一种出行规律识别方法及其终端与流程

本发明涉及交通数据分析，特别涉及一种出行规律识别方法及其终端。

背景技术：

1、公共交通，或称大众运输，泛指所有向大众开放并提供运输服务的交通方式，通常是作为一种商业服务付费使用。公交车作为公共交通的重要角色之一，即巴士或大巴，是客车类中大及中型客车的典型车型，是为专门解决城市和城郊运输而设计及装备的商用车。当前车座公交车使用ic卡较多，ic卡，也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligentcard)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合iso7816标准的卡基中，做成卡片形式。ic卡与读写器之间的通讯方式可以是接触式也可以是非接触式。由于ic卡具有体积小便于携带、存储容量大、可靠性高、使用寿命长、保密性强安全性高等特点，在金融、交通、医疗及身份证明等行业得到了官方的应用，将微电子技术和计算机技术结合在一起，提高了人们工作、生活的现代化程度。当前城市一卡通使用ic卡交易，由ic卡内的密钥加密及认证卡片的合法性。对于非法或挂失的ic卡当前采用的措施是使用黑名单模式，用来禁止这种卡的使用。

2、但是随着科技的进步，现在除了ic卡以外其它的消费模式也在一卡通领域推广开来，二维码乘车、守护卡乘车及人脸识别乘车等，这类乘车会涉及到联机交易或白名单模式，而对于城市的公共交通来说每一运营中的公交车都是面对全市人民服务的，所以会导致白名单的量非常的大，名单增大后会对下载时间、下载版本有影响，同时因为人脸识别本地数据库有数量限制，人多了会使此功能错误，会使这类消费的人员出现消费异常的问题。当前也采用了白名单增量下发的模式，但是这导致了白名单版本非常多，一天可能会有几个到十几个，同时运营车辆的版本是不一致的，导致管理比较复杂，出现个别车辆的终端更新不及时的情况。如果全部使用联机交易则会对网络的依赖度过强，会影响乘客的上车速度。特别是人脸识别乘车，人脸识别支持本地对比及在线对比模式，本地对比则需要把注册的人脸信息以白名单的型式下发到本地终端。

3、现有技术一，申请号：202110047816.x公开了一种结合图像处理和地理信息的交通封控方法及系统，方法包括：获取公共摄像头的位置信息，设定封控半径；获取公交车的视频数据、定位数据；基于视频数据提取乘客的人像特征进行身份匹配，得到身份数据；基于定位数据、身份数据、封控半径、位置信息在电子地图上展示公交车的运动轨迹、身份数据、公共摄像头；基于名单库、身份数据对人员进行核查显示；通过封控半径内的公共摄像头，对下车的人员进行跟踪。虽然实现对公交车以及乘客进行全方位的跟踪，进而极大的提升了安全性并给执法提供便利；但是并未涉及白名单数据的处理，导致人脸识别系统在进行识别时，需要在本地数据库中进行比对；如果人数众多，数据库中的人脸特征数量过大，可能会导致识别错误或延迟。

4、现有技术二，申请号：202110048722.4公开了一种交通安全管控方法及系统，方法包括：公交车采集上车乘客的面部数据，生成当前的定位数据，并将面部数据、定位数据、当前时间戳上传给交通服务器；交通服务器对面部数据进行预处理后，提取人像特征；交通服务器基于人像特征，调用服务器的人员数据库进行身份匹配得到身份数据；交通服务器存储面部数据、定位数据、当前时间戳以及身份数据，并在电子地图上进行实时展示；交通服务器预先存储一监控人员的名单库，基于名单库对身份数据进行核查生成核查结果，通过电子地图展示核查结果，并进行危险预警。虽然极大的提升了公交车以及乘客的安全性，但是白名单中的人员数量增加，下载白名单所需的时间也会增加；此外，如果频繁更新白名单版本，也会对下载时间和系统开销造成影响。

5、现有技术三，申请号：201510881649.3公开了一种基于低功耗蓝牙和二维码扫描的公交车收费终端，包括：蓝牙模块、二维码扫描模块、中央处理单元模块、加解密模块、存储模块、网络模块；蓝牙模块用于广播数据包，二维码扫描模块用于扫描二维码，中央处理单元模块用于处理数据并判断用户的合法性，加解密模块用于加密或解密电子票据，存储模块用于存储用户消费记录和用户黑名单，网络模块用于上传用户消费记录给后端支付平台。虽然代替现有公共交通投币或磁卡收费方式，实现低功耗蓝牙和二维码扫描的快速收费，具有低成本、低功耗、操作便捷的特点，提高用户体验度，市场前景较好；但是对白名单模式可能会限制特定人员或实体使用某项服务，如果有人不在白名单中却使用了消费模式，就会出现消费异常。

6、目前现有技术一、现有技术二及现有技术三存在城市的公共交通系统的白名单的量非常的大，使人脸识别消费的人员出现消费异常；个别车辆的终端更新不及时的情况，影响乘客的上车速度的问题，因而，本发明提供一种出行规律识别方法及其终端，具有刷卡、扫码及人脸识别功能，具有5g通讯模块及定位功能，乘客在终端上的乘车记录会通过通讯模块实时传到公交系统的服务器保存，通过分析每一位用户乘坐的线路及上车的车站点信息，将用户添加到其常乘线路和站点车辆的白名单，让用户可以快速通过本地白名单进行乘车验证，不常乘坐该线路或车辆的用户则使用联机验证。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种出行规律识别方法，包含以下步骤：

2、公交系统的服务器通过物联网建立与终端设备的安全通讯，服务器收集乘客的乘车记录数据，乘车记录数据来自终端设备上的刷卡、扫码及人脸识别功能获取，并通过5g通讯模块实时传输到服务器并保存；其中乘车记录数据包含乘车时间、线路及车站信息；

3、对乘车记录数据进行处理，按照乘客id和日期进行排序及分组；根据收集到的乘车记录数据，计算每个乘客在一段时间内在同一线路或站点上车的次数，对于每个乘客，在每个时间段内，统计乘车次数与乘车次数阈值大小，判断乘客是否经常乘坐某条线路或某个车站；

4、根据判断结果，将经常乘坐某条线路或某个车站的乘客添加到对应的车辆的白名单；对于不经常乘坐某条线路或某个车站的乘客，使用联机验证乘车，即在乘车时，终端设备通过5g通讯模块与公交系统的服务器进行实时通信，验证乘客在白名单中是否合法。

5、可选的，服务器收集乘客的乘车记录数据的过程，包含以下步骤：

6、终端设备接收公交系统的服务器建立安全通讯的请求信息，请求信息中包含服务器预设的密码机制，终端设备根据密码机制对请求信息进行密码运算；终端设备接收服务器发送的请求信息，根据密码机制获取密码运算所需的密钥对，根据请求信息生成第一密钥对，从终端设备的密钥管理中心获取第二密钥对，第一密钥对与第二密钥对匹配，则根据请求信息建立安全通讯；

7、终端设备将存储的乘车记录数据，按照获取方式的不同进行压缩，得到压缩后的刷卡、扫码及人脸识别不同功能的乘车记录数据，分别缓存至服务器的数据库缓存器中，排队进行存储；

8、在服务器的数据库中定义乘车记录数据的结构，将乘车记录数据记录在服务器的数据库中，按照终端设备的名称，在服务器的数据库中查找相应的id和获取方式，按照获取方式服务器依据终端设备对外发布的接口形式，调用相应的接口，收集相应的乘车记录数据。

9、可选的，密码机制为数字签名；乘车记录数据的结构，包含：名称、以及相应的id和获取方式；将乘车记录数据在数据库中定义的结构为：名称、id和获取方式三个字段。

10、可选的，5g通讯模块对终端设备及服务器之间的认证过程，包含以下步骤：

11、终端设备通过5g通讯模块发送认证请求到服务器；服务器收到终端设备的认证请求后，生成一个随机的挑战码，并将挑战码发送给终端设备；

12、终端设备使用事先存储在设备中的密钥，结合服务器发送的挑战码，通过加密算法得到一个应答码；

13、服务器接收到终端设备发送的应答码后，使用相同的密钥和挑战码，通过加密算法生成一个验证的应答码；服务器将终端设备发送的应答码与服务器生成的验证的应答码进行比对，如果一致，则认证成功；否则，认证失败；服务器将认证结果返回给终端设备，终端设备接收到认证结果后，根据结果进行终端设备与服务器通讯的操作。

14、可选的，加密算法的过程包含：终端设备将挑战码转换为字符串；字符串的大小小于预设的第一字节数，将字符串填充至第一字节数，得到填充后的字符串，调用密钥中的防伪密钥对填充后的字符串进行加密运算，得到加密结果，截取加密结果末尾的预设的第二字节数的字符串，得到一个应答码，终端设备使用5g通讯模块将生成的应答码发送给服务器。

15、可选的，判断乘客是否经常乘坐某条线路或某个车站的过程，包含以下步骤：

16、收集并整理乘车记录数据，包括乘客id、日期、线路或站点信息，按照乘客id和日期进行升序排列，获取包含乘客id和日期的多个乘车记录数据的前导序列，将每个前导序列对应的参与值分别与对应的随机接入响应信息连接，生成多个一次响应信息段，根据参与值将多个一次响应信息段进行升序排列，并将升序排列后的多个一次响应信息段连接生成随机接入响应，对同一乘客id的乘车记录数据进行排序；

17、根据乘客id和日期进行分组，将相同乘客id和日期的记录归为一组；遍历每个分组，统计每个乘客在同一线路或站点上车的次数；对于每个分组，判断乘车次数是否大于等于设定的乘车次数阈值；如果是，则认为乘客经常乘坐该线路或站点；

18、在数据库中，配置待执行的标记命令；在标记命令中，配置双向链表，双向链表存放标记命令中的逻辑地址；当数据库接收到标记命令时，将标记命令保存至数据库中，并依据标记命令中的逻辑地址更新双向链表，将乘客id、日期、乘车次数及是否经常乘坐标记保存起来，将结果输出或保存到服务器的数据库中。

19、可选的，乘车记录数据，包括乘客id、日期、线路或站点信息。

20、可选的，对于每个分组，判断乘车次数是否大于等于设定的乘车次数阈值；如果是，则认为乘客经常乘坐该线路或站点。

21、可选的，乘车次数阈值的定义过程，包含以下步骤：

22、创建用于设定乘车次数阈值的阈值定义文件，根据阈值定义文件，从历史乘车记录数据的标签表筛选能够表征乘车次数的目标特征值，将目标特征值组合得到特征值集合，同时确认每个目标特征值在特征值集合中的优先级，确定每个特征值的特征值阈值；

23、通过预设的比较规则，确定特征值阈值及目标特征值，对于每个目标特征值，与特征值阈值进行比较，判断目标特征值是否超出特征值阈值：如果目标特征值超过特征值阈值，则将该目标特征值去除，得到筛选后的目标特征值：将未超过特征值阈值的目标特征值保留下来，得到筛选后的目标特征值；

24、由阈值定义文件将筛选后的目标特征值导入机器学习模型，通过机器学习模型对乘车记录数据进行预测，根据预测的结果统计每个乘客的乘车次数，计算平均值，并绘制乘车次数的直方图了解乘车次数的分布情况，结合历史乘车记录数据所有乘客的乘车次数平均值及分布情况，确定乘车次数阈值。

25、本发明提供的一种出行规律识别终端，包含：公交系统、服务器、终端设备、5g通讯模块；

26、公交系统上搭载有服务器，服务器通过物联网与终端设备无线通讯，终端设备通过5g通讯模块将乘车记录数据传输至服务器。

27、本发明首先公交系统的服务器通过物联网建立与终端设备的安全通讯，服务器收集乘客的乘车记录数据，乘车记录数据来自终端设备上的刷卡、扫码及人脸识别功能获取，并通过5g通讯模块实时传输到服务器并保存；其中乘车记录数据包含乘车时间、线路及车站等信息；其次对乘车记录数据进行处理，按照乘客id和日期进行排序及分组；根据收集到的乘车记录数据，计算每个乘客在一段时间内在同一线路或站点上车的次数，对于每个乘客，在每个时间段内，统计乘车次数与乘车次数阈值大小，判断乘客是否经常乘坐某条线路或某个车站；最后根据判断结果，将经常乘坐某条线路或某个车站的乘客添加到对应的车辆的白名单；对于不经常乘坐某条线路或某个车站的乘客，使用联机验证乘车，即在乘车时，终端设备通过5g通讯模块与公交系统的服务器进行实时通信，验证乘客是否合法；上述方案通过数据分析和智能算法，能够有效地识别乘客的出行规律，从而实现白名单的平衡和在线联机交易的优化。具体意义包括：提高乘客出行体验：对于经常乘坐同一线路或车站的乘客，可以通过终端本地白名单快速验证乘车，无需联机验证，提高了乘车的便捷性和速度。降低线路拥堵和乘车压力：通过将经常乘坐某条线路或车站的乘客添加到白名单中，可以更好地分流乘客流量，减少了线路拥堵和乘车排队的时间，提高了整体的运营效率。提升安全性和防范风险：通过终端设备上的刷卡、扫码及人脸识别功能，可以对乘客进行有效的身份验证，减少了非法乘车的风险，提升了乘车的安全性。优化公交系统运营管理：通过对乘客出行规律的识别和统计，可以为公交系统提供有针对性的数据分析和运营管理，例如优化线路规划及车辆调度等，提高了公交系统的整体效率和服务质量。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

29、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。