[发明专利]一种基于公交GPS轨迹的虚拟路网缺失路段自动识别方法

说明书

本发明公开了一种基于公交GPS轨迹的虚拟路网缺失路段自动识别方法，首先在城市虚拟交通平台载入公交GPS轨迹点与路网，然后对每个GPS轨迹点以距离l为半径画圆，将该圆形区域包围的所有路网拓扑点构成候选点集R，若R集非空，则判断其中任意两点之间的连接关系，选取具有连接关系的拓扑点对，构成检测点周边路段集D，并计算该GPS点到D中各路段的距离，选取其中最小的距离与最大容许偏差比较，判断该GPS点是否在该路段上，若在则排除该检测点并按照类似的方法进行下一GPS点的判断，若不在则不断迭代l的取值，重复上述过程直至l达到极限值，所有未被排除的检测点对应的路段即为缺失路段。本发明可以节省人工识别的时间，提高路网识别精度。

技术领域

本发明涉及一种缺失路段自动识别方法，尤其涉及一种基于公交GPS轨迹的虚拟路网缺失路段自动识别方法。

背景技术

信息技术的快速发展为城市交通问题的分析提供了电子化的可能，大数据技术更是提供了实时的道路交通数据资料，构建基于大数据的城市虚拟交通系统平台是当前分析城市交通问题的一个有效方法。城市虚拟交通系统平台可以将多源交通数据集中于一个系统中，将复杂的交通现象再现于虚拟平台之上，分析者可以根据不同的研究目标进行各种操作，及时解决问题。

城市交通问题的分析离不开城市路网的构建，作为城市交通系统的骨架和基础，道路网络基础数据的完整性为后续的交通分析的可靠性提供了保证。然而，目前对城市交通问题的进一步研究仍存在一定的障碍。一方面，由于信息更新的滞后性和时效性，城市道路网络电子地图往往存在局部缺失的问题。另一方面，有些交通分析过程对于道路网络精度的要求比较高，现有的路网精度很难保证，目前解决这一问题主要靠人工观测，通过前期交通调查获取政府部门的相关材料，去完善和补充缺失道路，而这一方法不仅消耗大量的人力、物力、财力，更依赖于工作人员的个人判断，导致分析结果较差。

经研究发现，地面公共交通线路的GPS轨迹点数据具有更新及时、位置精度相对较高的优点，这为通过公交线路GPS轨迹点数据来匹配城市道路数据，从而识别出缺失路段提供了可能。

发明内容

发明目的：针对上述实际问题和现有技术的不足，本发明提出一种自动识别虚拟网络缺失路段的方法，该方法利用计算机自动化识别技术，根据路网道路缺失的识别结果，优化路网数据，配合已有交通模型等组成完整的城市虚拟交通系统，为应对现代城市交通拥堵难题提供新的解决方案。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于GPS轨迹的虚拟路网缺失路段自动识别方法，包括以下步骤：

(1)将公交车每间隔一定时间所记录下来的GPS数据记为公交GPS轨迹点，时间间隔通常为30s，将公交GPS轨迹点与路网一起载入城市虚拟交通系统平台，该平台可以显示城市道路网络、城市公交线路并分析城市交通需求；

(2)自公交始发起，沿行驶方向，将线路上测得的GPS轨迹点依次记为检测点b₁,b₂,…,b_n，从而构成检测点集B，其中n为该公交线上最后一次检测时的次数；

(3)对于检测点集B中的所有检测点b_i，i＝1,...,n，从b₁开始，以b₁为圆心、以自定义距离l为半径画圆，将该圆形区域包围的所有路网拓扑点视为候选点，从而构成候选点集R，其中l可以根据实际需要设置，通常为100m；

(4)若步骤(3)中无候选点，则进入步骤(8)，否则进入步骤(5)；

(5)以城市虚拟交通系统平台中的综合交通网络拓扑连接表为依据，以每一条路段为单位，按顺序存储该路段所包含的候选点，包括路网节点和拐点，判断候选点集R中任意两候选点是否为相邻，若相邻，则存在连接关系，反之不存在，遍历R中所有候选点，选取具有连接关系的拓扑点对，构成检测点b₁周边路段集D；