥挤(0.1)；沿途景观，ⅲ级(0.4)；路段b2：路面质量，ⅰ级(1)；路面特性，沥青路面(0.8)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，3.0m以上(0.9)；非机动车流量，畅通(1)；沿途景观，ⅱ级(0.6)；路段b3：路面质量，ⅰ级(1)；路面特性，沥青路面(0.8)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，1.5-3.0m(0.9)；非机动车流量，畅通(1)；沿途景观，ⅰ级(0.9)；路段b4：路面质量，ⅱ级(0.6)；路面特性，水泥路面(0.6)；车道等级，有独立车道(0.8)；车道宽度，1.5-3.0m(0.9)；非机动车流量，拥挤(0.1)；沿途景观，ⅱ级(0.6)；路段b5：路面质量，ⅲ级(0.4)；路面特性，水泥路面(0.6)；车道等级，没有独立车道(0.2)；车道宽度，1.5-3.0m(0.9)；非机动车流量，拥挤(0.1)；沿途景观，ⅲ级(0.4)；最后，确定路线a和路线b各路段舒适度q，如下所示：路段舒适度q＝道路自身因素×0.6+道路环境因素×0.4＝(路面质量×0.25+路面特性×0.25+车道等级×0.25+车道宽度×0.25)×0.6+(非机动车流量×0.6+沿途景观×0.4)×0.4路段a1的舒适度qa1＝((0.6+0.8+0.8+0.9)×0.25)×0.6+((1×0.6+0.6×0.4))×0.4＝0.801路段a2的舒适度qa2＝((0.4+0.6+0.8+0.2)×0.25)×0.6+((0.5×0.6+0.6×0.4))×0.4＝0.516下述计算方法相同，不列出具体计算公式。路段a3的舒适度qa3＝0.831路段b1的舒适度qb1＝0.328路段b2的舒适度qb2＝0.861路段b3的舒适度qb3＝0.909路段b4的舒适度qb4＝0.555路段b5的舒适度qb5＝0.4033.确定每条路段距离通过测量可以得到路线a中a1＝300m、a2＝100m、a3＝100m，路线b中b1＝150m、b2＝150m、b3＝50m、b4＝50m、b5＝100m，如图3所示。4.综合舒适度和出行距离得出非机动车导航舒适度评价标准首先，计算路线a和路线b各路段长度在整条出行线路中的占比：β1＝sa1/(sa1+sa2+sa3)＝0.6；β2＝sa2/(sa1+sa2+sa3)＝0.2；β3＝sa3/(sa1+sa2+sa3)＝0.2；γ1＝sb1/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)＝0.3；γ2＝sb2/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)＝0.3；γ3＝sb3/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)＝0.1；γ4＝sb4/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)＝0.1；γ5＝sb5/(sb1+sb2+sb3+sb4+sb5)＝0.2；其次，根据公式(4)得出整条路线的舒适度，如下所示：路线a的舒适度pa＝qa1×β1+qa2×β2+qa3×β3＝0.801×0.6+0.516×0.2+0.831×0.2＝0.75；路线b的舒适度pb＝qb1×γ1+qb2×γ2+qb3×γ3+qb4×γ4+qb5×γ5＝0.328×0.3+0.861×0.3+0.909×0.1+0.555×0.1+0.403×0.2＝0.5837；最后，根据表1确定距离调整系数η及综合阻抗m：根据表1采用插值法可知，路线a的调整系数ηa＝0.85路线b的调整系数ηb＝1.0163根据公式(5)计算综合阻抗：ma＝sa×η＝(300+100+100)×0.85＝425mb＝sb×η＝(150+150+50+50+100)×1.0163＝508.155.确定非机动车导航最优路线根据线路a和线路b综合阻抗的大小，选择综合阻抗值最小的线路作为非机动车导航的推荐线路。ma＝425<mb＝508.15因此，非机动车导航的推荐路线为路线a。该方法的总体流程参见图4。本专利按照一定的舒适度评价标准确定每条路线的舒适度指标及权重，从而确定路段舒适度，构建了影响非机动车导航舒适度指标体系，将一级指标分为道路自身因素、道路环境因素，二级指标分为路面质量、路面特性、车道等级、车道宽度、非机动车流量及沿途景观，三级指标划分成可以量化并方便测量和计算的指标。并根据路线的舒适度，确定距离调整系数，计算出不同路线的综合阻抗，选择综合阻抗值最小的线路作为非机动车导航的推荐线路。当前第1页12