專利名稱：路網網格匹配、路況狀態信息及誘導路線信息獲取方法
技術領域：
本發明涉及一種路網網格匹配方法，實時路況狀態信息獲取方法以及實 時誘導路線信息獲取方法，屬于智能交通領域。
背景技術：
目前國內常見的車輛出行誘導， 一般是基于GIS的無交通流的靜態路網 狀態而生成的最短路徑誘導，不能通過當前道路的流量情況和行駛情況進行 動態選擇，因此對于路網狀態認識不是很全面的出行者來說，只能盲目跟從。 而基于實時交通路況狀態的出行誘導，又受路況檢測數據的來源限制而不容 易實現。路況狀態檢測數據一般來源于交通管理部門的信號燈線圈檢測器、 視頻流量檢測器等。由于這些檢測設備一般安裝在重要的交通路口 ，數據 有限，因此不能反映整個路網的狀態和變化情況。
現有的基于全球定位系統(Global Position System,簡稱GPS)浮 動車的交通流實時檢測誘導系統，通過融合技術實現了路網狀態的實時反 映，但其存在以下技術難點對于實時的在一定時間間隔內的大量的GPS 數據樣本量，誘導系統需要實時的處理大數據量的GPS數據并發，并匹配 到每一條路段上，對于如北京這樣五環內近15萬條路段來說，每秒鐘將幾 萬輛車的GPS點匹配到路上，使用普通的模型和處理方法無法實現，系統 運行效率提高困難，難以達到實用的程度。
發明內容
本發明的目的是針對大并發的GPS數據，提供一種基于地理信息系統 (Geographical Information System,簡稱GIS ) i 各網網才各劃分一支術的路網網格匹配方法，以實現實時地處理大并發的GPS數據。
本發明的另一目的是針對現有的路況狀態信息的來源的局限性，提供一 種實時路況狀態信息獲取方法，以實現實時有效的獲取路況狀態信息。
本發明的又一目的是針對現有的誘導路線的靜態描述的片面性，提供一
種實時誘導路線信息獲取方法，通過GPS數據反映的當前道路的流量情況和
行駛情況，以實現動態的、實時的獲得有效的交通誘導路線信息。
為實現本發明第一目的，本發明提供了一種路網網格匹配方法，其中包
括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點 數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元；將GPS 點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據。
上述路網網格匹配方法中，首先將獲取的GPS原始點數據進行去噪處理 得到GPS點數據，并根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網 格單元，然后將GPS點數據匹配到相應的路網網格單元得到網格匹配數據。 由于是將GPS點數據匹配到路網網格單元，是點到面匹配；而現有技術是將 GPS點數據匹配到每一條路段，是點到點匹配；點到面比點到點匹配效率高， 提高了系統局部的運行效率，尤其是在針對大并發的GPS數據時，能夠實時 地處理大并發的GPS數據，具有較強的實用性。
為實現本發明第二目的，本發明提供了一種實時路況狀態信息獲取方法， 其中包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到 GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元； 將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據；對所述網格匹 配數據進行GPS交通流數據融合處理；對融合處理后的數據按照行駛路線類 型進行過濾處理得到實時路況狀態信息。
上述實時路況狀態信息獲取方法中，通過采用路網網格處理方法處理大 并發的GPS數據，克服了現有技術中路況狀態信息的來源局限性，以獲得足 夠的路況狀態信息，通過對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理； 對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理，以提供實時的路況狀
5態信息給出行者或交通管理或研究人員。
為實現本發明第三目的，本發明提供了一種實時誘導路線信息獲取方法，
其中包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到 GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元； 將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據；對所述網格匹 配數據進行GPS交通流數據融合處理；對融合處理后的網格匹配數據進行歷 史記憶處理獲得歷史軌跡數據；根據輸入的起始地、目的地位置信息以及歷 史軌跡數據生成實時誘導路線。
上述實時誘導路線信息獲取方法中，GPS數據反映的當前道路的流量情況 和行駛情況，通過采用路網網格處理方法處理大并發的GPS數據，并對所述 網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理以及對融合處理后的網格匹配數 據進行歷史記憶處理獲得歷史軌跡數據，以實現動態的、實時的獲得有效的 交通誘導路線信息。
圖1為本發明一種路網網才各匹配方法實施例一的流程圖2為本發明一種路網網格匹配方法實施例二的流程圖3為本發明一種路網網格匹配方法實施例三的流程圖4為本發明一種實時路況狀態信息獲取方法實施例的流程圖5為本發明一種實時誘導路線信息獲取方法實施例一的流程圖6為本發明一種實時誘導路線信息獲取方法實施例二的流程圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。 隨著城市道路的建設和機動車GPS安裝數量的急劇增加，GPS在除了 簡單的位置服務以外，可以成為城市交通路網狀態實時監控的有效手段。 對于系統建設而言，將是一種見效快、投入低的快捷方式。基于GPS浮動車的實時路況狀態信息獲取技術及實時誘導路線信息獲取，在客戶要求上 主要是需要足夠的樣本量，即有足夠的安裝有GPS可以在某一地域范圍內
各條道路上行駛的車輛，以提供足夠的GPS點數據。
本發明的實施例在以下樣本量的基礎上可以實現較為精確的4企測。設 城市GPS車輛的覆蓋率在每路段每秒鐘至少有5個樣本量，并同一車輛的 GPS傳輸率即兩GPS位置點數據返回間隔至少在1分鐘以內。通過調查發 現，當前大多數城市出租車、運營車輛等的GPS安裝都已經達到了相當的 規模，其衛星定位精度在不斷提高(當前精度不會超過20m)，隨著電信 無線通信的價格下調，GPS車輛運營商的數據采集也基本上在l分鐘以內， 有的可以達到每車輛10秒鐘回傳一條GPS位置信息。
圖1為本發明一種路網網格匹配方法實施例一的流程圖，其中包括
步驟1、獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到 GPS點數據。包括步驟ll、獲取GPS原始點數據；步驟12、對GPS原始點 數據進行去噪處理得到GPS點數據。GPS點數據的數據集可以包括以下基本數 據GPS車輛ID、坐標、速度、方向、栽重和/或時間等。
步驟2、根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元。 包括步驟21、通過GIS地理信息系統獲得GIS路網結構信息；步驟22、沖艮 據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元。其中根據GIS 路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元包括根據GIS路網結 構信息和網格劃分劃分規則將路網進行網格劃分得到路網網格單元，同時得 到路網網格的數據集。所述網格劃分劃分規則包括設置網絡劃分顆粒、提取 道路位置信息、提取路段位置信息、提取位置點信息和/或提取路口信息等。 路網網格的基本數據集可以包括以下基本數據路網網格單元ID、該網格單 元包含鴻、敬ID、該路段所述路ID和/或坐標。
本領域技術人員應當能夠理解，上述步驟1與步驟2在執行時間方面沒 有嚴格的時間順序，可以串行或并行或步驟2發生在步驟1之前。
步驟3、將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據。例如根據GPS點數據中數據集的坐標與路網網格單元數據集的坐標將GPS點數 據快速匹配至路網網格單元。網格匹配數據的數據集可以包括網格ID、包 含路段ID、所述路ID、和/或GPS車輛ID等。
該實施例，首先將獲取的GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據， 并根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元，然后將GPS 點數據匹配到相應的路網網格單元得到網格匹配數據。由于是將GPS點數據 匹配到路網網格單元，是點到面匹配；而現有技術是將GPS點數據匹配到每 一條路段，是點到點匹配；點到面比點到點匹配效率高，提高了系統局部的 運行效率，尤其是在針對大并發的GPS數據時，能夠實時地處理大并發的GPS 數據，具有較強的實用性。
圖2為本發明一種路網網格匹配方法實施例二的流程圖。該實施例除了 具有上一實施例的技術特征外，還包括；
步驟4、根據路網級別信息和/或交通管控信息對網格匹配數據進行網格 內路段匹配處理得到網格內路段匹配數據。
該實施例，通過輸入路網級別信息和/或交通管控信息進一步對網格匹配 數據進行網格內路段匹配處理，以進一步得到網格內路段匹配數據，使得GPS 點數據由點到面的網格匹配數據，通過匹配到路網網格單元中的路段以實現 點到線的網格內路段匹配，從而使得GPS點數據快速、準確地定位到每一路 段上。
圖3為本發明一種路網網格匹配方法實施例三的流程圖。該實施例除了 具有上一實施例的技術特征外，還包括
步驟5、對融合處理后的網格匹配數據進行歷史記憶處理獲得歷史交通流 數據。包括步驟51、根據網格內路段匹配數據進行單車GPS連續點網格記 憶，得到單車運行數據，所述單車運行數據包括單車運行的速度軌跡和方向 軌跡；步驟52、對同時段或同時刻的單車運行數據進行多車GPS網格記憶，得 到出行誘導數據，所述出行誘導數據包括出行誘導的旅行時間等。
該實施例，通過進一步對網格內路段匹配數據進行歷史記憶處理以獲得統計路段速度.方便計算車輛在該路段的旅行時間，從而真實的反映復雜路段 的路況狀態信息，為出行者提供較佳的出行誘導。
上一實施例還可以通過采用預設方法，如同時段或同時刻歷史數據與實 時數據加權融合方法統計路段速度，使路況速度預測更符合當前時間段的實 際路況。
圖4為本發明一種實時路況狀態信息獲取方法實施例的流程圖，其中包
括
步驟IOI、路網網格匹配得到網格匹配數據。包括獲取GPS原始點數據 并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據；根據GIS路網結構 信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元；將GPS點數據匹配至相應的路 網網格單元得到網格匹配數據。步驟102、對所述網格匹配數據進行GPS交通 流數據融合處理。根據路網級別信息和/或交通管控信息對網格匹配數據進行 網格內路段匹配處理得到網格內路段匹配數據。還可以將接入線圈數據和/ 或視頻流量檢測數據融合到網格匹配數據對GPS數據進一步進行補充和完 善，以獲得更為準確及符合實際路況的內路段匹配數據，從而獲得更符合實 際路況狀態信息。
步驟103、對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理得到路況 狀態信息。
該實施例，通過采用路網網格處理方法處理大并發的GPS數據，克服了 現有技術中路況狀態信息的來源局限性，以獲得足夠的路況狀態信息，通過 對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理；對融合處理后的數據按 照行駛路線類型進行過濾處理，以提供實時的路況狀態信息給出行者或交通 管理或研究人員。
圖5為本發明一種實時誘導路線信息獲取方法實施例一的流程圖，其中 包括
步驟201、路網網格匹配得到網格匹配數據。包括獲取GPS原始點數據 并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元；將GPS點數據匹配至相應的路 網網格單元得到網格匹配數據。
步驟202、對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理。根據路網 級別信息和/或交通管控信息對網格匹配數據進行網格內路段匹配處理得到 網格內路段匹配數據。從而使得GPS點數據快速、準確地定位到每一路段上。
步驟203、對融合處理后的網格匹配數據進行歷史記憶處理獲得歷史交通 流數據。包括根據網格內路段匹配數據進行單車GPS連續點網格記憶；將 單車GPS連續點網格數據進行歷史匹配；采用預設方法統計路段速度。
步驟204、根據輸入的起始地、目的地位置信息以及歷史軌跡數據生成誘 導路線信息。用戶通過用戶界面輸入〈"起始地，，、"目的地"〉，系統可以按 照默認排序準則，也可以由用戶自己設定，如選擇距離最短、行駛時間最短 優先等排序準則，提供幾條誘導路線信息。誘導路線信息包括選擇性輸出 的最佳路線地理信息描述，如最佳路線文字描述，最佳路線長度，最佳路線 行車時間中的一個信息或組合信息等。
< "起始地"、"目的地"〉指用戶從"起始地"出發到"目的地，，。 鑒于一般用戶的使用習慣，地點有可能是路名或者地理位置點名(即位置 點名)，如"從燕莎到東直門外大街怎么走"。因此， < "起始地"、"目 的地"〉從命名上分共有四種組合〈地理位置點，路名〉，〈地理位置點， 地理位置點〉， <路名，地理位置點〉， < 路名，路名> 。
另 一方面，受GPS數據范圍的限制，路況信息覆蓋范圍可能少于地圖 數據，對于起始點或終點至少有一個超出路況信息覆蓋范圍的情況，系統 在路況信息覆蓋范圍內的路線利用實時交通信息或根據歷史數據所得的預 測交通信息，在超出范圍外的按照"距離最近，，原則搜索。因此， < "起 始地，，，"目的地"〉從實時交通信息覆蓋區分共有四種路線組合 <范 圍內，范圍內〉， <范圍內，范圍外>， <范圍外，范圍內〉， <范圍外， 范圍外〉。
排序準則指搜索路線的標準，目前支持距離最短優先，行駛時間最短優先兩種。
最佳路線地理信息描述可以為最佳路線文字描述，最佳路線長度，每
一路段行車速度，最佳路線行車時間中的一個信息或組合信息。
最佳路線文字描述最佳路線的文字描述即能指導人們沿該路線到 達目的地的文字說明，比如"路名——路名——...——路名，，。
上述實時誘導路線信息獲取方法的實施例，通過采用路網網格處理方法 處理大并發的GPS數據，并對所述網格匹配數據進行GPS交通流l史據融合處 理以及對融合處理后的網格匹配數據進行歷史記憶處理獲得歷史軌跡數據， 以實現動態的、實時的獲得有效的交通誘導路線信息。
圖6為本發明一種實時誘導路線信息獲取方法實施例二的流程圖。該實 施例與上一實施例的區別在于，誘導路線信息的生成還與交通部門的交通管 制信息有關。相對于上一實施例，本發明還包括
步驟205、對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理得到實時 ^^兄狀態信息。
步驟2 06 、對實時路況狀態信息按照管制策略進行過濾處理并進行加權處 理后得到過濾數據。
上一實施例中的步驟204為步驟204，、根據輸入的起始地、目的地位置 信息、歷史軌跡數據以及過濾數據生成誘導路線信息。
該實施例，結合于實際的交通管理，如臨時的交通管制策略，如某條道 路14日一21日臨時管制、或某路段維修等，對系統生成的誘導路線信息加以 影響，以l是供實際可通行的誘導路線及其相關信息。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種路網網格匹配方法，其特征在于，包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元；將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據GIS路網結構信 息將路網進行網格劃分得到路網網格單元包括根據GIS路網結構信息設置網絡劃分顆粒、提取道路位置信息、提取路 段位置信息、提取位置點信息和/或提取路口信息將路網進行網格劃分得到路 網網格單元。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將GPS點數據匹配至 相應的路網網格單元得到網格匹配數據之后還包括根據路網級別信息和/或交通管控信息對所述網格匹配數據進行網格內 路段匹配處理得到網格內路段匹配數據。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據路網級別信息和 /或交通管控信息對所述網格匹配數據進行網格內路段匹配處理得到網格內 路段匹配數據之后還包括對融合處理后的網格匹配數據進行歷史記憶處理 獲得歷史交通流數據。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對融合處理后的網格 匹配數據進行歷史記憶處理獲得歷史交通流數據包括根據網格內路段匹配數據進行單車GPS連續點網格記憶，得到單車運行 數據；對同時段或同時刻的單車運行數據進行多車GPS網格記憶，得到出行誘 導數據。
6、 一種實時路況狀態信息獲取方法，其特征在于，包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元； 將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據； 對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理； 對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理得到實時路況狀態 信息。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述對所述網格匹配數據 進行GPS交通流數據融合處理包括根據路網級別信息和/或交通管控信息對所述網格匹配數據進行網格內 路段匹配處理得到網格內路段匹配數據。
8、 一種實時誘導路線信息獲取方法，其特征在于，包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點 數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元； 將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據； 對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理； 對融合處理后的網格匹配數據進行歷史記憶處理獲得歷史軌跡數據； 根據輸入的起始地、目的地位置信息以及歷史軌跡數據生成實時誘導路線。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，對所述網格匹配數據進行 GPS交通流數據融合處理之后還包括對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理得到實時路況狀態 信息；對實時路況狀態信息按照管制策略進行過濾處理并進行家權處理后得到 過濾數據；所述根據路線誘導起始位置信息以及歷史軌跡數據生成實時誘導路線具 體為根據輸入的起始地、目的地位置信息、歷史軌跡數據以及過濾數據生 成誘導路線信息。
全文摘要
本發明涉及一種路網網格匹配方法，其中包括獲取GPS原始點數據并對所述GPS原始點數據進行去噪處理得到GPS點數據；根據GIS路網結構信息將路網進行網格劃分得到路網網格單元；將GPS點數據匹配至相應的路網網格單元得到網格匹配數據。本發明還涉及一種實時路況狀態信息獲取方法，包括路網網格匹配得到網格匹配數據；對所述網格匹配數據進行GPS交通流數據融合處理；對融合處理后的數據按照行駛路線類型進行過濾處理得到實時路況狀態信息。本發明針對大并發的GPS數據，提供一種基于GIS路網網格劃分技術的路網網格匹配方法，以實現實時地處理大并發的GPS數據；并通過該路網網格匹配方法以實現實時的獲取實時路況狀態信息以及實時誘導路線信息。
文檔編號G01C21/32GK101308029SQ200710099299
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月16日 優先權日2007年5月16日
發明者吳建平, 周為鋼, 尹相勇, 渤 王, 王晉生 申請人:北京英華慧通科技發展有限公司