基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统技术方案

一种基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统，主要利用TransBigData、pandas对数据进行数据清洗、坐标系变换、提取时空数据与OD数据、利用OPTICS算法对热门上下客点进行聚类等一系列操作，从时间与空间两个方面对出租车GPS数据进行分析。利用Django框架搭建网页使用Echarts将上述内容以可视化的方式展现出来，并利用百度地图API实现对轨迹的查询、跟踪与兴趣点查询。本发明专利技术在轨迹数据分析的发展的进程中具有广泛的应用前景，揭示城市道路网络的结构和交通流量分布情况，进而帮助城市规划和交通管理等领域做出决策。和交通管理等领域做出决策。和交通管理等领域做出决策。

【技术实现步骤摘要】
基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统


[0001]本专利技术涉及一种出租车轨迹数据分析系统，尤其涉及一种基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统。属于交通轨迹数据分析


技术介绍

[0002]在大数据时代，出租车GPS轨迹数据作为一种数据资产具有极高的价值，通过大数据技术，可以对城市交通流量、出行规律等方面的深度分析和预测。这样的分析可以让政府决策者和交通管理者更好地了解城市交通运行的状况。同时，这些数据还可以为企业提供优化出租车调度、推广新的出行服务等方面的决策支持。
[0003]随着各种大数据技术与组件的发展，为解决社会经济的快速发展带来的交通堵塞、城市出租车运营等问题提供了新的思路，本系统提出基于大数据技术的轨迹数据分析方案。通过出租车GPS轨迹数据，挖掘居民出行的热点区域，总结出租车时序特征和空间分布规律。实现对GPS轨迹数据的查询与跟踪，能够对热门区域进行兴趣点查询，从而使城市规划更加精细，实现车辆监控和交通流量分析，指导道路规划和交通管理，提高出租车运营效益和服务质量。

技术实现思路

[0004]一种基于大数据技术的轨迹分析系统的提出，目的是在大量的轨迹数据基础之上了解出租车的行驶路线、交通流量状况和拥堵点，帮助出租车公司制定更合理的调度和运营策略，以提升交通流量效率和缓解城市交通拥堵。
[0005]本专利技术的技术解决方案是这样实现的：
[0006]一种基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统，包括：数据处理与提取模块、轨迹可视化模块、数据分析模块，其特征在于用户输入网址进入系统后，根据需求选择点击具体模块；数据处理与提取模块由数据处理、提取轨迹数据、提取市级与区级OD数据、提取载客车数量、道路速度数据、提取热门上下客点数据、提取时空特征数据组成，数据处理主要对原始数据进行一系列的清洗与处理，去除空值与重复值、进行坐标系变换，增强数据的可靠性，提取轨迹数据将处理后的数据使用pandas对其进行按时间与车牌标志进行排序，将其存储为CSV文件，提取市级与区级OD数据从处理后的数据根据载客状态分出上客点与下客点，将上客点与下客点进行对应，并使用TransBigData删除不合理的OD对，使用TransBigData以上车点作为划分统计各区OD数据，提取载客车数量、道路速度数据从市级OD数据提取载客车数量、道路速度、路程信息，提取热门上下客点数据以轮廓系数作为评价指标，使用OPTICS聚类算法进行聚类，提取出热门上下客点数据将其存储为CSV文件，提取时空特征数据从OD数据与轨迹数据提取不同时段不同地区的载客数量、平均载客次数数据,以上提取的数据为后面数据可视化提供支持；轨迹可视化模块由GPS轨迹数据查询、GPS轨迹数据跟踪、GPS上下客点查询、GPS上下客点兴趣查询组成，用户在GPS轨迹数据查询界面输入起始和终止的时间后点击提交，系统会根据用户输入的时间读取CSV文件找到符合
条件的数据，将轨迹点展示在地图上，用户在GPS轨迹数据跟踪界面输入查询的起始与终止时间、车牌标志信息后点击提交，系统根据用户输入的信息读取对应CSV文件找出时间段内某车辆轨迹数据，然后跳转到另外一个页面上，点击开始即可开始播放轨迹跟踪动画，点击添加路径点系统根据数据经纬度在地图上标注路径点，点击暂停继续会暂停和继续播放轨迹跟踪，用户在GPS热门上下客点兴趣查询界面输入经纬度范围后系统会根据用户输入的经纬度范围矩形检索上下客点数据，矩形范围内上下客点标注在地图上，然后在GPS上下客点兴趣查询界面输入想要查询的兴趣点与距离，系统请求百度API地点检索服务在检索后的上下客点指定距离圆形区域内显示对应的兴趣点，若没有则不显示；数据分析模块由热门上下客点查询、动态热力图展示、区域载客分析、区域日客流可视化、人口与平均载客可视化、载客车数量可视化组成，用户在热门上下客点查询界面在左上角输入日期与时间后，系统根据输入内容查询对应CSV文件中的数据，将其经纬度在地图上以热力图的方式呈现，在动态热力图展示界面系统读取对应CSV文件中的数据其数据转化为具有时差关系的可视化图表，并以热力图的形式呈现，在区域载客分析界面系统会读取CSV文件对应数据利用Echarts将数据以可视化的方式呈现各区载客车次与车辆次数，将鼠标移出图表后显示各区平均载客次数，反映出不同区域的出租车运营情况，在区域日客流可视化界面系统会读取CSV文件对应数据利用Echarts将数据以可视化的方式呈现各区载客车数量，反映出不同区域的城市交通高峰期和低谷期；在人口与平均载客可视化界面系统会读取CSV文件对应数据利用Echarts将数据以可视化的方式绘制市级地图，通过鼠标移动，可以显示各个区域的人口数量。将鼠标移出图表后切换另一张图表，呈现各区人口数量与出行次数；在载客车数量可视化界面系统会读取CSV文件对应数据利用Echarts将数据以可视化的方式呈现各时段载客车数量与道路速度，将鼠标移出图表后切换另一张图表，显示各区不同时间时载客车数量，反映出城市交通高峰期和低谷期，更好地了解城市出租车的分布情况和道路交通状况。
[0007]与现有技术相比较，本专利技术的优点是显而易见的，主要表现在：
[0008]1、提供了一个比较完整的出租车定位和数据分析方案，可以满足出租车行业的多种需求。不仅可以跟踪特定车辆在特定时间内的运行轨迹，还可以对某一区域的轨迹进行兴趣点查询和挖掘，更加方便用户查询和分析数据。
[0009]2、该系统具有数据分析和可视化功能，可以更加直观地展示出租车载客时序和空间特征。通过动态热力图、市级路程图、人口分布地理和载客分析折线图或堆叠柱状图等方式展示这些特征，可以让用户更加深入地了解这些数据，并对车辆调度和管理做出更明智的决策。最后，该系统绘制的动态热力图，可以帮助用户找到潜在的热门上下客点，为出租车司机提供更好的寻客目标区域，提高车辆运营效率，最大化出租车公司的利润，并且更好地满足乘客的需求。综合而言，该系统的优点在于设计了较为完整的出租车定位和数据分析方案，并且提供了易用的数据分析和可视化工具，可以更好地管理和调度车辆资源，提高运营效率和服务质量。
附图说明
[0010]本专利技术共有附图4幅。
[0011]图1是本专利技术的轨迹分析系统模块示意图；
[0012]图2是本专利技术的数据处理与提取模块示意图；
[0013]图3是本专利技术的轨迹可视化模块示意图；
[0014]图4是本专利技术的数据分析模块示意图。
[0015]其中，1、数据处理与提取模块，101、数据处理，102、提取轨迹数据，103、提取市级与区级OD数据，104、提取载客车数量、道路速度数据，105、提取热门上下客点数据，106、提取时空特征数据，2、轨迹可视化模块，201、GPS轨迹数据查询，202、GPS轨迹数据跟踪，203、GPS上下客点查询，204、GPS上下客点兴趣查询，3、数据分析模块，301、热门上下客点查询，302、动态热力图展示，303、区域载客分析，304、区域日客流可视化，305、人口与平均载客可视化，306、载客车数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据技术的出租车轨迹数据分析系统，包括：数据处理与提取模块(1)、轨迹可视化模块(2)、数据分析模块(3)，其特征在于用户输入网址进入系统后，根据需求选择点击具体模块；数据处理与提取模块(1)由数据处理(101)、提取轨迹数据(102)、提取市级与区级OD数据(103)、提取载客车数量、道路速度数据(104)、提取热门上下客点数据(105)、提取时空特征数据(106)组成，数据处理(101)主要对原始数据进行一系列的清洗与处理，去除空值与重复值、进行坐标系变换，增强数据的可靠性，提取轨迹数据(102)将处理后的数据使用pandas对其进行按时间与车牌标志进行排序，将其存储为CSV文件，提取市级与区级OD数据(103)从处理后的数据根据载客状态分出上客点与下客点，将上客点与下客点进行对应，并使用TransBigData删除不合理的OD对，使用TransBigData以上车点作为划分统计各区OD数据，提取载客车数量、道路速度数据(104)从市级OD数据提取载客车数量、道路速度、路程信息，提取热门上下客点数据(105)以轮廓系数作为评价指标，使用OPTICS聚类算法进行聚类，提取出热门上下客点数据将其存储为CSV文件，提取时空特征数据(106)从OD数据与轨迹数据提取不同时段不同地区的载客数量、平均载客次数数据,以上提取的数据为后面数据可视化提供支持；轨迹可视化模块(2)由GPS轨迹数据查询(201)、GPS轨迹数据跟踪(202)、GPS上下客点查询(203)、GPS上下客点兴趣查询(204)组成，用户在GPS轨迹数据查询(201)界面输入起始和终止的时间后点击提交，系统会根据用户输入的时间读取CSV文件找到符合条件的数据，将轨迹点展示在地图上，用户在GPS轨迹数据跟踪(202)界面输入查询的起始与终止时间、车牌标志信息后点击提交，系统根据用户输入的信息读取对应CSV文件找出时间段内某车辆轨迹数据，然后跳转到另外一个页面上，点击开始即可开始播放轨迹跟踪动画，点击添加路径点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤岐，佟宁，王德广，丁闯，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：