CN101847322B

CN101847322B - 公交换乘线路确定方法

Info

Publication number: CN101847322B
Application number: CN2010101858721A
Authority: CN
Inventors: 陆锋; 于海璁
Original assignee: Institute of Geographic Sciences and Natural Resources of CAS
Current assignee: Institute of Geographic Sciences and Natural Resources of CAS
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: CN101847322A

Abstract

本发明公开了一种用于在公众出行信息服务平台中传递实时路况信息的公交换乘线路确定方法，其特征在于，将公交线路转化为动态分段的段对象，所述方法包括：根据公交线路站点坐标在道路网络数据库中得到公交线路必定途经的车行道集合；根据公交线路缓冲区与道路网络空间叠加得到公交线路可能途经的车行道集合；根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定公交线路最终途经的车行道；根据公交线路站点坐标将得到的公交线路途经车行道分割转换成道路网络动态分段中的段对象。本发明在不改变原算法和数据组织结构的情况下，能够充分利用实时交通信息计算公交行程时间，为用户提供符合认知习惯和出行体验的多模式换乘出行方案，为公众出行信息服务提供良好的技术支持。

Description

公交换乘线路确定方法

技术领域

本发明涉及交通信息领域，特别是一种用于在公众出行信息服务平台中传递实时路况信息的公交换乘线路确定方法。

背景技术

城市公交、地铁出行在城市日出行总量中的比例日益提高。目前地图网站和公众出行信息平台的普及为用户提供了便利的出行方案选择。公交、地铁换乘是最普遍的出行模式。但是，目前的公交出行方案不支持动态行程时间计算，无法顾及公交路线途经车行道的实时交通状况和交叉口转向耗时情况，因此，不能提供时间标准下满足用户多样化需求的出行方案服务。即使考虑公交发车间隔和任意两个毗邻公交站点间的经验耗时，由于无法顾及实时路况状态、临时交通管制、施工占道、交通事故等动态路况信息，所提供的公交换乘出行时间与实际出行体验往往不符。

当前的公交线路空间信息表达形式主要有两种。一种是公交线路和站点实体化几何和拓扑信息表达，几何信息采用独立图层存储，拓扑信息即公交线路换乘关系采用换乘站点链表构建，便于公交换乘算法实现；另一种是公交线路动态分段表达，公交线路作为动态分段中的路线(Route)对象，通过与底层道路网络车行道的依附关系继承几何信息。站点作为事件(Event)对象，通过与所在车行道起点的相对位置偏移量方式继承几何信息。动态分段方式表达的公交线路和站点为虚拟对象，但与底层道路网关系紧密，能够方便地传递实时路况信息，但不支持公交换乘算法的实现。

发明内容

本发明提供一种用于公众出行信息服务平台的公交换乘线路确定方法，在保证公交换乘算法效率和数据组织结构不变的基础上，获取道路网络实时路况信息以提供符合用户出行体验的公交换乘方案。

本发明提供一种用于公众出行信息服务平台的公交换乘线路确定方法，包括：

根据公交线路逻辑站点(依附于具体公交线路，具有唯一标识，但没有几何信息的公交站点，逻辑站点通过与物理站点的映射关系继承几何信息，不同公交线路上的多个逻辑站点可能对应同一个物理站点)和物理站点(具有唯一标识和几何信息的公交站点，多个公交线路可以共享同一个物理站点，物理站点独立于具体公交线路)之间的关系和空间坐标得到该公交线路必定途经的车行道集合；

根据公交线路实体几何信息，以一定的缓冲区经过和道路网络的空间叠加得到该公交线路可能途经的车行道集合；

根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定该公交线路最终途经的所有车行道；

根据物理站点的几何坐标将得到的车行道分割转换成依附于道路网络动态分段中的段对象。

所述根据公交线路逻辑站点和物理站点之间的关系和空间坐标得到该公交线路必定途经的车行道集合包括：

根据公交线路属性表获取线路标识；

依次获取该公交线路经过的逻辑站点；

依次获取逻辑站点对应的物理站点；

依次提取出公交线路必定途经的道路网车行道，记为

其中R表示道路网车行道集合。

所述根据公交线路实体几何信息，以一定的缓冲区得到该公交线路可能途经的车行道包括：

确定缓冲区半径，并生成公交线路的缓冲区；

用该缓冲区与底层道路网络进行空间叠加操作，提取出落在缓冲区内的道路网车行道，得到该公交线路可能途经的车行道集合

所述根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定该公交线路最终途经的车行道中，道路网络是指概化了导航路网数据采集时生成的交叉口虚拟路段，并修改路段间的连通关系以二元组表达直行、左转、右转与掉头的道路网络。必要时需借助车行道方向属性判断方向和环路检测等排除错误车行道。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明改善了目前公众出行信息服务平台中，即使考虑公交发车间隔和任意两个毗邻公交站点间的经验耗时，由于无法顾及实时路况状态、临时交通管制、施工占道、交通事故等动态路况信息，所提供的公交换乘出行时间与实际出行体验往往不符的状况。通过结合易于实现公交换乘算法的公交线路独立图层几何实体表达形式和易于继承道路网络实时路况信息的公交线路动态分段表达形式，将以独立几何图层表达的公交线路实体表达形式转化为动态分段的段对象，突破了公交线路几何实体和动态分段虚体表达方式之间的界限，使得公交换乘在不改变原算法和数据组织结构的情况下，能够充分利用实时交通信息计算公交行程时间，为用户提供符合认知习惯和出行体验的多模式换乘出行方案，为公众出行信息服务提供良好的技术支持。

附图说明

图1物理站点与逻辑站点

图2公交线路实体化表达

图3公交线路动态分段表达

图4公交线路几何实体转化为动态分段段对象流程

图5公交线路必定途经车行道获取流程

图6公交线路缓冲区

图7公交线路可能途经的车行道

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明所涉及的公交线路表达方式说明如下：

公交站点的表达可分为三个层次：

物理站点：具有唯一地理坐标、唯一名称的公交站点，即通常以实体几何点形式表达的站点，如图1(a)。物理站点不隶属于具体的公交线路。物理站点在空间上表现为来源于多条公交线路上位于同一车行道、名称相同且空间位置在一定阈值内的多个逻辑站点的集合。

逻辑站点：是每条公交线路中具有唯一标识的站点。逻辑站点是虚拟对象，本身没有几何坐标，通过和物理站点的关联继承物理站点的几何信息，如图1(b)。

语义服务区：用于用户查询输入。一个语义站点对应一到多个同在一定范围内的逻辑站点。

语义服务区处于表现层，面向用户服务；逻辑站点为公交换乘路径搜索算法服务；物理站点处于最底层，用于出行路径方案表达。

公交线路：对于同一条公交线路，行驶方向不同(上行、下行线)对应的空间实体路径往往也不同，因此，必须分别表示。本发明中的公交线路是指有确定行驶方向的线路。

公交线路实体化表达：将一条公交线路(单向)按其实际行驶的路线记录为一个对象，该表达方式仅用于地图可视化显示，本身不支持路径搜索和查询功能(带有拓扑信息表达的公交线路几何实体化表达支持换乘路径搜索)。如图2所示，公交线路由一连串公交线路段组成，公交线路段为连接相邻两个公交站点间的线路段。这种表达方法使得公交线路无法与底层路网进行信息传递，也无法表达通过交叉口的转向类型。

公交线路动态分段表达：通过记录事件(站点)点在道路网络的相对位置表达公交线路和站点的方法，动态分段与道路网络的密切关系使其易于表达公交线路所途经车行道的实时路况信息，但是基于动态分段来表达公交线路，难以实现公交换乘算法。如图3所示，将公交线路段定义为两个站点之间所经过的车行道集合，公交线路段的端点是公交站点。公交线路段又进一步细化为车行道段的集合，车行道段为连接车行道端点(节点)或公交线路段端点(公交站点)的路段，车行道段不能跨越节点或站点。因此，该公交线路可表达为A→X₁₁，X₁₁→X₁₂，X₁₂→B，B→X₁₃，X₁₃→X₂₃，X₂₃→C，C→D，D→X₂₄，X₂₄→E。通过所对应的底层道路车行道的方向或角度属性可以容易判断经过交叉口的转向类型，如：B→X₁₃与X₁₃→X₂₃是左转等。

公交换乘逻辑关系：通过文件或关系表的形式记录公交线路和站点之间的换乘关系，便于公交换乘算法实现。该关系往往以属性的形式(拓扑信息)依附于公交线路实体上或公交线路动态分段表达中。因此，可以依此建立两种表达方式的联系。但是，由于二者之间在定义和结构上存在差异，需要经过转换才能实现。

图4是本发明实施例公交线路独立图层实体几何表达转化为道路网络动态分段虚拟表达的流程图，包括以下步骤：

步骤一，根据逻辑站点和物理站点之间的关系和空间坐标得到公交线路必定途经的车行道集合。

表1物理站点属性表

字段	类型	含义
			Stop ID	Int	物理站点唯一标识
Name	String	站点名称
			Direction	String	站点所示方向(上行或下行)
Roadway ID	Int	所依附的道路网车行道标识
			POS	Int	在所依附的道路网车行道上距起始点的距离

表2逻辑站点属性表

字段	类型	含义
			Stop ID	Int	逻辑站点唯一标识
Name	String	站点名称
			Order	Int	所在公交线路的站点次序
Physical Stop ID	Int	对应物理站点标识
			Bus Route ID	Int	对应公交线路标识
Bus Route Name	String	对应公交线路名称

根据表1和表2可以看出，对于给定的公交线路，可以确定该线路经过的逻辑站点及其先后次序，并能进一步得到站点依附的道路网络车行道，其具体过程如下：

a.根据公交线路获取线路标识。

对于任何一种给定的出行方案，根据线路名称和行驶方向总能够获取该线路的唯一标识。

b.依次获取公交线路经过的逻辑站点。

在逻辑站点属性表中提取出Bus Route ID属性等于在a中获取的标识值的所有站点，并按Order属性升序排序，即得到按先后次序排列的逻辑站点。

c.依次获取逻辑站点对应的物理站点。

对于选出的逻辑站点集，根据逻辑站点属性表中Physical Stop ID属性，依次提取出对应的物理站点集。

d.依次提取出公交线路必定途经的车行道。

对于提取出的物理站点集，根据物理站点属性表中Roadway ID属性，依次提取出物理站点对应的车行道，记为

其中R表示道路网络车行道集合。

步骤二，根据公交线路空间信息以一定的缓冲区得到公交线路可能途经的车行道，其具体过程如下：

a.确定缓冲区半径，并生成公交线路实体的缓冲区。

缓冲区半径大小与数据间的匹配精度有关，若公交线路空间数据与底层道路网络数据匹配精度较高，则缓冲区半径可设置为较小值；反之，匹配精度不高时，则缓冲区半径应设置为稍大值，以增强适应性。图6所示为缓冲区效果图。

b.用该缓冲区与底层道路网络进行空间叠加操作，提取出落在缓冲区内的道路网络车行道，得到公交线路可能途经的车行道集合

图7所示为提取出的公交线路必经和可能途经车行道。因此，Rd＝{R₁₀，R₁₂，R₃₃，R₃₄}，Rm＝{R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₂₀，R₂₁，R₂₂，R₅₁，R₆₁，R₃₃，R₃₄，R₄₃，R₄₄}。

步骤三，根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定公交线路最终途经的所有车行道。

根据道路网络的连通关系，在Rm中依次确定Rd中两个相邻的必经车行道之间的车行道。必要时需借助方向判断和环路检测等排除错误车行道。在图7所示的连通关系中，有R₁₀-R₁₁/R₂₀，R₁₁-R₁₂/R₂₁，R₁₂-R₂₂/R₆₁，等。因此，可以确定R₁₀与R₁₂之间通过R₁₁进行连接，同理可以确定R₆₁连接R₁₂与R₃₃，则得到公交线路对应的车行道集合Rl＝{R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₆₁，R₃₃，R₃₄}。

步骤四，根据物理站点的空间坐标将得到的车行道分割转换成动态分段的段对象。

转换后的可视化效果如图3所示。则，在公交出行方案中“由B站上车到C站下车”经过的路径为B-＞X₁₃-＞X₂₃-＞C。配合实时交通信息获取技术和地图匹配技术，能够使公交线路段继承道路网络实时交通信息，利用这些信息进行公交行程时间计算，能够充分考虑公交线路所途经车行道的交通状况以及转向耗时等，为公众提供符合出行体验的出行信息服务。

本发明改善了传统公众出行服务平台中，即使考虑公交发车间隔和任意两个毗邻公交站点间的经验耗时，由于无法顾及实时路况状态、临时交通管制、施工占道、交通事故等动态路况信息，所提供的公交换乘出行时间与实际出行体验往往不符的状况。通过结合公交线路独立图层几何实体表达形式和易于获取实时路况信息的动态分段形式，将公交线路实体几何表达实时转化为动态分段的段对象，突破了公交线路表达不同方式之间的界限，使得公交换乘在不改变原算法和数据组织结构的情况下，能够充分利用实时交通信息计算公交行程时间，为用户提供符合用户认知习惯和出行体验的出行方案，为公众出行信息服务提供良好的技术支持。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种用于在公众出行信息服务平台中传递实时路况信息的公交换乘线路确定方法，其特征在于，将公交线路转化为动态分段的段对象，配合实时交通信息获取技术和地图匹配技术，使公交线路段继承道路网络实时交通信息，所述将公交线路转化为动态分段的段对象的步骤包括：

(1)根据公交线路站点坐标得到公交线路必定途经的车行道集合：

(1.1)根据公交线路获取线路标识：

对于给定的出行方案，根据线路名称和行驶方向获取该线路的唯一标识；

(1.2)依次获取公交线路经过的逻辑站点：

逻辑站点是指依附于具体公交线路，具有唯一标识，但没有几何信息的公交站点，逻辑站点通过与物理站点的映射关系继承几何信息，不同公交线路上的多个逻辑站点对应同一个物理站点或对应不同的物理站点；

在逻辑站点属性表中提取出公交线路标识属性等于在(1.1)中获取的标识值的所有站点，并按站点顺序属性升序排序，得到按先后次序排列的逻辑站点；

(1.3)依次获取每个逻辑站点对应的物理站点：

物理站点是指具有唯一标识和几何信息的公交站点，多个公交线路可以共享同一个物理站点，物理站点独立于具体公交线路；

对于公交线路中的每个逻辑站点，根据逻辑站点属性表中的物理站点标识属性，提取出该逻辑站点所对应的物理站点；

(1.4)获得公交线路确定途经的道路网车行道集合：

其中，对于提取出的每个物理站点，根据物理站点属性表中的车行道标识属性，依次提取出物理站点对应的道路网车行道，构成集合其中R表示道路网车行道集合；

(2)根据公交线路空间信息以一定的缓冲区和底层道路网络空间信息进行空间叠加，得到公交线路可能途经的车行道集合

(3)根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定公交线路最终途经的车行道：

其中，所述得到的车行道集合包括两个集合：(1)中所述的公交线路必定途经的车行道集合Rd和(2)中所述的公交线路可能途经的车行道集合Rm；(4)根据公交线路站点的位置将所述车行道分割转换成道路网络动态分段的段对象。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用物理站点的方向属性判断对应的车行道标识。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据公交线路空间信息以一定的缓冲区和底层道路网络空间信息进行空间叠加，得到公交线路可能途经的车行道集合的步骤包括：

a.确定缓冲区半径，并生成该公交线路的缓冲区；

缓冲区半径大小与数据间的匹配精度有关，若公交线路几何数据与底层道路网数据匹配精度较高，则缓冲区半径应设置为较小值；反之，匹配精度不高时，则缓冲区半径应设置为稍大值，以增强适应性；

b.用该缓冲区与底层道路网络进行空间叠加操作，提取出落在缓冲区内的道路网车行道，得到该公交线路可能经过的车行道集合

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据道路网络的连通关系在得到的车行道集合中确定公交线路最终途经的车行道的步骤包括：根据道路网络的连通关系，在Rm中依次确定Rd中两个相邻的必经车行道之间的车行道。