[发明专利]基于共享单车轨迹数据的自行车道服务水平评价方法

权利要求书

1.基于共享单车轨迹数据的自行车道服务水平评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)共享单车轨迹数据和道路数据预处理方法；

(2)共享单车轨迹与指定道路匹配方法；

(3)自行车道服务水平判定方法。

2.根据权利要求1所述的基于共享单车轨迹数据的自行车道服务水平评价方法，其特征在于：步骤(1)中共享单车轨迹数据包含字段有订单id、用户id、车辆id、轨迹点编号、与轨迹点对应的时间、经度、纬度，选定研究路段所在城市的共享单车轨迹数据，只保留订单id、轨迹点编号、与轨迹点对应的时间、经度、纬度这五个字段，将得到的轨迹集记为G1，记G1的样本量为Φ，城市道路自行车道作为一条完整的城市道路的组成部分，一般修建于机动车道的右侧，通过开源地图或者城市道路规划文件获取城市道路位置信息后，可以将一条道路表示为通过若干个拓扑点的折线，拓扑点位于道路中心上，是具有给定的经纬度的点，相邻两拓扑点之间的路段为直线，从而使得道路的具体线形可以表示出来，将指定道路上经过的拓扑点数目记为m，则此道路可以记为依次从起点经过各拓扑点到达终点的m+1个路段，设定研究时段为[T1，T2]。

3.根据权利要求1所述的基于共享单车轨迹数据的自行车道服务水平评价方法，其特征在于：步骤(2)中包括以下子步骤：

(21)起终点条件判定；

遍历G1中的每一条共享单车轨迹。对于第i条共享单车轨迹，遍历轨迹中的每一个轨迹点，将与指定道路起点间距离最短的轨迹点记为Node_Begin，将其与道路起点间距离记为Distance_Begin；再遍历轨迹中的每一个轨迹点，将与指定道路终点间距离最短的轨迹点记为Node_End，将其与道路终点间距离记为Distance_End，设置距离判别阈值L，当Distance_Begin<L且Distance_End<L时，判定轨迹i满足起终点条件，若轨迹i满足起终点条件，则继续进行本步骤后续条件判断；若轨迹i不满足起终点条件，则结束本条轨迹的匹配，转向下一条轨迹的计算；

(22)方向条件判定；

记Node_Begin的编号为b，Node_End的编号为e，若满足条件e>b，判定轨迹i满足方向条件，若轨迹i满足方向条件，则继续进行本步骤后续条件判断；若轨迹i不满足方向条件，则结束本条轨迹的匹配，转向下一条轨迹的计算；

(23)走向条件判定；

提取第i条轨迹的第b到e个轨迹点信息，遍历这b-e+1个轨迹点，对于任意轨迹点j，计算其到指定道路的每一个路段的距离，将这m+1个距离中的最小值记为Distance_j，如果Distance_j大于阈值L，则说明轨迹点j不在指定道路上，对于第i条轨迹中的第b到e个轨迹点，若存在任一轨迹点不在指定道路上，则该条轨迹可能与道路走向存在偏差，该轨迹不能作为指定道路的正常出行行为，判定轨迹i不满足走向条件。若轨迹i满足走向条件，则继续进行本步骤后续条件判断；若轨迹i不满足走向条件，则结束本条轨迹的匹配，转向下一条轨迹的计算；

(24)时间条件判定；

当共享单车轨迹i可以匹配到指定路段上后，查询起终点时间。记第b个轨迹点的时间是Time_Begin，第e个轨迹点的时间是Time_End，如果T1<Time_Begin<Time_End<T2，那么可以认为该条轨迹是在时间[T1，T2]间通过指定道路的出行轨迹，判定轨迹i满足时间条件。若轨迹i满足时间条件，则对轨迹i进行标记；若轨迹i不满足走向条件，则结束本条轨迹的匹配，转向下一条轨迹的计算；

(25)得到已匹配轨迹集；

当i＝Φ时，完成了对轨迹集G1中所有轨迹的匹配。将已标记的轨迹提取出来构建轨迹集G2，G2为在研究时段内通过指定路段的参考轨迹集。

本步骤中：

Node_Begin：第i条轨迹中与道路起点间距离最短的轨迹点

Node_End：第i条轨迹中与道路终点间距离最短的轨迹点

Distance_Begin：第i条轨迹的轨迹点中与道路起点间的最短距离

Distance_End：第i条轨迹的轨迹点中与道路终点间的最短距离

Distance_j：轨迹点j与道路路段间的最短距离

Time_Begin：Node_Begin对应的轨迹点的时间

Time_End：Node_End对应的轨迹点的时间

4.根据权利要求1所述的基于共享单车轨迹数据的自行车道服务水平评价方法，其特征在于：步骤(3)中第i条轨迹对应的共享单车在时段[T1，T2]内通过指定路段时的速度可以通过公式计算：

其中:

v：第i条轨迹在指定道路上通过时的平均速度

Time_Begin：第b个轨迹点对应的时间

Time_End：第e个轨迹点对应的时间

D_(j，j+1)：第j个轨迹点到第j+1个轨迹点间的距离

遍历轨迹集G2，得到其中所有的轨迹在指定道路上的平均速度，将这组速度集记为V1，在共享单车实际运行中，可能存在骑行者因主观原因停止前行、原始轨迹存在误差等原因造成速度异常偏低或偏高，此类速度会使得评价结果失真，故设置最小正常骑行速度V_low和最大正常骑行速度V_up，舍弃速度集V1中小于V_low或大于V_up的值，将筛选后的速度集记为V2，若V2的样本量不大于最小容许样本量Ω，则可能由于样本量太小而存在偶然误差，造成判断错误，故采取人工识别的方法；若V2的样本量大于Ω，计算V2的平均值，记为根据并按照规范推荐的取值确定指定路段的服务水平。