一种城际路网索引和匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种城际路网索引和匹配方法，属于智能交通领域。所述方法包括：对城际路网进行分区，建立对分区后城际路网的大网格索引，以获取分区后的各区域中所有大网格内包含的路段集；从GPS接收系统获取GPS信息，定位所述GPS信息所在网格并获取候选匹配路段集，在所述网格内运行排除定位方法，对排除后的候选匹配路段集与GPS信息进行地图匹配，从而找到匹配路段。本发明专利技术通过对城际路网进行分区、大网格索引，以及在大网格内运行排除定位算法，高效地解决了城际路网索引和匹配问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通领域，特别是。
技术介绍
在智能交通领域，实时动态交通信息服务能够为公众出行、交通运输等提供高效 可行的交通诱导和出行规划信息，从而达到节省时间、降低成本和低碳环保等目的。目前， 城市内交通信息服务已经日益深入并影响着人们的出行生活。随着经济的快速增长和交通的便捷，城市之间的联系更为密切，城际公路运输已 经形成规模并成为一种重要的人流和物流形式，城际道路也像城市内道路一样，面临着越 来越大的容量压力。在这种背景下，在城市之间以及更广泛区域内提供实时和动态的交通 信息服务，是一件有利于国计民生，促进节能减排的重要举措。浮动车(Floating Car Data)技术是智能交通系统中获取道路交通信息的技术 手段之一。它利用定位技术、无线通信技术和信息处理技术，通过对道路上行驶车辆的GPS 位置信息、瞬时行驶速度和方向等交通参数的采集，结合城市道路路网数据，对采集的交通 参数进行地图匹配、路径推测和路况信息融合等计算，形成反映实时道路拥堵情况的交通 信息，为交通管理部门和公众提供动态的交通控制和诱导服务。相比于线圈、微波等定点交通信息采集手段，浮动车技术所代表的移动交通信息 采集方法能够采用移动定位设备测量交通网络中各离散点的交通流信息，数据范围遍布整 个地区，能全天候24小时地进行数据采集，且利用现有GPS和通信网络资源，采集设备维护 和安装成本低。目前，浮动车技术是提供城市内道路交通信息服务的主流模式，同时也渐渐 扩展到城际交通信息服务领域。地图匹配是浮动车技术的一个关键处理步骤，其基本功能是给定一个车辆GPS点 的经纬度坐标，找出该GPS点在路网中的实际匹配位置。实现地图匹配的第一步是从路网 的所有路段中根据GPS经纬度坐标获知GPS点可能匹配的路段子集，即路网索引；第二步对 GPS点和路段子集中的每条路段进行几何运算，找出GPS点在路段上的准确匹配位置。中国专利申请号200610112433. 1，名为“一种基于小网格路网组织结构的快速地 图匹配方法”的专利技术专利公开了一种基于网格索引的快速地图匹配方法。该方法首先对路 网进行网格划分，离线计算并存储每个网格内包含的路段集；当需要对一个GPS点P进行 地图匹配时，如图1所示，根据点P的经纬度坐标计算其所在的网格，记为Grid(P);计算 Grid(P)所在网格及周边8个网格内的所有路段，这些路段是点P可能匹配上的路段，从而 形成候选匹配路段子集；进而计算P点与候选路段子集中的每条路段的匹配距离，选取匹 配距离最小的路段为最终的匹配路段。在实际操作过程中，网格的长宽一般基于GPS的定位精度选取，这样可以保证只 有GPS点周边9个网格内的路段是在GPS点的定位精度范围内的，从而简化了路网索引的 计算，即无论路网被分为几个网格，只需要搜索其中的9个网格就可以完成匹配过程。对于城市路网而言，上述定位方法计算简单、效率高，具有很好的应用效果。但对于城际路网而言，由于覆盖范围扩大，上述方法不具有普遍应用性。设GPS定位精度 为30米。目前北京市6环以内的网格规模为2，000*1，500，而同样大小的网格全国需要 230，000*130, 000,即使对城际路网进行分区处理也不能满足计算要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供，用于实现在城 际路网中高效的进行网格索引和匹配。本专利技术提供了，该方法包括对城际路网进行分区，建立分区后的城际路网的大网格索引，以获取分区后的各区域 中所有网格包含的路段集；从GPS接收系统获取GPS信息，定位所述GPS信息所在网格并获 取候选匹配路段集，在所述网格内运行排除定位方法，对排除后的候选匹配路段集与所述 GPS信息进行地图匹配，从而找到匹配路段。本专利技术针对城际路网范围大，目前的网格索引算法不适用的问题，提出了一种以 GPS点为计算中心的地图匹配算法，通过对城际路网进行分区、大网格索引，以及在大网格 内运行排除定位算法，高效地解决了城际路网索引和匹配问题。附图说明图1为现有技术中基于网格索引的地图匹配示意图；图2为本专利技术实施例提供的城际路网索引和匹配方法的原理图；图3为本专利技术实施例提供的城际路网索引和匹配方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的全国城际路网分区示意图；图5为本专利技术实施例提供的建立大网格索引的方法流程图；图6为本专利技术实施例提供的路网区域边界扩充示意图；图7为本专利技术实施例提供的网格外延扩展示意图；图8为本专利技术实施例提供的匹配象限示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步 的详细描述。本专利技术实施例针对城际路网范围大，目前的网格索引算法不适用的问题，提出了 一种以GPS点为计算中心的地图匹配算法，通过对城际路网进行分区、大网格索引，以及在 大网格内运行排除定位算法，高效地解决了城际路网索引和匹配问题。图2是本专利技术实施例提供的城际路网索引和匹配方法的原理图，基于该图，所述 索引和匹配方法的流程如图3所示，具体包括步骤301、对城际路网进行分区。如图4所示，全国按照区域可以分为京津冀、东北、西 北、中部、长三角、珠三角七个区域。将全国范围分成7个区域分别处理，区域的范围小于全 国的范围，这样就降低了计算的复杂度；而且由于区域经济的联系比较紧密，以区域为单位 计算和提供城际交通信息服务更能满足实际的需要。步骤302、建立分区后的城际路网的大网格索引。建立大网格索引的方法如图5所示，包括以下步骤步骤3021、相邻区域边界扩充。由于城际路况是基于七个区域的路网进行计算的，即不 同的区域路况是分别计算的，所以当车辆跨区域行驶时，会造成车辆的GPS点散落在不同 的区域内，造成路径推测的不连续性，所以在制作区域路网时，将每个区域边界向外扩充一 定的范围，例如I个二级格网，如图6所示，斜线所示为区域所在二级格网，格线所示为边界 扩充的二级格网。这里的格网与前述网格有所不同，格网是按照一定的经差和纬差形成的矩形单 元，用于将地图进行划分。根据间距和划分层次的不同，分为一级格网和二级格网，二级格 网是在一级格网的基础上进行8等分划分，一个一级格网由8*8个二级格网组成，城际处理 用的路网是按照二级格网进行划分的，一个二级格网的边长约为17千米，如果区域按照一 个二级格网进行扩充，则边界就形成了一个宽度为34千米的缓冲区，足够处理跨界行驶的 车辆。而网格用于路网索引和匹配，其选择根据区域大小、计算资源来进行，一般一个区域 内的网格总数控制在10，000，000内。通过这种区域交叉覆盖的方法，当车辆行驶跨区域 时，总有一个区域能够处理该车辆的信息。步骤3022、对区域建立大网格划分。网格的大小按照区域大小、计算资源来综合考 虑。网格越小，索引效率越高，但计算资源损耗越大。网格大小的选择是在计算资源允许的 情况下，时间效率和空间效率的折中，同时可以根据区域的大小来灵活地设定网格大小。一 般一个区域内的网格总数控制在10，000，000内即可。步骤3023、网格外延。为了解决跨网格处理的问题，现有技术中是搜索定位GPS点 周围9个网格内的所有路段作为候选匹配路段集，但这种方法只有在网格较小，每个网格 内的路段也较少的情况下适用。对于城际路网的大网格索引，每个网格的大小和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城际路网索引和匹配的方法，其特征在于，包括：对城际路网进行分区，建立对分区后城际路网的大网格索引，以获取分区后的各区域中所有网格包含的路段集；从GPS接收系统获取GPS信息，定位所述GPS信息所在网格并获取候选匹配路段集，在所述网格内运行排除定位方法，对排除后的候选匹配路段集与所述GPS信息进行地图匹配，从而找到匹配路段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，郭胜敏，张高峰，
申请(专利权)人：北京掌城科技有限公司，
类型：发明
国别省市：