CN103198552A - 一种获取加气站等候车辆队列信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取加气站等候车辆队列信息的方法，包括以下步骤：S1：获取电子地图并根据电子地图确定加气站位置及进站路线轨迹；S2：获取GPS数据并根据GPS数据确定车辆位置；S3：根据车辆位置和加气站位置判断车辆是否为加气站等候车辆；S4：如果是，则计算加气站等候车辆队列数量；S5：根据车辆队列数量计算出气站等候车辆队列长度。S6：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成。如果否，返回S1；如果是，等待进入下一计算周期。本发明采用GPS数据和电子地图来判定加气站等候车辆队列及计算队列中车辆数量和队列长度，考虑了不同的车辆长度、加气站不同的进站道路轨迹等情况，简化计算过程，提高计算效率，提高计算结果的精度和准确性。

Description

一种获取加气站等候车辆队列信息的方法

技术领域

本发明涉及交通车辆队列测量领域，特别涉及一种通过营运车辆GPS信息来获取加气站等候车辆队列信息的方法。

背景技术

目前，随着车辆的增多，车辆在加气加油的过程中往往要等待比较长的时间，如何才能使车辆在加气或加油的过程中节约排队等候的时间，现有技术中还没有相关的方法，要确定加气站等候车辆队列的信息，首先要获取车辆队列的长度，但是在交通控制系统中，为了获取预定区域内的交通信息(如车辆队列长度)，往往是采用安装在地表下面的回路线圈来计算车辆队列长度，该方法是利用每一点安装的回路线圈的位置信息来估算队列长度，因此队列长度的准确度比较低。或者是使用图像的交通信息采集传感器来获取路口车辆队列长度，从而控制交通信号灯开/关时间。这些方法还不能准确确定车辆在加气加油站所需要等待的时间，从而使得司机无法确定哪一个加气站加气所应该等待的时间的长短，

因此急需一种能准确地获取车辆在加气站等候车辆队列信息的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能准确地获取车辆在加气站等候车辆队列信息的方法。该方法能有效获取加气站等候车辆队列信息。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的一种获取加气站等候车辆队列信息的方法，包括以下步骤：

S1：获取电子地图并根据电子地图确定加气站位置及进站路线轨迹；

S2：确定初始检测范围，获取初始范围内车辆的GPS数据并根据GPS数据确定车辆位置；

S3：根据车辆位置和加气站位置判断车辆是否为加气站等候车辆；

S4：如果是，则计算加气站等候车辆队列数量； 如果否，则对初始检测范围内下一车辆的GPS数据进行判断，直到初始检测范围内所有的所有车辆都判断完为止；如果初始检测范围内所有的车辆都不是加气站等候车辆，则将加气站没有等候加气的车辆，结束本次计算；

S5：根据车辆队列数量计算出加气站等候车辆队列长度；

S6：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成，如果否，返回S1，计算下一个加气站等候车辆队列信息；如果是，等待进入下一计算周期。

进一步，获取GPS数据后还需要进行GPS数据预处理，所述GPS数据预处理，具体包括以下步骤：

S21：判断GPS数据是否与连续一段时间内传回的GPS数据相同，如果是，则确定该车辆为停止不动状态，并通过计算相同的GPS数据的平均位置值作为车辆等待加气时的车辆位置；

S22：如果否，则该车辆为运动状态，返回上一步骤S21。

进一步，所述等候车辆通过以下步骤来确定：

S31：根据加气站的位置，以加气站为中心，按预设范围搜索GPS数据中的车辆数据；

S32：计算出每个车辆数据到加气站的垂直距离；

S33：判断垂直距离是否小于预定阈值，以及车辆是否处于静止状态或者以很小的速度向加气站移动，如果是，则判断为等候车辆；

S34：扩大搜索范围，重复循环步骤S31-S33直到检测出等车辆队列里所有可检测的车辆为止。

进一步，所述等候车辆队列数量通过以下步骤来确定：

S41：采取累加的方法计算出检测车辆数量；

S42：根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数。

进一步，所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S421：确定等候车辆队列中装有车载GPS系统的车辆的总数占等候队列中所有车辆总数的比例值，根据以下公式进行计算等候车辆队列中车辆的总数量Sum_总：

S422：Sum_总=（Sum_GPS/比例值），其中（）为四舍五入取整符号, Sum_GPS表示等候队列中装有车载GPS系统的车辆的总数。

进一步，所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S43：确定等候车辆的类型；

S44：根据等候车辆的类型按照以下方式来计算社会车辆的数量：

如果满足以下关系l_ij-l_i<thr1，则两辆车之间没有社会车辆，Sum_社=0；其中，l_i为等候队列中前一辆车的车辆的长度，l_ij表示等候车辆队列中相邻两个车载GPS系统的距离，thr1表示第一预设阈值；

如果满足以下关系l_ij-l_i>= thr1，则两辆车之间有社会车辆，两辆车之间社会车辆的数量为：Sum_社=[(l_ij-l_i)/ thr]，其中[]为向下取整符号；

S45：通过以下公式计算等候车辆队列中车辆的总数为：

Sum_总= Sum_GPS +Sum_社；其中，Sum_总表示等候车辆队列中车辆的总数，Sum_GPS为等候车辆队列中车辆总量。

进一步，所述等候车辆队列中相邻两车辆装有载GPS系统的车辆距离l_ij是通过以下方式来确定的：

S441：获取等候车辆队列中车辆i车载GPS系统的经纬度（Lon_i，Lat_i）以及车辆j车载GPS系统的经纬度（Lon_j，Lat_j），其中， Lon_i为车辆i的经度，Lon_j为车辆j的经度， Lat_i为车辆i的纬度，Lat_j为车辆j的纬度，i、j=1,2,3，…N，N表示可检测的相邻的辆车数；

S442：从电子地图上获取车辆i车载GPS系统与车辆j车载GPS系统之间的距离为l_ij。

进一步，所述等候车辆队列长度是通过以下步骤来计算的：

S51：获取加气站编号；

S52：确定加气站位置及加气站进站路线；

S53：确定加气站进站路线分布类型；

S54：根据加气站进站路线类型选择相应的方法计算出等候车辆队列的长度，具体如下：

如果加气站进站路线为平面型，则将车辆依次匹配到进站路线上，以加气站起始点，得到队列中最后一辆车的位置作为终点，并在电子地图上直接得到起始点和终点之间的实际距离L作为等候队列的长度；

如果加气站进站路线为立体型 则通过以下步骤来计算等候车辆队列的长度：

检测等候车辆队列中离加气站最近的第一辆车；

获取离加气站最近的第一辆车的经纬度信息，并计算出该车与加气站的距离l₁；

计算第一辆车与第二辆车之间的距离l₁₂，通过以下公式得到等候车辆队列的长：

L= l₁+l₁₂；其中，l₁表示离加气站最近的第一辆车到加气站的距离，l₁₂表示第一辆车与第二辆车之间的距离； 

S55：重复步骤S51-S54计算出队列中相邻的第i辆车与第j辆车的之间的距离l_ij，将第i辆车与第j辆车的之间距离l_ij累加到L中，直到队列中的最后一辆车。

进一步，所述等候车辆队列相邻两辆车是通过以下步骤来判断的：

S551： 如果l_ij<=thr2，则两车不是相邻车；其中， thr2表示第二预设阈值；

S552：如果l_ij> thr2，则进一步判断海拔高度差h_ij的大小；如果海拔高度差h_ij<thr3，则两辆车为相邻车辆；如果h_ij>thr3，则两车不是相邻车辆，其中，h_ij为车辆i与车辆j的海拔高度差，thr3表示第三预设阈值。

进一步，所述等候队列中相邻的两辆车之间的距离通过实际距离的统计结果的平均值来代替。

进一步，S61：利用两张数据表分别存放已计算的加气站信息并作为第一数据表和存放未计算的加气站信息作为第二数据表，在计算前对两张数据表进行初始化，将所有加气站信息存入第一数据表，将第二数据表置为空；

S62：计算完一个加气站等候车辆队列信息后，将该加气站信息加入第一数据表中，同时从第二数据表中删除该加气站信息；

S63：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成，则判断第二数据表是否为空；如果否，则计算下一加气站等候车辆队列信息；如果是，返回S61，等待进入下一计算周期。

本发明的优点在于：本发明采用GPS数据和电子地图来判定加气站等候车辆队列及计算队列中车辆数量和队列长度， 同时根据加气站进站路线曲线分布情况，针对不同的进站道路轨迹曲线，采取不同的计算方法。根据实际情况对现存线路进行分类，在此将加气站进站路线分布划分为两种：平面型和立体型。其中平面型的线路包括直线型（近似于直线型的线路可视为直线型）和曲线型两种，而立体型线路的典型是螺旋状上升的线路，常见于立交桥、山路等。如进站路线轨迹为平面型，利用地图匹配的方法在地图上直接得到等候车辆队列的轨迹长度；如进站路线轨迹为立体型，在计算两车距离过程中不仅需要考虑经纬度信息，还需要考虑海拔高度信息。针对不同情况采用不同的计算方法，既可以提高计算结果的精度，同时简化计算过程，提高计算效率。

在对GPS数据预处理时，消除了接收到的GPS中会出现重复数据（即连续一段时间内一模一样的数据）和错误数据（即在短时间内经纬度信息与真实值差距较大的数据）的影响，确保了数据的准确性。在计算加气站等候车辆队列中车辆的数量时，区别不同的车辆类型所对应的车身长度（如公交车、出租车及社会车辆），提高了车辆数量计算的准确性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为获取加气站等候车辆队列步骤；

图2为图层分层信息；

图3为加气站等候车辆队列长度的计算。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1

图1为获取加气站等候车辆队列步骤，图2为图层分层信息，图3为加气站等候车辆队列长度的计算，如图所示：本发明提供的一种获取加气站等候车辆队列信息的方法，包括以下步骤：

S1：获取电子地图并根据电子地图确定加气站位置及进站路线轨迹；为了提高电子地图匹配的准确度，对电子地图要进行预处理，不仅要考虑到对加气站及其进站路线信息的记录，还需要对电子地图进行图层分层，以便电子地图匹配过程的实现。

其一，由于加气站进站路线轨迹分布情况不同，在计算等候队列长度时针对不同的进站道路轨迹曲线需要采取不同的计算方法，因此需要对电子地图进行预处理，处理主要过程是：首先确定加气站进站路线轨迹，然后将道路分段，将平行路段、交汇口路段等多义性路段的路段信息记录下来，将这些信息存储于数据库中，以便在后面操作中调用。 

其二，本发明中使用的MapInfo格式的电子地图，是由一个个图层叠加而形成的，因此在地图匹配前还需要对图层分层，然后利用MapX控件分开处理。分层情况如图2所示。

其中，各个图层的作用如下：

空白图层：显示GPS数据点和车辆分布的图层，显示后可以方便清空，显示后面的数据点和车辆分布情况。道路中心线图层：主要显示加气站进站道路的分布轨迹，进行地图匹配时以GPS点为圆心搜索匹配路段时操作的图层，该图层只有加气站进站道路中心线，可以不受其他图元的影响。底层图层：构成MapInfo地图，使地图不那么单调。综合图层：最终看见的MapInfo地图。

S2：获取GPS数据并根据GPS数据确定车辆位置；

GPS数据在传输过程中，由于隧道、立交桥或者高大建筑物的阻碍，往往会产生GPS数据盲区，导致数据缺失，接收到的GPS中会出现重复数据（即连续一段时间内一模一样的数据）和错误数据（即在短时间内经纬度信息与真实值差距较大的数据），为了保证GPS数据的精度、可靠性和准确性，需要考虑对这些原始GPS数据进行预处理。因此，获取GPS数据后首先进行GPS数据预处理，所述GPS数据预处理，具体包括以下步骤：

S21：判断GPS数据是否正确。如果属于错误的GPS数据，由于错误的数据会影响到最终获取等候车辆队列信息的准确度，因此需要将这些数据直接删除。

S22：判断GPS数据是否与连续一段时间内传回的GPS数据速度不变或者经纬度变化小于一定阈值，如果是，则确定该车辆为停止不动状态，并通过计算相同的GPS数据的平均位置值作为车辆等待加气时的车辆位置； 

S32：：如果否，则该车辆为运动状态，返回上一步骤S21。

S3：根据车辆位置和加气站位置判断车辆是否为加气站等候车辆；正确判定加气站等候车辆队列是计算队列中车辆数量及队列长度的前提，所述等候车辆通过以下步骤来确定：

S31：根据加气站的位置，以加气站为中心，按预设范围搜索GPS数据中的车辆数据；

S32：计算出每个车辆数据到加气站的垂直距离；

S33：判断垂直距离是否小于预定阈值，以及车辆是否处于静止状态或者以很小的速度向加气站移动，如果是，则判断为等候车辆；

S34：扩大搜索范围，重复循环步骤S31-S33直到检测出等车辆队列里所有可检测的车辆为止。

S4：如果是等候车辆，则计算加气站等候车辆队列数量；如果不是等候车辆，则等候车辆队列的数量保持不变；

由于加气站等待加气的车辆类型不同，所以不同类型的车辆其车身长度有所差别，根据一般情况可以将等候加气队列中的车辆可分为公交车、出租车及社会车辆三类。由于队列中存在一定数量的社会车辆没有安装车载GPS设备，无法获取其GPS信息，要想获取等候队列车辆的数量，需要确定社会车辆的数量，而对于这种车辆的判定可以通过相邻两辆装有车载GPS设备的车辆之间的距离来判断，所述等候车辆队列数量通过以下步骤来确定：

S41：采取累加的方法计算出检测车辆数量；

S42：根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数。

所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S421：确定等候车辆队列中装有车载GPS系统的车辆的总数占等候队列中所有车辆总数的比例值，根据以下公式进行计算等候车辆队列中车辆的总数量Sum_总：

S422：Sum_总=（Sum_GPS/比例值），其中（）为四舍五入取整符号, Sum_GPS表示等候队列中装有车载GPS系统的车辆的总数。

所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S43：确定等候车辆的类型；

S44：根据等候车辆的类型按照以下方式来计算社会车辆的数量：

如果满足以下关系l_ij-l_i<thr1，则两辆车之间没有社会车辆，Sum_社=0；其中，l_i为等候队列中前一辆车的车辆的长度，l_ij表示等候车辆队列中相邻两个车载GPS系统的距离，thr1表示第一预设阈值；

如果满足以下关系l_ij-l_i>= thr1，则两辆车之间有社会车辆，两辆车之间社会车辆的数量为：Sum_社=[(l_ij-l_i)/ thr]，其中[]为向下取整符号；

S45：通过以下公式计算等候车辆队列中车辆的总数为：

Sum_总=Sum_GPS+Sum_社；其中，Sum_总表示等候车辆队列中车辆的总数，Sum_GPS为等候车辆队列中装有车载GPS系统车辆总量。

所述等候车辆队列中相邻两车辆装有车载GPS系统的车辆距离l_ij是通过以下方式来确定的：

S441：获取等候车辆队列中车辆i车载GPS系统的经纬度（Lon_i，Lat_i）以及车辆j车载GPS系统的经纬度（Lon_j，Lat_j），其中， Lon_i为车辆i的经度，Lon_j为车辆j的经度， Lat_i为车辆i的纬度，Lat_j为车辆j的纬度，i、j=1,2,3，…N，N表示可检测的相邻的辆车数；

S442：从电子地图上获取车辆i车载GPS系统与车辆j车载GPS系统之间的距离为l_ij。

S5：根据车辆队列数量计算出加气站等候车辆队列长度，计算加气站等候车辆队列长度，主要考虑问题是：由于加气站进站路线曲线分布情况不同，因此，针对不同的进站道路轨迹曲线，应该采取不同的计算方法。

根据实际情况对现存线路进行分类，在此将加气站进站路线分布划分为两种：平面型和立体型。其中平面型的线路包括直线型（近似于直线型的线路可视为直线型）和曲线型两种，而立体型线路的典型是螺旋状上升的线路，常见于立交桥、山路等。如进站路线轨迹为平面型，则可利用地图匹配的方法在地图上直接得到等候车辆队列的轨迹长度；如进站路线轨迹为立体型，在计算两车距离过程中不仅需要考虑经纬度信息，还需要考虑海拔高度信息。针对不同情况采用不同的计算方法，既可以提高计算结果的精度，同时简化计算过程，提高计算效率，所述等候车辆队列长度是通过以下步骤来计算的：

S51：获取加气站编号；

S52：确定加气站位置及加气站进站路线；

S53：确定加气站进站路线分布类型；

S54：根据加气站进站路线类型选择相应的方法计算出等候车辆队列的长度，具体如下：

如果加气站进站路线为平面型，则将车辆依次匹配到进站路线上，以加气站起始点，得到队列中最后一辆车的位置作为终点，并在电子地图上直接得到起始点和终点之间的实际距离L作为等候队列的长度；

如果加气站进站路线为立体型，则通过以下步骤来计算等候车辆队列的长度：

检测等候车辆队列中离加气站最近的第一辆车；

获取离加气站最近的第一辆车的经纬度信息，并计算出该车与加气站的距离l₁；

计算相邻车辆队列表中第一辆车与第二辆车之间的距离l₁₂，通过以下公式得到等候车辆队列的长：

L= l₁+l₁₂；其中，l₁表示离加气站最近的第一辆车到加气站的距离，l₁₂表示第一辆车与第二辆车之间的距离；

S55：重复步骤S51-S54计算出队列中相邻的第i辆车与第j辆车的之间的距离l_ij，将l_ij累加到L中，直到队列中的最后一辆车。

所述等候车辆队列相邻两辆车是通过以下步骤来判断的：

S551： 如果l_ij<=thr2，则两车不是相邻车；其中， thr2表示第二预设阈值；

S552：如果l_ij> thr2，则进一步判断海拔高度差h_ij的大小；如果海拔高度差h_ij<thr3，则两辆车为相邻车辆；如果h_ij>thr3，则两车不是相邻车辆，其中，h_ij为车辆i与车辆j的海拔高度差，thr3表示第三预设阈值。

所述等候队列中相邻的两辆车之间的距离通过实际距离的统计结果的平均值来代替。依次得到等候队列中的相邻车辆后，从离加气站最近的车辆开始将车辆编号进行排列，得到相邻车辆队列表。

S6：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成；如果否，返回S1，计算下一个加气站等候车辆队列信息；如果是，等待进入下一计算周期。

S61：利用两张数据表分别存放已计算的加气站信息并作为第一数据表和存放未计算的加气站信息作为第二数据表，在计算前对两张数据表进行初始化，将所有加气站信息存入第一数据表，将第二数据表置为空；

S62：计算完一个加气站等候车辆队列信息后，将该加气站信息加入第一数据表中，同时从第二数据表中删除该加气站信息；

S63：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成，则判断第二数据表是否为空；如果否，则计算下一加气站等候车辆队列信息；如果是，返回S61，等待进入下一计算周期。

实施例2

本实施例结合具体的情况来详细说明如何准确地获取车辆在加气站等候车辆队列长度信息的过程：

第一步，正确判定加气站等候车辆队列，具体操作是：确定加气站的位置和加气站进站路线，确定初始检测范围（以加气站为中心，以100m为初始半径），搜索在这个范围内的GPS数据，计算出每个GPS点到进站路线的垂直距离，如果该距离小于预定阈值（15m，GPS定位最大误差为15m），而且在一定时间(假设为30s)内该点处于静止状态或者以很小的速度向加气站移动，则可将该点看成是加气站进站路线上的点，即该车为等候加气的车辆。同理可以判断出等候车辆队列里其他可检测的车辆。如果车辆GPS数据点布满了搜索半径内的进站路线，则按一定的距离（50m）扩大搜索半径，直到检测出等车辆队列里所有可检测的车辆为止。

第二步，对加气站等候车辆队列中车辆数量的计算，首先采取累加的方法计算出可检测的车辆的数量。设等候车辆队列中车辆总量为Sum_GPS，检测前Sum_GPS的值为0，对每检测到一辆进入队列的车辆，即Sum_GPS加1，直到检测到队列中最后一辆车为止，即可确定等候车辆队列中车辆的数量Sum_GPS。另据统计，每辆出租车加气平均时间约4min，而一般一个加气站最多可同时8辆车辆加气，即平均每30s就有一辆车辆完成加气。为保证所获取信息的实时性，对等候车辆队列信息的计算周期t应小于30s，在此取t=20s。

然而，在实际情况中有很大部分的社会车辆没有装有车载GPS系统，因此，计算等候车辆队列中车辆总数时，有必要对社会车辆进行判定。经调查统计，在加气站等候队列中社会车辆所占的比例相对较小（不到5%），因此对于加气站等候车辆队列内车辆总数的判定方法有两种。

方法一：比例估算法

首先假设等候车辆队列中装有车载GPS系统的车辆的总数占等候队列中所有车辆总数的比例约为95%，则计算出等候队列中装有车载GPS系统的车辆的总数Sum_GPS后，即可得到等候车辆队列中车辆的总数量Sum_总：

Sum_总=（Sum_GPS/95%），其中（）为四舍五入取整符号

方法二：车距判定法

首先需要确定不同类型的车辆的长度，如出租车车身长度约5m，公交车车身长度在8m~20m不等，对于每一辆装有车载GPS系统的车辆，都有一个唯一的IP标识号，在数据处理过程中可根据该IP确定车辆的长度信息。在等候加气的车辆队列中的社会车辆中主要以小型车为主，这些车的长度一般为4.8m左右。另外如果两辆装有车载GPS系统的车辆之间如果有社会车辆存在的话，则应该同时考虑两辆车之间的距离，取两车之间的最小距离为0.6m，则两辆装有车载GPS系统的车辆之间的距离应至少为6.0m（取社会车辆的最小长度4.8m，则有4.8+0.6+0.6=6.0m）。

接着需要确定相邻的两辆均装有车载GPS系统的之间的距离，具体计算方法如下： 

设等候车辆队列中车辆i车载GPS系统的经纬度（Lon_i，Lat_i），车辆j车载GPS系统的经纬度（Lon_j，Lat_j）（其中为Lon_i车辆i的经度， Lat_i为车辆i的纬度，i=1,2,3，…，车辆i与车辆j为可检测的相邻的两辆车），确定这两个纬度便可以再电子地图上得到车辆i车载GPS系统与车辆j车载GPS系统之间的距离为l_ij (单位：m)。已知车辆i和车辆j的经纬度，在电子地图上可直接得到车辆i和车辆j间的实际距离l_ij。 

确定在等候队列中前一辆车的车辆信息，设该车的长度l_i，利用以上公式计算出等候车辆队列中相邻两个车载GPS系统的距离l_ij，如果l_ij-l_i<6.0，则认为这两辆车之间没有社会车辆，如果l_ij-l_i>=6.0，则这两辆车之间有社会车辆，这两辆车之间社会车辆的数量为：

Sum_社=[(l_ij-l_i)/6.0]，其中[]为向下取整符号；

根据这种方法可以计算出等候车辆队列中社会车辆的总数Sum_社，则等候车辆队列中车辆的总数为：

Sum_总=Sum_GPS+Sum_社；

第三步，加气站等候车辆队列长度的计算，进站路线不同的加气站，等候车辆队列长度的计算方法也不尽相同。因此在计算等候车辆队列长度时，需要根据不同的进站路线对等候车辆队列长度进行计算。具体操作为：首先获取加气站编号，确定加气站位置及加气站进站路线，确定加气站进站路线分布类型，根据加气站进站路线类型选择相应的方法计算出等候车辆队列的长度。具体是：

1、加气站进站路线为平面型

在这种情况下，可以在前面地图匹配的基础上直接获取加气站等候车辆队列的长度。具体操作是：将车辆依次匹配到进站路线上，得到队列中最后一辆车的位置，以加气站起始点，最后一辆车为终点，在电子地图上可直接得到起始点和终点之间的实际距离L（单位：m），该距离即为等候队列的长度。

2、加气站进站路线为立体型 

这种情况下不仅需要考虑经纬度信息，还需要考虑到海拔高度信息。由于可检测的相邻两个车载GPS系统之间最大距离一般也在30m以内，而一般立交桥的坡度都控制在4%左右。因此在计算相邻两车距离的时候可忽略两车海拔高度的差别。因此，海拔信息主要用于判定两车是否相邻，而经纬度信息主要用于计算相邻两辆车之间的长度。设等候车辆队列的长度为L，队列中车辆i的车身长度为l_i（单位：m），在电子地图上车辆i与相邻车辆j之间的距离为l_ij，车辆i与车辆j的海拔高度差的绝对值为h_ij（单位：m）。

 如果l_ij<=4.8m，则可确定这两辆车不是相邻两辆车（一辆车的最小长度为4.8m，车辆队列中两个车载GPS装置之间的距离不能小于一辆车的长度）；

 

 如果l_ij>4.8m，则需判断h_ij的大小。如果h_ij<5m（立交桥同一行车方向桥上路面与桥下路线最小高度为5m），则这两辆车为相邻车辆；如果h_ij>5m，则这两辆车不是相邻车辆。

另外，由于等候队列中相邻的两辆车之间存在着一定的距离（设为l'），一般l'的大小呈正态分布，可根据大量的实际统计结果得到l'的平均值。为方便计算，取l'的平均值，并将l'设为一个预定值，如0.6m。在计算等候车辆队列长度的过程中加入这个距离，可提高计算值的精确度。

此时具体的计算过程为：将L初始化为0，检测等候车辆队列中的第一辆车（离加气站最近的那辆车），得到其经纬度信息，按上面的方法计算出该车与加气站的距离l₁，此时令L=L+l₁ ；然后计算出相邻车辆队列表中第一辆车与第二辆车之间的距离l₁₂，将该距离累加到L中，L=L+l₁₂，依次类推计算出队列中第i辆车与第j辆车的之间的距离l_ij，将l_ij累加到L中，判断如果第j辆车不是队列中的最后一辆车，还应该在L中假设车距l^'，依次类推直到计算完等候队列中的最后一辆车为止，便可得到等候车辆队列的长度。

S6：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成；如果否，返回S1，计算下一个加气站等候车辆队列信息；如果是，等待进入下一计算周期。

S61：利用两张数据表分别存放已计算的加气站信息并作为第一数据表和存放未计算的加气站信息作为第二数据表，在计算前对两张数据表进行初始化，将所有加气站信息存入第一数据表，将第二数据表置为空；

S62：计算完一个加气站等候车辆队列信息后，将该加气站信息加入第一数据表中，同时从第二数据表中删除该加气站信息；

S63：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成，则判断第二数据表是否为空；如果否，则计算下一加气站等候车辆队列信息；如果是，返回S61，等待进入下一计算周期。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.  一种获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取电子地图并根据电子地图确定加气站位置及进站路线轨迹； 

S2：确定初始检测范围，获取初始范围内车辆的GPS数据并根据GPS数据确定车辆位置；

S3：根据车辆位置和加气站位置判断车辆是否为加气站等候车辆；

S4：如果是，则计算加气站等候车辆队列数量；如果否，则对初始检测范围内下一车辆的GPS数据进行判断，直到初始检测范围内所有的所有车辆都判断完为止；如果初始检测范围内所有的车辆都不是加气站等候车辆，则加气站没有等候加气的车辆，结束本次计算；

S5：根据车辆队列数量计算出加气站等候车辆队列长度；

S6：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成；如果否，返回S1，计算下一个加气站等候车辆队列信息；如果是，等待进入下一计算周期。

2.  根据权利要求1所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：所述等候车辆通过以下步骤来确定：

S21：根据加气站的位置，以加气站为中心，按预设范围搜索GPS数据中的车辆数据；

S22：计算出每个车辆数据到加气站的垂直距离；

S23：判断垂直距离是否小于预定阈值，以及车辆是否处于静止状态或者以很小的速度向加气站移动，如果是，则判断为等候车辆；

S24：扩大搜索范围，重复循环步骤S31-S33直到检测出等车辆队列里所有可检测的车辆为止。

3.  根据权利要求1所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：在获取GPS数据后还包括对GPS数据进行预处理，所述GPS数据预处理，具体包括以下步骤：

S31：判断GPS数据是否与连续一段时间内传回的GPS数据速度不变或者经纬度变化小于一定阈值，如果是，则确定该车辆为停止不动状态，并通过计算相同的GPS数据的平均位置值作为车辆等待加气时的车辆位置；

S32：如果否，则该车辆为运动状态，返回上一步骤S31。

4.  根据权利要求1所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：所述等候车辆队列数量通过以下步骤来确定：

S41：采取累加的方法计算出检测车辆数量；

S42：根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数。

5.  根据权利要求4所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S421：确定等候车辆队列中装有车载GPS系统的车辆的总数占等候队列中所有车辆总数的比例值，根据以下公式进行计算等候车辆队列中车辆的总数量Sum_总：

S422：Sum_总=（Sum_GPS/比例值），其中（）为四舍五入取整符号, Sum_GPS表示等候队列中装有车载GPS系统的车辆的总数。

6.  根据权利要求4所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：所述根据社会车辆与等候车辆比例来计算等候车辆队列中车辆总数通过以下步骤来确定：

S43：确定等候车辆的类型；

S44：根据等候车辆的类型按照以下方式来计算社会车辆的数量：

如果满足以下关系l_ij-l_i<thr1，则两辆车之间没有社会车辆，Sum_社=0；其中，l_i为等候队列中前一辆车的车辆的长度，l_ij表示等候车辆队列中相邻两个车载GPS系统的距离，thr1表示第一预设阈值；

如果满足以下关系l_ij-l_i>= thr1，则两辆车之间有社会车辆，两辆车之间社会车辆的数量为：Sum_社=[(l_ij-l_i)/ thr]，其中[]为向下取整符号；

S45：通过以下公式计算等候车辆队列中车辆的总数为：

Sum_总= Sum_GPS +Sum_社；其中，Sum_总表示等候车辆队列中车辆的总数，Sum_GPS为等候车辆队列中装有车载GPS系统的车辆总量。

7.  根据权利要求4所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于： 所述等候车辆队列中相邻两车辆装有载GPS系统的车辆距离l_ij是通过以下方式来确定的：

S441：获取等候车辆队列中车辆i车载GPS系统的经纬度（Lon_i，Lat_i）以及车辆j车载GPS系统的经纬度（Lon_j，Lat_j），其中， Lon_i为车辆i的经度，Lon_j为车辆j的经度， Lat_i为车辆i的纬度，Lat_j为车辆j的纬度，i、j=1,2,3，…N，N表示可检测的相邻的辆车数；

S442：从电子地图上获取车辆i车载GPS系统与车辆j车载GPS系统之间的距离为l_ij。

8.  根据权利要求1所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于： 所述等候车辆队列长度是通过以下步骤来计算的：

S51：获取加气站编号；

S52：确定加气站位置及加气站进站路线；

S53：确定加气站进站路线分布类型；

S54：根据加气站进站路线类型选择相应的方法计算出等候车辆队列的长度，具体如下：

如果加气站进站路线为平面型，则将车辆依次匹配到进站路线上，以加气站起始点，得到队列中最后一辆车的位置作为终点，并在电子地图上直接得到起始点和终点之间的实际距离L作为等候队列的长度；

如果加气站进站路线为立体型 则通过以下步骤来计算等候车辆队列的长度：

检测等候车辆队列中离加气站最近的第一辆车；

获取离加气站最近的第一辆车的经纬度信息，并计算出该车与加气站的距离l₁；

计算第一辆车与第二辆车之间的距离l₁₂，通过以下公式得到等候车辆队列的长：

L= l₁+l₁₂；其中，l₁表示离加气站最近的第一辆车到加气站的距离，l₁₂表示第一辆车与第二辆车之间的距离；

S55：重复步骤S51-S54计算出队列中相邻的第i辆车与第j辆车的之间的距离l_ij，将第i辆车与第j辆车的之间距离l_ij累加到L中，直到队列中的最后一辆车。

9.  根据权利要求8所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：所述等候车辆队列相邻两辆车是通过以下步骤来判断的：

S551： 如果l_ij<=thr2，则两车不是相邻车；其中， thr2表示第二预设阈值；

S552：如果l_ij> thr2，则进一步判断海拔高度差h_ij的大小；如果海拔高度差h_ij<thr3，则两辆车为相邻车辆；如果h_ij>thr3，则两车不是相邻车辆，其中，h_ij为车辆i与车辆j的海拔高度差，thr3表示第三预设阈值；

所述等候队列中相邻的两辆车之间的距离通过实际距离的统计结果的平均值来代替。

10.  根据权利要求1所述的获取加气站等候车辆队列信息的方法，其特征在于：

S61：利用两张数据表分别存放已计算的加气站信息并作为第一数据表和存放未计算的加气站信息作为第二数据表，在计算前对两张数据表进行初始化，将所有加气站信息存入第一数据表，将第二数据表置为空；

S62：计算完一个加气站等候车辆队列信息后，将该加气站信息加入第一数据表中，同时从第二数据表中删除该加气站信息；

S63：判断是否所有加气站等候车辆队列信息计算完成，则判断第二数据表是否为空；如果否，则计算下一加气站等候车辆队列信息；如果是，返回S61，等待进入下一计算周期。

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