【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高度公路收费，尤其涉及一种基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法及装置。
技术介绍
1、现阶段高速公路通行计费普遍采用etc(electronic toll collection，电子不停车收费)进行交易，随着一体化进程的推进，高速公路通行车辆呈现单次运行里程的加长、收费金额的增大、更多跨省通行以及与日俱增的车流量等特点。通过构建etc门架全面覆盖路网结构，尽管可以通过etc系统和一些其他设备能够记录车辆行驶行为，但门架等记录系统受设备、天气、网络等因素的影响导致信息写入失败、车牌遮挡套用、恶意逃费等异常情况而导致的计费失败现象频繁发生。
2、同时，随着人们的出行需求大量增加，在行驶道路尤其是收费站拥堵情况时有发生，其中车辆轨迹缺失导致的计费失败无法正常出站也是原因之一，因此，迫切需要一种合理的算法，在车辆在途缺失的情况下能对车辆行驶轨迹做精准拟合，以提升在线计费成功率缓解计费异常造成的交通问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或多个缺陷，解决现有技术难以在车辆通行交易计费过程中对缺失的在途数据进行准确拟合且响应较慢的问题。
2、本专利技术的一个方面提供了一种基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，该方法包括以下步骤：
3、获取目标车辆的路径拟合请求报文，并从所述路径拟合请求报文中提取在途轨迹序列；所述在途轨迹序列包含所述目标车辆经行的参与计费的
4、获取基于当日最新的全网路网拓扑结构；所述全网路网拓扑结构为记录目标区块内所有参与计费的真实收费单元和不参与计费的虚拟收费单元间连通关系、连通路径里程信息和收费金额的有向连通图；
5、按照时间顺序依次提取所述在途轨迹序列中相邻的轨迹点，根据所述全网路网拓扑结构对每对相邻的轨迹点进行异常检测并剔除异常轨迹；所述异常检测至少包括：重复轨迹异常处理、对向轨迹异常处理和时空异常处理；
6、根据所述全网路网拓扑结构对所述在途轨迹序列中相邻的轨迹点进行缺失轨迹点检测，在存在缺失时采用预设算法进行缺失点填补；
7、所述在途轨迹序列中所有的相邻的轨迹点均完成异常检测、缺失轨迹点检测和填补之后，根据所述全网路网拓扑结构对在途轨迹序列进行连通性校验，并剔除虚拟点得到最终的拟合路径并按照路径拟合格式生成拟合报文。
8、在一些实施例中，获取基于当日最新的全网路网拓扑结构之前，还包括：
9、由服务器基于定时任务，在指定时间点从数据库同步当日最新的静态路网基础数据，所述静态路网基础数据至少包括目标区块范围内的车道信息、收费单元信息、虚拟单元信息、各收费单元和各虚拟单元之间的连通关系和里程信息；
10、建立各收费单元和各虚拟单元编号与索引，保存至索引静态文件中；
11、根据各收费单元和各虚拟单元对应门架的经纬度位置信息，保存为各收费单元和各虚拟单元的位置信息静态文件；
12、对各收费单元和各虚拟单元区分对向收费单元，保存为对向单元信息静态文件；
13、基于预设工具根据所述全网高速公路基础数据、所述索引静态文件、所述位置信息静态文件和所述对向单元信息静态文件建立所述全网路网拓扑结构的有向连通图，所述有向连通图的中，节点用于标记收费单元和虚拟单元，边用于标记各节点间的连通关系，所述边的权重用于标记节点间迪杰斯特拉最短路径所经行真实收费单元和虚拟收费单元的总跳数。
14、在一些实施例中，在指定时间点从数据库同步当日最新的静态路网基础数据，包括：
15、删除距离当前第一设定时间段以前的静态路网基础数据；
16、如果当日最新的静态路网基础数据包含距离当前所述第一设定时间段至第二设定时间段之前的数据，则做增量更新；否则做全量更新；
17、所述静态路网基础数据采用json格式的文件进行存储。
18、在一些实施例中，所述时空异常处理，包括：
19、对于相邻的第一轨迹点和第二轨迹点，根据所述第一轨迹点和所述第二轨迹点的位置信息计算距离；
20、获取所述在途轨迹序列中记载的所述目标车辆经行所述第一轨迹点和所述第二轨迹点的实际经行时间差；
21、计算按照预设速度经行所述第一轨迹点和所述第二轨迹点的标准时间差；
22、若所述实际经行时间差为零，剔除在后的轨迹点；
23、或，若所述实际经行时间差比所述标准时间差多且差值大于第一阈值，剔除在后的轨迹点；
24、或，若所述实际经行时间差与所述标准时间差的商大于第二阈值，剔除在后的轨迹点。
25、在一些实施例中，根据所述全网路网拓扑结构对所述在途轨迹序列中相邻的轨迹点进行缺失轨迹点检测，在存在缺失时采用预设算法进行缺失点填补，包括：
26、核查相邻轨迹点之间经行的所述真实收费单元和所述虚拟收费单元的总跳数，并标记不连通、相邻连通以及连通但不相邻三种状态；
27、对于不连通的状态直接生成拟合失败信息，对于相邻连通的状态直接输出路径；
28、对于连通但不相邻的状态，当所述总跳数小于第三阈值时，采用深度优先搜索算法按照最小跳数进行填补缺失的轨迹点；当所述总跳数大于等于所述第三阈值时，采用a-star algorithm算法按照最小跳数算法填补缺失的轨迹点。
29、在一些实施例中，所述第一阈值为3小时，所述第二阈值为10，所述第三阈值为18。
30、在一些实施例中，根据所述全网路网拓扑结构对在途轨迹序列进行连通性校验，包括：当存在相邻轨迹点不连通的情况时，生成并返回拟合失败信息。
31、在一些实施例中，剔除虚拟点得到最终的拟合路径并按照路径拟合格式生成拟合报文，包括：
32、初始化空的路径序列s；
33、保留入口站至第一个真实收费单元e间的全部轨迹序列s1并顺序添加至路径序列s；
34、保留出口站至前序第一个真实收费单元f间的全部轨迹序列s2并顺序添加至路径序列s；
35、剔除所述真实收费单元e和所述真实收费单元f间的全部虚拟收费单元，得到轨迹序列s3并添加至路径序列s，得到最终拟合路径。
36、另一方面，本专利技术还提供一种基于路网结构的车辆路径拟合装置，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现上述方法的步骤。
37、另一方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
38、本专利技术的有益效果至少是：
39、本专利技术所述基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法及装置，通过引入全网路网拓扑结构，辅助路径拟合过程，实现在多省跨区通行的复杂路况条件下，对缺失的在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，获取基于当日最新的全网路网拓扑结构之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，在指定时间点从数据库同步当日最新的静态路网基础数据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，所述时空异常处理，包括：
5.根据权利要求4所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，根据所述全网路网拓扑结构对所述在途轨迹序列中相邻的轨迹点进行缺失轨迹点检测，在存在缺失时采用预设算法进行缺失点填补，包括：
6.根据权利要求5所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，所述第一阈值为3小时，所述第二阈值为10，所述第三阈值为18。
7.根据权利要求1所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，根据所述全网路网拓扑结构对在途轨迹序列进行连通性校验，包括：
8.根据权利要
9.一种基于路网结构的车辆路径拟合装置，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，获取基于当日最新的全网路网拓扑结构之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，在指定时间点从数据库同步当日最新的静态路网基础数据，包括：
4.根据权利要求1所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，所述时空异常处理，包括：
5.根据权利要求4所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征在于，根据所述全网路网拓扑结构对所述在途轨迹序列中相邻的轨迹点进行缺失轨迹点检测，在存在缺失时采用预设算法进行缺失点填补，包括：
6.根据权利要求5所述的基于路网拓扑结构的车辆路径拟合方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，孙磊磊，韩良喆，李全发，颜鹏，华龙宇，戴飞，刘旭，黄坚，黄芸，郑婧婧，王鹏壮，赵云芳，
申请(专利权)人：交通运输部路网监测与应急处置中心，
类型：发明
国别省市：
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