一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法技术

本发明专利技术提供一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，目的是通过结合线路轨迹与公交车位置，解决公交车前后车距离测算不准确的问题，提出一了种新颖且合理有效的公交车前后侧距离测算方法。本发明专利技术主要包括四个步骤，首先根据公交线网数据生成一个轨迹序列；然后选定一个方向(车辆行驶方向)，且在此方向上选定一批车辆用于实时gps数据采集；进而根据车辆发回的实时gps数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点；最后通过根据车辆的投影点，投影点所在线段下标，轨迹序列数据可以计算出车辆距离起点站的距离，综合所有车辆的距离信息，则可得出任何两辆车的前后距离。本发明专利技术使用与公交车前后车距离的测算。

A method of calculating the distance between the front and the back of the bus based on the track of the line

【技术实现步骤摘要】
一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法
本专利技术涉及公交信息数据处理
，尤其涉及一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法。
技术介绍
随着中国城市化水平的不断提高，中国城市的规模逐步扩大。各城市的公交车的保有量一直在持续增长。而随着国家对公共交通不断投入，各地的公交车辆还在持续增加。但由于城市规模不断增长、城市交通环境的变化，以及市民对城市交通需求的不断增长，使得单纯的增加公交车保有量已经不能满足城市公共交通的需求，而由于公交企业所具有的社会福利功能的要求，造成了公交企业行业性亏损。如何在满足不断增长的公交服务要求的同时，降低企业亏损，这对公交企业的管理提出了科学化、精细化的要求，这一切都使得公交企业迫切要求采用先进的技术手段对公交日常经营进行管理。目前市面上基于GPS定位的公交车前后车距离测算方法计算出的距离偏差较大，车辆位置漂移严重，无法考虑车辆行进路线，最终导致车距计算准确率较低，无法满足公交企业生产管理需要。因此，本专利技术提出了一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，基于线路轨迹通过将线网轨迹与公交车位置相结合，实现公交车前后车距离的精确计算，满足公交企业日常车辆管理需要，通过基于线网的公交车前后车距离算法可以让公交企业实时掌握车辆运营动态，及时掌握公交车车辆接龙，车辆大间隔等问题，辅以车辆实时调度，实现公交车辆运营的高效化，最终提高公交企业生产运营管理水平，乘客出行的满意度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，融合公交数据中的轨迹信息、GPS信息，并结合这两种数据的特点得出车辆当前的坐标信息，进而可推算出车辆离始发站的距离，当存在多辆车时则可以得到两车得前后距离实现本专利技术的技术方案包括如下步骤：S1：根据公交线网生成一个基于GPS数据的轨迹集。S2：选定需要计算距离的可实时采集GPS数据的车辆。S3：根据车辆发回的实时GPS数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点，并将此投影点作为车辆现在位置。S4：计算出投影点沿轨迹集中的路线到起点站的距离。S5：根据不同车辆到起始点的距离，计算出任何两辆车之间的距离。作为本专利技术的优选方案，所述根据公交线网数据生成一个轨迹集，可以通过采集公交线网所经过的路线GPS数据构建一个由N个GPS经纬度坐标点组成的坐标集。将该坐标集中所有相邻的两个点连线，即可得到一个由N-1个向量组成的连续有向的路线集。相应地，本专利技术为了计算前后车的距离，选定需要计算距离的可实时采集GPS数据的车辆需至少有两辆。该车辆需装备GPS采集设备，可实时上传GPS数据供后台计算。作为本专利技术的优选方案，根据车辆发回的实时GPS数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点。需要将将车辆当前GPS位置与路线集中每一个线段分别求最小距离，以得到最小距离小于一定范围(即接近的)路线段。则这些路线段位车辆可能所处的路线段。在这些路线段中，剔除掉与车辆行驶方向不同的路线，并在剩下的路线中选择最短的路线段作为车辆当前所在路线段，最短距离在该路线段上的投影点如果在路线段上，则其作为车辆当前位置。如果该投影点在起点之前或终点之后，则将起点或终点作为车辆当前位置。相应地，车辆发回的实时数据为GPS数据，考虑到本专利技术旨在解决城市公交的距离预判，所以在较小范围内将其视为平面坐标，误差可以忽略。作为本专利技术的优选方案，使用平面两点间距离公式计算反向逐步计算投影点(Pα)到起始点的距离附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明；图1为本专利技术实施方法中提供一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法的流程示意图；图2为本专利技术实施方法中点到线段的最小距离计算中的几种情况；图3为本专利技术实施方法中车辆的GPS数据偏离起点的示意图；图4为本专利技术实施方法中车辆的GPS数据偏移终点的示意图；图5为本专利技术实施方法中车辆的GPS数据的投影点位于轨迹上的示意图；具体实施为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本专利技术中的实施，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术提供的一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法的流程示意图，如图1所示，基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法包括：S1：根据公交线网生成一个基于GPS数据的轨迹集。S2：选定需要计算距离的可实时采集GPS数据的车辆。S3：根据车辆发回的实时GPS数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点，并将此投影点作为车辆现在位置。S4：计算出投影点沿轨迹集中的路线到起点站的距离。S5：根据不同车辆到起始点的距离，计算出任何两辆车之间的距离。具体地，所述获取公交线路的轨迹数据，将其转为一个由N个点组成的点集polyline，记为[P1：{x1，y1}，P2：{x2，y2}，…，PN：{xN，yN}]，将该坐标集中所有相邻的两个点连线，即可得到一个由N-1个向量组成的连续有向的路线集：[S1：{P1，P2}，S2：{P2，P3}，…，SN-1：{PN-1，PN}]。具体地，在S3中，通过车辆发回的GPS坐标，分别和路线集中每个线段求最小距离，以得到最小距离小于一定范围(即接近的)路线段。则这些路线段位车辆可能所处的路线段。在这些路线段中，剔除掉与车辆行驶方向不同的路线，并在剩下的路线中选择最短的路线段作为车辆当前所在路线段，距离最小的点就是投影点。其中，假设有与为在这些路线段中，车辆行驶方向与相同，而与相反，则剔除掉将作为车辆当前所在路线段。进一步地，如果车辆的GPS数据偏离起点，则投影点设为起点，如图3所示。如果车辆的GPS数据偏移终点，则投影点设为终点，如图4所示。通常情况下，车辆的GPS数据的投影点位于轨迹上(垂点)，如图5所示。更进一步地，求点到线段最小的距离时，通常有三种方法，几何法、面积法、向量法。其中前两种方法使用计算机处理较为低效。本专利技术建议但不局限于使用向量法求解。设计算P点到线段AB上的投影点C，则可间接计算可能出现三种情况，如图2所示。计算公式如下：其中是方向上的单位向量。是的两个向量的内积，且其中θ为向量与之间的夹角。那么即为上图中线段AC的长度值，不带有方向性。此数值与上述表征方向的相乘，整体构成有大小、有方向的新向量即为在方向上的投影向量，C为投影点。根据得到的由向量的方向性可知，对应图2：(a)所示的情况，那么0＜γ＜1；(b)所示的情况，那么γ≥1；(c)所示的情况，那么得到γ≤0；特殊情况如点在线段上、点在端点、点在线段延长线上等等的情况全部适用于此公式，只是作为特殊情况出现，无需另作讨论。这也是矢量算法思想的优势所在。故根据r值的不同，最短距离d如下所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，其特征在于，包括：/nS1：根据公交线网生成一个基于GPS数据的轨迹集。/nS2：选定需要计算距离的可实时采集GPS数据的车辆。/nS3：根据车辆发回的实时GPS数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点，并将此投影点作为车辆现在位置。/nS4：计算出投影点沿轨迹集中的路线到起点站的距离。/nS5：根据不同车辆到起始点的距离，计算出任何两辆车之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，其特征在于，包括：
S1：根据公交线网生成一个基于GPS数据的轨迹集。
S2：选定需要计算距离的可实时采集GPS数据的车辆。
S3：根据车辆发回的实时GPS数据和轨迹序列数据计算出车辆在线路轨迹上的投影点，并将此投影点作为车辆现在位置。
S4：计算出投影点沿轨迹集中的路线到起点站的距离。
S5：根据不同车辆到起始点的距离，计算出任何两辆车之间的距离。


2.根据权利要求1所述的基于线路轨迹的公交车前后车距离测算方法，其特征在于：所述根据公交线网数据生成一个轨迹集，具体包括：可以通过采集公交线网所经过的路线GPS数据构建一个由N个GPS经纬度坐标点组成的坐标集。将该坐标集中所有相邻的两个点连线，即可得到一个由N-1个向量组成的连续有向的路线集。


3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，李瑞权，孙龙，
申请(专利权)人：南京智慧交通信息有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32