一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法与流程

本发明涉及城市交通系统计算机抽象表达快速生成技术领域，特别是涉及一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法。

背景技术：

随着我国城镇化加速发展，城市交通发展面临新的挑战。城市公共交通具有集约高效、节能环保等优点，优先发展公共交通是缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、提升人民群众生活品质、提高政府基本公共服务水平的必然要求，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择。

想要让出行者愿意使用公交，最重要的问题之一就是合理的布设与规划城市公交线网，避免某些线路上乘客过多的情况发生。在城市交通网络中进行公交客流分配预测，就能给规划者提供很好的决策依据，是提前预测公交线路是否合理的重要信息来源。公交客流分配是指将已经得到的公交od出行量，根据已知的公交线网描述，按照一定的规则符合实际地分配到线网中的各条公交线路上去，进而求出公交线路的客流量。

想要准确的预测乘客的选择行为，就要计算出较为真实的公交行程时间。而地面公交需要行驶在道路系统中，依赖于行驶道路的属性和交通情况，例如是否有公交专用道或是否拥挤。现有的一些公交分配模型直接将公交客流在公交网上进行分配，赋予每辆公交车固定的行驶时间而忽略了道路系统对公交行驶时间的影响，因此分配结果并不十分准确；目前城市交管部门或某些地图网站都有公交站点的电子地图和经纬度坐标，但这些公交站点与道路网是独立存在的，两者不存在任何形式的关联，如果想要匹配公交站点与路段的关系，就需要人工一个一个站点进行确认，非常浪费人力且容易产生疏漏。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法，本发明根据公交站点与路段的位置关系自动匹配站点所属路段，最后将计算机无法自动判别的公交站点在地图中显示，让用户自动匹配所属路段，节省了人工逐个站点匹配路段的时间，提高了匹配准确性，为达此目的，本发明提供一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法，包括如下步骤：

步骤(1)将电子地图中公交站点的经纬度坐标和组成路段的拓扑点经纬度坐标转换为utm平面坐标系坐标，转换后的坐标单位为米；电子地图中的所有公交站点组成集合s1，所有路段组成集合w；

步骤(2)若集合w为空，则转至步骤(6)，否则从集合w中随意选取一条路段l；遍历组成路段l的所有拓扑点，将这些点中横坐标最小值记为xmin，横坐标最大值记为xmax，纵坐标最小值记为ymin，纵坐标最大值记为ymax；利用四个顶点组成路段l的公交站点搜索矩形区域d，四个顶点的坐标分别为(xmin-d,ymin-d),(xmin-d,ymax+d),(xmax+d,ymin-d),(xmax+d,ymax+d)；

步骤(3)设公交站点搜索矩形区域d内包含的公交站点集合为s2，初始状态s2为空集；依次判断集合s1中的公交站点是否在区域d中，若公交站点坐标(x，y)满足xmin-d<x<xmax+d且ymin-d<y<ymax+d，则该公交站点在区域d中，将该站点放入集合s2中，否则继续判断下一个公交站点直到s2中所有公交站点都被判断过一次；

步骤(4)若s2为空集，则在集合w中将路段l删除，返回步骤(2)，否则从s2中任意选取一个公交站点b；

步骤(5)设路段l由n个拓扑点组成，按顺序排列行成集合(p1,…,pn)，其中起点为p1，终点为pn；依次判断由拓扑点pi和pi+1组成的线段和站点b的关系，判断公式如下：

其中，·表示向量内积，×表示向量外积，*表示两数字乘积；若组成路段l的拓扑点集合中存在拓扑点pi和pi+1(1≤i≤n-1,且i为整数)满足公式(1)、(2)、(3)和(4)，则表示公交站b属于路段l，从集合s1和集合s2中同时删除公交站b，返回步骤(4)，否则从集合s2中删除公交站b，返回步骤(4)；

步骤(6)如果公交站点集合s1为空集，则表示匹配完成，结束电子地图中公交站点与路段的匹配；否则，在电子地图中显示s1中的站点位置，由用户确定这些站点的所属路段，每当确定一个站点所属路段，就从s1中将该站点删除，直到s1为空集后结束公交站点与路段的匹配。

本发明的进一步改进，所述步骤(1)中，采用地图学中的统一横轴墨卡托投影方法将电子地图中公交站点的经纬度坐标和组成路段的拓扑点经纬度坐标转换为utm平面坐标系坐标。

本发明的进一步改进，所述步骤(2)、步骤(3)和步骤(5)中，公交站点偏离路段最远垂直距离d设为15米。

本发明公开了一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法，其首先确定每一条路段的公交站点搜索区域，将这个区域内的公交站点作为待检查站点，然后逐个判断这些待检查站点与某条路段的距离是否在合理偏离范围内且在路段的右侧，如果满足要求则认为该站点路路段匹配成功，最后让用户在地图上手工将未完成匹配的公交站点与路段进行匹配，完成整个匹配过程，提高了匹配速度与准确性。

附图说明

图1为本发明快速匹配电子地图中公交站点与路段方法的流程图；

图2为本发明一个实施例路段和该路段周边待检查公交站点的示意图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法，本发明根据公交站点与路段的位置关系自动匹配站点所属路段，最后将计算机无法自动判别的公交站点在地图中显示，让用户自动匹配所属路段，节省了人工逐个站点匹配路段的时间，提高了匹配准确性。

本发明一种快速匹配电子地图中公交站点与路段的方法，其流程如图1所示。

步骤(1)将电子地图中公交站点的经纬度坐标和组成路段的拓扑点经纬度坐标转换为utm平面坐标系坐标，转换后的坐标单位为米；电子地图中的所有公交站点组成集合s1，所有路段组成集合w；

步骤(2)若集合w为空，则转至步骤(6)，否则从集合w中随意选取一条路段l；遍历组成路段l的所有拓扑点，将这些点中横坐标最小值记为xmin，横坐标最大值记为xmax，纵坐标最小值记为ymin，纵坐标最大值记为ymax；利用四个顶点组成路段l的公交站点搜索矩形区域d，四个顶点的坐标分别为(xmin-d,ymin-d),(xmin-d,ymax+d),(xmax+d,ymin-d),(xmax+d,ymax+d)；

本实施例中，随意选取一条路段l如图2所示。路段l由5个拓扑点p1、p2、p3、p4和p5组成，坐标分别为(1456.79,1113.7)，(1698.77,995.185)，(2050.62,1044.57)，(2235.8,1182.96)，(2427.16,1396.42)，这些点中横坐标最小值xmin为1456.79，横坐标最大值xmax为2427.16，纵坐标最小值ymin为995.185，纵坐标最大值ymax为1396.42，则矩形区域d的顶点坐标为(1441.79,980.185)，(1441.79，1411.42)，(2442.16，980.185)和(2442.16，1411.42)；

步骤(3)设公交站点搜索矩形区域d内包含的公交站点集合为s2，初始状态s2为空集；依次判断集合s1中的公交站点是否在区域d中，若公交站点坐标(x，y)满足xmin-d<x<xmax+d且ymin-d<y<ymax+d，则该公交站点在区域d中，将该站点放入集合s2中，否则继续判断下一个公交站点直到s2中所有公交站点都被判断过一次；

本实施例中，对于路段l，集合s2中共有3个公交站点b1，b2和b3，其坐标分别为(1710.14,1009)，(2016.89，987.815)和(2415,1361.43)；

步骤(4)若s2为空集，则在集合w中将路段l删除，返回步骤(2)，否则从s2中任意选取一个公交站点b；

步骤(5)设路段l由n个拓扑点组成，按顺序排列行成集合(p1,…,pn)，其中起点为p1，终点为pn；依次判断由拓扑点pi和pi+1组成的线段和站点b的关系，判断公式如下：

其中，·表示向量内积，×表示向量外积，*表示两数字乘积；若组成路段l的拓扑点集合中存在拓扑点pi和pi+1(1≤i≤n-1,且i为整数)满足公式(1)、(2)、(3)和(4)，则表示公交站b属于路段l，从集合s1和集合s2中同时删除公交站b，返回步骤(4)，否则从集合s2中删除公交站b，返回步骤(4)；

本实施例中，站点b1在线段p2p3虽然满足条件(1)、(2)和(3)，但不满足条件(4)，表示站点b1在路段l行驶方向的另一侧，从集合s2中删除站点b1；站点b2在线段p2p3虽然满足条件(1)、(2)和(4)，但不满足条件(3)，表示站点b2离路段l太远，可能属于其他路段，从集合s2中删除站点b2；站点b3在线段p4p5满足条件(1)、(2)、(3)和(4)，表示站点b3属于路段l，从集合s1和s2中删除站点b3，集合s2为空，返回步骤(2)检查其他路段的所属站点；

步骤(6)如果公交站点集合s1为空集，则表示匹配完成，结束电子地图中公交站点与路段的匹配；否则，在电子地图中显示s1中的站点位置，由用户确定这些站点的所属路段，每当确定一个站点所属路段，就从s1中将该站点删除，直到s1为空集后结束公交站点与路段的匹配。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。