CN102945616B

CN102945616B - 一种公交站点信息的采集方法

Info

Publication number: CN102945616B
Application number: CN201210383561.5A
Authority: CN
Inventors: 许宁; 彭勇; 庄益强; 伍树生
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxun Zhilian Technology Co ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN102945616A

Abstract

本发明属于公交管理领域。一种公交站点信息的采集方法，包括：步骤1：GPS终端启动后，进入采集状态，记录采集原点；步骤2：采集过程中，公交车以公交路线行驶，GPS终端以一定频率采集经度、纬度、速度、车门开状态和车门关状态；如果处于车门开状态，且同时速度为0，即该地点为采集点，则记录该采集点的经度、纬度；步骤3：继续下一采集点的信息采集，直至整个公交路线完成回到采集原点，则完成一轮采集；步骤4：重复步骤1‑步骤3的过程H次，即进行H轮采集，其中H>1。具体进行多少轮的采集可由用户自行决定。采集完毕之后，对得到的采集数据进行分析，合并同一站点的采集点并计算平均位置，过滤异常数据，最后得到较为准确的公交站点数据。

Description

一种公交站点信息的采集方法

技术领域

本发明属于公交管理领域，具体涉及自动采集公交站点的信息。

背景技术

公交车自动报站系统是一种为需要获得公交路线的人提供高效、方便、快捷的公交系统，让人们得到自己所需要的各种相关信息，以便减少各种可能产生不必要的交通流量，提高公交的运作效率。

公交车自动报站系统需要使用公交路线数据来制作，其中，公交路线数据的核心内容，就是沿路线方向顺序排列的各站点位置数据（即经度、纬度）。对各站点位置数据等信息的采集，目前是使用人工采集的方法，即采集人员携带手持GPS设备登上公交车跟车采集，到一个站点就记录一次站点的经纬度。由于城市交通具有一定的复杂性和成熟度，这种采集方法需要投入一定的人力和时间，并且可能因为人为的疏忽错记或漏记数据，不得不再次采集。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种公交站点信息的采集方法，采用公交车自动采集的新采集方法，以减少人力、物力的投入，减少由于人工采集的疏忽而产生的错误采集。

为解决上述技术问题，本发明采用的思路是，通过公交车上的GPS终端自动采集公交车行经站点时的原始数据（例如经纬度信息、开关车门信息、相邻两站间隔时间等），再通过一定的算法将多次采集的原始数据进行整合处理，并过滤掉临时停车、加油等情况带来的非站点数据，最后得到较为准确的公交站点位置数据。

下面首先介绍一下本发明的方案用到的相关概念的定义：

1.车门开：公交车车门数一般为1-3个，个别情况可能超过3个，但只要任一个车门打开，即视为公交车车门打开；

2.车门关：所有车门关闭；

3.采集点：若检测到车门打开且车速为0，此时的GPS位置为采集点，因公交车可能在一个站点多次停靠，因此一个站点可能有多个采集点；

4.采集原点：终端在线路上开始采集的起始位置。采集原点不一定是采集点；

5.一轮采集：从采集原点开始采集，再次回到采集原点，称为一轮采集，也即公交车行驶一个来回；

6.平均位置：参与计算的各位置点的经度、纬度分别计算算术平均值得到的位置点；

7.原始采集点最大间距D_MAX：每轮采集时同属一个站点的第1个采集点与其他采集点所允许的最大间距，大小可调整，其取值范围应小于线路上两个站点可能的最小间距，取值范围一般为：20米～80米，参考选取60m；

8.站点平均位置最大间距 _MAX：同一个站点不同轮次采集得到的平均位置之间的最大允许距离，大小可调整，取值范围一般为：20米～60米，参考选取40m；

9.采集点数目与采集轮数的最小比值λ：采集点个数可能大于、等于、小于采集轮数，即可能发生有的站点在某轮采集时并未采集到，原因是可能无人上下车所以没有开关车门甚至根本没有停靠，或者是加油等原因的临时停车，设置这个最小比值即用于过滤非正常停靠带来的异常点数据，即采集点数目与采集轮数之比小于该值的站点非有效站点。该值大小可调整，取值范围一般为：0.1～0.5，参考取值为0.3。

具体的，本发明所采用的技术方案是，一种公交站点信息的采集方法，具体包括以下步骤：

步骤1：GPS终端启动后，进入采集状态（可以是自动的，也可以是通过人机交互接口控制终端进入采集状态），在GPS初次定位成功后，立即记录采集原点，并进入步骤2的采集过程；

步骤2：采集过程中，公交车以公交路线行驶，公交车上的GPS终端以一定频率采集经度、纬度、速度、车门开状态和车门关状态；如果处于车门开状态，且同时速度为0，即该地点为采集点，则记录该采集点的经度、纬度；

步骤3：继续下一采集点的信息采集，直至整个公交路线完成回到采集原点，则完成一轮采集。

为了防止公交车在行驶过程中错过站点或者在同一站点多次停靠，而使得采集到的数据有偏差，作为进一步的技术方案，该方法还包括步骤4：重复步骤1-步骤3的过程H次，即进行H轮采集，其中H>1。具体进行多少轮的采集可由用户自行决定，采集轮数越多，最后得到的数据越准确。

为了防止公交车在同一站点多次停靠，而使得采集到的数据不准确，作为更进一步的技术方案，步骤3还包括对采集点进行合并的步骤，具体是当采集到一采集点的经度Lon和纬度Lat，则计算该采集点与当前站点的第一个采集点之间的距离s，如果s<D_MAX，则认为该采集点属于当前站点的一个采集点；其中D_MAX是允许的后续采集点与第一个采集点之间的最大间距，是人为设定的一个距离值，其取值范围一般为：20米～80米（应小于线路上两个站点可能的最小间距），例如可设置D_MAX=60m。

为了对采集到的同一站点的各采集点的数据进行处理，作为更进一步的技术方案，还包括以下步骤：在每一轮采集结束后，计算各站点的平均位置，具体是分别计算属于同一个站点的各采集点的经度Lon、纬度Lat的算术平均值，分别记作和，则：=（Lon_t）/n， = （Lat_t）/n ，Lon_t、Lat_t分别表示同一站点不同采集点的经度、纬度。

为了对采集到的同一站点的各采集点的数据进行过滤，作为更进一步的技术方案，还包括对每轮计算出来的各站点平均位置进行合并的步骤，具体是：

将第一轮各站点计算出的平均位置记为1、2、3、……，各站点的采集点数目记为N1、N2、N3、……；第二轮算出的各站点平均位置记为1、2、3、……，各站点的采集点数目记为M1、M2、M3、……；第三轮算出的各站点平均位置记为……，采集点数目记为L1、L2、L3、……；之后各轮的数据也以此类推；

首先比较第一轮的第一个站点和第二轮的第一个站点，可能有如下结果：

结果A：如果第一轮的第一个站点的平均位置1与第二轮该站点的平均位置1之间的距离小于 _MAX，则认为实际记录的是同一站点，计算两次记录的经度和纬度的算数平均值作为1、1的平均位置，该平均位置记为1；同时将1和1的采集点数目相加，作为1的采集点数目，记为C1，其中C1=N1+M1；

结果B：如果1与1之间的距离大于或等于 _MAX，则将离采集原点直线距离更近的那个作为第一站点位置，记为1，另外一个作为第二站点位置，记为2，采集点数目分别记为C1、C2，则C1等于N1或M1，C2等于M1或者N1；

继续比较第一轮的第二个站点和第二轮的第二个站点：

（1）如果1、1合并后只得到1，即前述结果A，则：如果第一轮的第二个站点的平均位置2与第二轮第二个站点的平均位置2之间的距离小于 _MAX，则认为实际记录的是同一站点，计算两次记录的经度和纬度的算数平均值作为2、2的平均位置，该平均位置记为2，同时将2和2的采集点数目相加，作为2采集点数目，记为C2，C2=N2+M2；

若2与2之间的距离大于或等于 _MAX，将离1更近的那个作为第二站点位置，记为2，另外一个作为第三站点的位置，记为3，采集点数目分别记为C2、C3，C2等于N2或者M2，C3等于M2或者N2；

（2）如果1、1合并后得到1、2，即前述结果B，2与2的比较合并过程仍然相同，只是合并后站点的标记不同，即：若2与2之间的距离小于 _MAX，实际为一个站点，则合并后的站点标记为3，采集点数目为C3，若2与2之间的距离大于或等于 _MAX，实际为不同的站点，则合并后的站点按照与2的距离从近到远记为3、4，采集点数目分别为C3、C4；

继续比较第一轮、第二轮的其他站点，其平均位置的合并方法同2、2的合并方法，最后得到合并后的站点序列：1、2、3、……，各站点的采集点数目：C1、C2、C3、……；

再将第三轮数据的1、2、3、…和第一、二轮合并后的数据1、2、3、…进行合并，方法与第一轮和第二轮数据的合并过程相同，再次得到新的数据，各站点平均位置仍然记为1、2、3、…，合并后各站点采集点数目仍然记为C1、C2、C3、……；

以此类推，H轮数据最后合并后得到的站点序列为1、2、3、…，各站点的采集点数目为C1、C2、C3、… …；

其中 _MAX为同一个站点不同轮次采集得到的平均位置之间的最大允许距离，由人为设定的一个距离值，取值范围一般为：20米～60米，例如 _MAX=40m。

为了防止不规范的临时停车或者加油等情况造成的非站点数据被采集到，作为更进一步的技术方案，上述步骤还包括，还包括将其中每一轮的采集点数目与采集总轮数的比值小于λ的站点过滤掉，剩下的数据即为该线路的站点数据，其中λ是由人为设定的一个数值。其取值范围一般为：0.1～0.5，例如可令λ=0.3。

本发明使用上述方案，采用公交车自动采集的方法，可迅速提供大量的各路线的基础数据，在前期的采集阶段节省了大量的人力、物力成本；同时还使用算法规避了由于车辆违规不停靠、临时加油、同一站点多次停靠等因素而产生的错误采集，提高了最终的公交站点数据的制作效率。

具体实施方式

现结合具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的一种公交站点信息的采集方法，包括自动采集过程和数据处理过程。其中自动采集过程是由GPS终端自动完成，具体包括以下步骤：

步骤11：GPS终端启动后，自动进入采集状态，在GPS初次定位成功后，立即记录采集原点，进入步骤12的采集过程。可以在路线的起点、任一中间站点或者路线上任何非站点处启动终端进入采集状态，即采集原点可以在公交路线上的任一地点。

步骤12：采集过程中，公交车以公交路线行驶，公交车上的GPS终端以一定频率f采集经纬度、速度、车门开状态和车门关状态；如果处于车门开状态，且同时速度为0，即该地点为采集点，则记录该采集点的经纬度。其中，对于速度信息，即可以从GPS终端中获取，也可以通过公交车上的车速脉冲传感器获取。频率可由用户自行设定，例如以每秒采集1次的频率f来采集。

步骤13：继续下一采集点的信息采集，直至整个公交路线完成回到采集原点，则完成一轮采集。为了防止遗漏或因公交车临时停车、加油等情况而采集到非站点数据，自动采集过程中对采集点的信息采集是进行多轮采集的，即多次采集从采集原点、各个采集点、最终回到采集原点的整个公交路线的采集点信息。

多轮采集具体说明如下：

1)第一轮采集：

第1个站点：将采集原点之后的第1个采集点，标记为P₁₁；继续采集，为了防止公交车在同一站点多次停靠，若下一采集点与P₁₁的距离不超过D_MAX，则该采集点仍然视为第1个站点的采集点（因为公交车可能在同一站点的不同位置多次停车开关门，所以可能有多个采集点），标记为P₁₂，如此可能记录P₁₃、P₁₄……等第1个站点的其他采集点；若之后的采集点与P₁₁的距离超过D_MAX，则将视为下一站点的第一个点，标记为P₂₁。其中D_MAX为用户设置的同一站点的后续采集点与第一个采集点所允许的最大间距，取值范围一般为：20米～80米（应小于线路上两个站点可能的最小间距），D_MAX参考选取60m。

第2个站点：如上所述，与上一站点的第一个采集点（P₁₁）的距离超过D_MAX 的采集点，视为第2个站点的第一个采集点，记为P₂₁。对后续采集点仍然是第2个站点的采集点还是第3个站点的采集点的判断，仍然是与P₂₁进行距离比较。

后续站点的采集方法如此类推，第n个站点的采集点记为P_n1、P_n2、P_n3、P_n4……。

当公交车再次回到“采集原点”时，即完成整个公交路线的行驶，一轮采集结束，可以准备下一轮采集。

一轮采集后，各站点的采集点数目各有不同，可能只有1个，也可能有2个或2个以上。设各站点的采集点记录如下（设最后一个站点的标号为S）：P₁₁、P₁₂、…、P₂₁、P₂₂、P₂₃、…、P₈₁、P₉₁、P₉₂、…、P_n1、P_n2、P_n3、P_n4…P_E1，各站点的采集点数目为N₁、N₂、…、N₈、N₉、…、N_n、…、N_s。

2)第二轮及之后的采集

第二轮及之后的采集方法与第一轮相同。

数据处理过程在GPS终端完成，或者通过无线通信将数据上传至中心平台，由中心平台完成。设上述自动采集过程共采集H轮数据，其具体包括以下步骤：

步骤21：在每一轮采集结束后，计算各站点的平均位置；

当第一轮采集结束后，首先计算各站点的平均位置，算法为该站点各采集点的经度、纬度分别计算算术平均值，以Lon表示经度、Lat表示纬度、表示经度的算数平均值，表示纬度的算数平均值，公式为：= （Lon_t）/n， = （Lat_t）/n ，Lon_t、Lat_t分别表示同一站点不同采集点的经度、纬度。

将第一轮各站点计算出的平均位置记为1、2、3、……，各站点的采集点数目记为N1、N2、N3、……；第二轮算出的各站点平均位置记为1、2、3、……，各站点的采集点数目记为M1、M2、M3、……；第三轮算出的各站点平均位置记为1、2、3、……，采集点数目记为L1、L2、L3、……；之后各轮的数据也以此类推计算完毕。

步骤22：将步骤1中计算出来的各轮站点平均位置进行合并：

继续比较第一轮的第二个站点和第二轮的第二个站点：

若2与2之间的距离大于或等于 _MAX，则将离1更近的那个作为第二站点位置，记为2，另外一个作为第三站点的位置，记为3，采集点数目分别记为C2、C3，C2等于N2或者M2，C3等于M2或者N2；

（2）如果1、1合并后得到的站点是1、2，即前述结果B，2与2的比较合并过程仍然相同，只是合并后站点的标记不同，即：若2与2之间的距离小于 _MAX，实际为一个站点，则合并后的站点标记为3，采集点数目为C3，若2与2之间的距离大于或等于 _MAX，实际为不同的站点，则合并后的站点按照与2的距离从近到远记为3、4，采集点数目分别为C3、C4；

第一轮、第二轮的其他站点平均位置的合并方法类似2、2的合并方法，最后得到合并后的站点序列：1、2、3、……，各站点的采集点数目：C1、C2、C3、……。

再将第三轮数据（1、2、3、…）和第一、二轮合并后的数据（1、2、3、…）再进行合并，方法与第一、二轮数据的合并过程相同，再次得到新的数据，各站点平均位置仍然记为1、2、3、…，合并后各站点采集点数目仍然记为C1、C2、C3、……。

以此类推，H轮数据最后合并后得到的站点序列为1、2、3、…，各站点的采集点数目为C1、C2、C3、……。

最后，将其中每一轮的采集点数目与采集总轮数的比值小于λ的站点过滤掉，因为可能是不规范的临时停车或者加油等情况造成的非站点数据被采集到，剩下的数据即为该线路的站点数据。其中λ是由人为设定的一个数值，例如可选取λ=0.3。

下面列举一个实际案例，某公交公司一共80条路线，每条路线全程大约24-96个站点，每条路线一辆车一天可行驶约3-8趟（一个来回为一趟）。如果是人工采集，假设2个人进行采集，每人每天只能采集1-3条路线（应考虑休息、堵车、数据整理、乘坐交通工具变更跟车线路等额外时间），以平均1.5条路线来算，所有线路各采集一趟的时间至少需要27天。如果采用本发明所述方法，以各条路线都采集50趟来计算，耗费的时间取决于一天行驶趟数最少的线路采集完毕所需时间，即最多17天即可全部采集完毕。路线越多，线路越长，一条路线同一辆车一天能行驶的趟数越多，本发明的效率优势越明显。另外，在项目进度允许范围内，采集的总趟数越多，最后得到的站点位置数据越准确。

另外，本发明的方法除了用于自动采集公交站点的位置信息，还可以自动采集其他信息，例如公交车相邻站点之间所需要运行的时间，或者非上下班时间所需要运行的时间，以及上下班时间所需要运行的时间，通过本发明的方法可得到精确的数据。

注：与人工采集方法得到的数据一样，本发明所述方法采集和处理后得到的线路站点数据，还需要在电子地图上进行比对，并结合公交公司提供的线路站点信息进行检查和校正，再经过后期的一些处理，例如标注属性、标注上下行、存储格式转换等，才能最终生成公交报站的正式可用数据。

在实际使用中，某些公交站点可能因为司机经常违规不停靠、违规乱停靠或停靠位置不准确、不按规定开关车门等原因，导致原始采集的站点数据不准确，经过本发明方法处理后可能被误过滤、被误保留或产生位置偏差，这时仍然需要人工的核实和纠正。但即使如此，本发明因能够迅速提供大量的各路线基础数据，在前期的采集阶段节省了很多的人力和时间，对最终的公交站点数据的制作仍然能达到提高效率的目的。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1：GPS终端启动后，进入采集状态，在GPS初次定位成功后，立即记录采集原点，并进入步骤2的采集过程；

步骤3：继续下一采集点的信息采集，直至整个公交路线完成回到采集原点，则完成一轮采集；还包括对采集点进行合并的步骤，具体是当采集到一采集点的经度Lon和纬度Lat，则计算该采集点与当前站点的第一个采集点之间的距离s，如果s<D_MAX，则认为该采集点与当前站点的第一个采集点属于同一站点，若s≥D_MAX，则s为下一站点的第一个采集点；其中D_MAX是每轮采集时同属一个站点的第1个采集点与其他采集点所允许的最大间距，是人为设定的一个距离值；

步骤4：重复步骤1-步骤3的过程H次，即进行H轮采集，其中H>1；

还包括以下步骤：在每一轮采集结束后，计算各站点的平均位置，具体是分别计算属于同一个站点的各采集点的经度Lon、纬度Lat的算术平均值，分别记作和则： Lon_t、Lat_t分别表示同一站点不同采集点的经度、纬度；

还包括对每轮计算出来的各站点平均位置进行合并的步骤，具体是：

将第一轮各站点计算出的平均位置记为各站点的采集点数目记为N1、N2、N3、……；第二轮算出的各站点平均位置记为各站点的采集点数目记为M1、M2、M3、……；第三轮算出的各站点平均位置记为采集点数目记为L1、L2、L3、……；之后各轮的数据也以此类推；首先比较第一轮和第二轮的第一站点：如果第一轮的第一个站点的平均位置与第二轮该站点的平均位置之间的距离小于则认为实际记录的是同一站点，则计算两次记录的经度和纬度的算数平均值作为的平均位置，该平均位置记为同时将和的采集点数目相加，作为的采集点数目，记为C1，其中C1＝N1+M1；

如果与之间的距离大于或等于则将离采集原点直线距离更近的那个作为第一站点位置，记为另外一个作为第二站点位置，记为采集点数目分别记为C1、C2，则C1等于N1或M1，C2等于M1或者N1；

继续比较第一轮和第二轮的第二站点，假设合并后只得到如果第一轮的第二个站点的平均位置与第二轮该站点的平均位置之间的距离小于则认为实际记录的是同一站点，则计算两次记录的经度和纬度的算数平均值作为的平均位置，该平均位置记为同时将和的采集点数目相加，作为采集点数目，记为C2，C2＝N2+M2；

若与之间的距离大于或等于将离更近的那个作为第二站点位置，记为另外一个作为第三站点的位置，记为采集点数目分别记为C2、C3，则C2等于N2或者M2，C3等于M2或者N2；

继续比较第一轮、第二轮的其他站点，其平均位置的合并方法同的合并方法，最后得到合并后的站点序列：各站点的采集点数目：C1、C2、C3、……；

再将第三轮数据的和第一、二轮合并后的数据进行合并，方法与第一轮和第二轮数据的合并过程相同，再次得到新的数据，各站点平均位置仍然记为合并后各站点采集点数目仍然记为C1、C2、C3、……；

以此类推，H轮数据最后合并后得到的站点序列为各站点的采集点数目为C1、C2、C3、……；

其中为站点平均位置最大间距，由人为设定的一个距离值。

2.根据权利要求1所述的一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：D_MAX满足：20m≤D_MAX≤80m。

3.根据权利要求1所述的一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：满足：

4.根据权利要求1所述的一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：还包括将其中采集点数目与采集总轮数的比值小于λ的站点过滤掉，剩下的数据即为该线路的站点数据，其中λ是由人为设定的一个数值。

5.根据权利要求4所述的一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：λ满足：0.1≤λ≤0.5。

6.根据权利要求5所述的一种公交站点信息的采集方法，其特征在于：λ＝0.3。