CN107742434B - 用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法，根据当前站点序号及行驶方向的状态、本地存储的线路站点坐标、当前站点的站点属性以及实时更新后的位置数据正确判断各种场景的站点检测实现。本方法在公交车辆运营行驶过程中，车载终端根据卫星定位获取更新后的当前车辆位置坐标、方位角、速度等信息自行甄别和调整车辆当前的运营行驶方向，驶入或驶出站点判断，更新当前的站序，可完成包括常规线路、环形线路、瓢形线路、交叉形线路等线路类型站点的自动检测，并可自动判断中途上线、绕行及中途调头等多种情况，确保站点自动检测的准确性。

Description

用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法

技术领域：

本发明属于车载调度车载终端在公交领域实现精准线路站点检测技术领域，具体涉及一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法。

背景技术：

随着公交信息化建设的步伐加快，公交车辆上安装的调度车载终端（简称车载终端）检测站点的有效性直接影响到公交车辆自动报站的正确性、公交调度监控的直观性、公交车辆运营里程及趟次统计的准确性、及时性和可靠性。

作为公交智能监控、调度的一项基本功能，现有公交站点检测方法存在诸多弊端，主要表现在以下方面：

1.通常只能处理所规划公交线路的首、末站分别位于不同地理位置，且单边线路在运行轨迹不存在相交、重叠的常规线路的情况。

2.对于如双环线路、瓢型线路、中途交叉线路、双向部分重叠线路等复杂线路通常的站点检测方法常规站点检测方法无法准确识别。

3.对于公交车辆的中途上线，绕行及中途调头等情况存在站点误判率高以及检测延迟等情况。

造成上述问题的主要原因是由于车载终端在进行站点检测过程中，当前被实时更新的位置信息存在位置漂移的可能性，尤其在城市中此现象更加严重，常规方法算法相对简单，导致站点自动检测有效性降低，尤其对复杂条件处理机制不完善，造成准确率无法保证。

发明内容：

针对目前公交站点检测方法存在的弊端问题，本发明根据当前站点序号及行驶方向的状态、本地存储的线路站点坐标、当前站点的站点属性等特点，提供一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法。

技术方案：一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法，根据当前站点序号及行驶方向的状态、本地存储的线路站点坐标、当前站点的站点属性以及实时更新后的位置数据正确判断以下场景的站点检测实现：

常规线路：线路的起点站和终点站位于线路两端，且同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，当车辆处于上行或下行运营方向行驶时，相同运营方向的车载终端进行驶入和驶出站点过程的判断，并实时更新当前站序；对于车辆行驶过程中发生中途调头的场景，需要实时检测到调头后的第一个对向运营方向的站点，并更新至调整后的运营方向和站序；

环形线路：线路的起点站同终点站为同一位置，是单向环线或双向环线；同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，当车辆处于上行或下行运营状态行驶，在车辆行驶状态保持不变的条件下，车载终端进行驶入和驶出站点过程判断，并实时更新当前站序；

交叉线路：对于同一个运营方向上存在轨迹相交点，且相交点附近存在多个不同站序的站点，根据驶入相交点上一站点和下一站点的运营方向正确判断驶入和驶出站点过程，并实时更新当前站序；

瓢形线路：线路规划为单向环线，同一运营方向上存在轨迹重叠部分，且重叠部分内设置有不同站序的停靠站点，当车辆沿当前运营方向状态行驶时，车载终端将根据设置的站点属性规则正确检测前方应驶入和驶出站点的过程，避免错误检测站序，实时更新当前站序；

重叠型线路：线路轨迹同瓢型线路，但在线路轨迹上存在双向行驶的重叠路段，且该重叠路段上设有多个上行或下行站点；当车辆沿当前运营方向状态行驶时，车载终端将根据设置的站点属性规则正确检测前方应驶入和驶出站点的过程，避免错误检测站序，实时更新当前站序；

对于中途上线车辆，上线前运营方向不确定且当前站序为0（当前站序为0表示车载终端上电或本趟发车后从未检测到过有效站点）；车载终端在正式上线后进入目标站点范围后自动设置当前运营方向及站序；

对于所有运营线路类型当车辆中途调头时（即从当前运营方向调整到另一个运营方向），自动检测到车辆调头过程，并返回更新后的运营方向和调头后的对应站序；

所述车载终端内预置所运营线路上行及下行各站点对应的位置坐标及各站点属性数据，车载终端与其附近站点建立无线通讯联系以确定车辆与站点之间的属性关系，站点坐标及站点属性序号同对应方向站序依次对应；所述站点坐标由经度和纬度构成，所述站点属性包括各站点的进站半径R1（单位：1米）、出站半径R2（单位：1米）、进站行驶方位角a（单位：1°）及进站判断控制字。

车辆上电定位正常后处于静止状态，在还未获得运营方向和站点编号前，车载终端按先上行后下行在两个方向的站点坐标列表中分别遍历出距离当前位置最近的站点，若当前位置位于该站点范围内即小于进站半径R1且连续时长大于设定时长时T（本方法默认设置为10s），则将该站点初始化为当前站点，运营方向初始化为该站点对应的站点坐标列表对应的方向。

当车辆行驶速度大于0km/h时，若当前站序为0时认为车辆还未上线，反之，认为车辆已经正式上线运营。

判断车辆行驶状态下有效驶入一个新的站点的条件包含以下几点：

在不同方向的站点坐标列表中分别检索出距离当前位置最近的站点；

计算并分别记录两个方向上当前位置与该最近站点的最新的距离值，并判断出该组距离值为递减趋势；

记录中的最小距离小于该站点属性设置的进站半径R1时，认为已经进入站点范围内；根据进站判断控制字设置判断当前行驶方向满足进站方位角设置要求。

本发明具有如下有益效果：本方法在公交车辆运营行驶过程中，车载终端根据卫星定位获取更新后的当前车辆位置坐标、方位角、速度等信息自行甄别和调整车辆当前的运营行驶方向，驶入或驶出站点判断，更新当前的站序，可完成包括常规线路、环形线路、瓢形线路、交叉形线路等线路类型站点的自动检测，并可自动判断中途上线、绕行及中途调头等多种情况，确保站点自动检测的准确性。

本发明在初次上电或中途上线两个方向均通过检测方位角识别正确运营方向。一旦确定运营方向，当前方向站点识别不检测方位角，通过减少检测站点的条件保证站点检测率。对向方向通过检测方位角及时判断中途调头。特殊路段通过正确设置“当前方向站点方位角检测标志”和“是否允许检侧对向站点标志”两个控制字解决复杂线路站点检测冲突问题。通过此方法的应用，达到提升公交车辆自动报站的正确率提高公交服务质量，降低数据错误率提高公交调度监控实时性，提高公交车辆运营里程及趟次统计的准确性、及时性和可靠性，将大大提高公交营运管理效率的目的，增加公交企业的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是中途上线示意图。

图2是常规线路站点分布及轨迹示意图。

图 3是瓢型线路类型交叉型线路类型示意图。

图4是交叉型线路类型示意图。

图 5 是双向部分路段重叠线路示意图。

图6-图9是站点检测流程图。

具体实施方式

实施例1：一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法，本方法在公交车辆运营行驶过程中，车载终端根据卫星定位获取更新后的当前车辆位置坐标、方位角、速度等信息自行甄别和调整车辆当前的运营行驶方向，驶入或驶出站点判断，更新当前的站序，可完成包括常规线路、环形线路、瓢形线路、交叉形线路等线路类型站点的自动检测，并可自动判断中途上线、绕行及中途调头等多种情况，确保站点自动检测的准确性。

本方法根据当前站点序号及行驶方向的状态、本地存储的线路站点坐标、当前站点的站点属性以及实时更新后的位置数据正确判断以下场景的站点检测实现：

1)常规线路。线路的起点站和终点站位于线路两端，且同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，见图2示意。当车辆处于上行或下行运营方向行驶时，相同运营方向车载终端能够判断驶入和驶出站点过程，并实时更新当前站序。对于车辆行驶过程中发生中途调头的场景，能够实时检测到调头后的第一个对向运营方向的站点，并更新至调整后的运营方向和站序；

2)环形线路。线路的起点站同终点站为同一位置，可以是单向环线或双向环线。同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，当车辆处于上行或下行运营状态行驶，在车辆行驶状态保持不变的条件下，车载终端能够判断驶入和驶出站点过程，并实时更新当前站序；

3)交叉线路。对于同一个运营方向上存在轨迹相交点，且相交点附近存在多个不同站序的站点，见图3示意，能够正确判断驶入和驶出站点过程，并实时更新当前站序；

4)瓢形线路。线路规划为单向环线，同一运营方向上存在轨迹重叠部分，且重叠部分内设置有不同站序的停靠站点，见图4示意。当车辆沿当前运营方向状态行驶时，车载终端将根据设置的站点属性规则正确检测前方应驶入和驶出站点的过程，能够避免错误检测站序，实时更新当前站序；

5)重叠型线路。线路轨迹类似瓢型线路，但在线路轨迹上存在双向行驶的重叠路段，且该重叠路段上设有多个上行或下行站点，见图4示意；

6)对于中途上线车辆，上线前运营方向不确定且当前站序为0（当前站序为0表示车载终端上电或本趟发车后从未检测到过有效站点）。车载终端将在正式上线后进入目标站点范围后自动设置当前运营方向及站序；

7)对于所有运营线路类型当车辆中途调头时（即从当前运营方向调整到另一个运营方向），自动检测到车辆调头过程，并返回更新后的运营方向和调头后的对应站序。

方法实现原理描述

车载终端内预置所运营线路上行及下行各站点对应的位置坐标及各站点属性数据，站点坐标及站点属性序号同各方向站序依次对应。站点坐标由经度和纬度构成，站点属性包括各站点的进站半径（单位：1米）、出站半径（单位：1米）、进站行驶方位角（单位：1°）及进站判断控制字。其中进站判断控制字由两个控制字组成，具体描述如下表所示：

本方法处理机制见附件所附流程图，参见图6-图9所示。车辆上电定位正常后处于静止状态，在还未获得运营方向和站点编号前，车载终端按先上行后下行在两个方向的站点坐标列表中分别遍历出距离当前位置最近的站点，若当前位置位于该站点范围内（小于进站半径）且连续时长大于设定时长时（本方法默认设置为10s），则将该站点初始化为当前站点，运营方向初始化为该站点对应的站点坐标列表对应的方向。

当车辆行驶速度大于0km/h时，若当前站序为0时认为车辆还未上线，反之，认为车辆已经正式上线运营。本方法判断车辆行驶状态下有效驶入一个新的站点的条件包含以下几点：

1.在不同方向的的站点坐标列表中分别检索出距离当前位置最近的站点；

2.计算并分别记录两个方向上当前位置与该最近站点的最新的四个距离值，并判断出该组距离值为递减趋势；

3.记录中的最小距离小于该站点属性设置的进站半径时，认为已经进入站点范围内；

4.根据进站判断控制字设置判断当前行驶方向满足进站方位角设置要求。

车辆未上线时，当车载终端获取到的位置坐标被更新时，将当前位置坐标依次同两个运营方向的坐标列表中各站点坐标计算距离，分别在两个运营方向上得到各自距离当前位置最短的站点坐标对应的站点序号，同时依次记录最近的四个距离值。若四个距离值依次递减且最小值小于进站半径认为进入该站点范围，此时比对车载终端位置行驶方位角和该站点设定的进站方位角是否匹配，若匹配条件成立，认定进入该站点有效，并将该站点所属运营方向和站序初始化为当前运营方向及当前站序。

中途上线情况如图1所示，上线前当前运营方位未确定，当前站序为0。中途上线计划运营下行方向，即应当进入的第一个有效站点为下3站点。当上线途中到达a位置时首先进入的是上n-3站点范围内，该站点不是我们期望检测的站点。由于默认情况下，未上线车辆默认全部检测并判断行驶方位角的匹配正确性，故会判进入该站点为无效站点，不会更新运营方向和站序。当车辆继续前行至b位置，进入下3站点范围内后，行驶方位角匹配正确，判为进入有效站点，将更新当前运营方向为下行，当前站点更新为3。

车辆上线后，按照先当前运营方向（简称当前方向）后对向运营方向（简称对向方向）的顺序分别完全遍历两个运营方向的站点坐标列表判断是否有效驶入新的站点。车载终端获取到的位置坐标被更新时，按照前述方式计算获取最近站点的四个距离值。若最小值判为驶入站点范围内后，视该站点所在的坐标列表方向依据下述流程判断进站过程。

当所进入站点为当前方向站点，默认为不检测进站方位角即可判为有效进站。但当“当前方向站点方位角检测标志”控制字设定值为“检测”时，则需判断车载终端位置行驶方位角同该站设定方位角匹配结果确定进站有效。若当前行驶方位角和该站点设置进站方位角的差值绝对值小于设定差值时，认定有效进入新的站点，否则进站无效放弃处理，运营方向及站点序号保持不变。

当所进入站点为对向方向站点，默认情况下均通过判断车载终端位置行驶方位角与该站点设定的进站的方位角是否匹配判断有效进站，可实现车辆中途调头后的运营方向和站点的更新。当“是否允许检侧对向站点标志”控制字设置为“禁止检测”，则表明该站点为被禁止检测，运营方向及站点序号保持不变。

实施例2：在实施例1基础上，对于“常规线路”和“环形线路”等同一运营方向线路轨迹不存在重叠部分的线路类型，当前方向各站点属性“当前方向站点方位角检测标志”控制字均可默认设置为“不检测”，这样可减少当前方向驶入站点的判断条件，提高站点检测成功率。这么做的原因在于车辆在行驶过程中，由于车载终端获取到的位置数据中的行驶方位角可能产生漂移，如方位角全部检测则可导致本该检测到的进站过程由于方位角的不匹配无法正确进站，线路类型如图2所示。假设当前运营方向为上行方向，车辆从A点驶向B点过程中，车辆驶入沿途上行站点过程中，无需通过判断方位角即可进入新的站点，同时，检测对向站点时，进入站点范围后可通过判断进站时方位角的正确性判断是否中途调头，如图所示，车辆驶过上行n-2站后调头直接驶入下行第3站。

实施例3：在实施例1基础上，对于“瓢型线路”或“交叉型线路”同一运营方向上存在轨迹重叠部分或相交线路，且重叠部分或交叉路口内设置有不同站序的停靠站点的线路类型，通常重叠部分的站点的进站方位角不同的特点，行驶轨迹如图4中箭头方向所示。

瓢型线路轨迹从A点出发，经过B点按箭头所示行驶轨迹顺环形线路行驶，重新驶过B点后沿B—A路段回到A点。途中A—B路段和B—A路段在该线路类型中为重叠线路，存在环2、环3、环n-2及环n-1四个站点。车辆驶至a1位置可能在当前方向上均进入环2和环n-1站点范围内，此时为了正确研判进入正确的站点，将上述四个站点属性中“当前方向站点方位角检测标志”控制字设置为“检测”，其他非重叠部分的站点属性该控制字设置为“不检测”，则车辆进入站点外围内通过行驶方位角匹配性加严判断进入正确的有效站点。a2点及交叉型线路的a3点该控制字设置同理。交叉型线路示意图中，两个虚线圆圈示意上4站点和上m-1站点范围，由图可见车辆驶至a3位置同时进入这两个站点进站范围内，通过行驶方位角可正确判断预期进入的站点。

实施例4：在实施例1基础上，双向部分路段重叠线路如图5所示。上行运营方向轨迹从A点沿点划线至B点，下行运营方向从C点沿虚线至D点，双向沿线设有多个停靠站点，其中上3、下3、上4、下4、上n-2、下m-2、上n-3和下m-3站点所经过E—F路段为双向轨迹重复路段。此路段存在4条线路轨迹，各线路轨迹的所经过此路段所对应的运营方向及站点互不相同。车辆驶过此路段为4条线路轨迹之一，为了保证车辆在此路段行驶正确检测站点，该路段上对于当前方向的所有站点属性参照瓢型线路站点属性方法设置。当车辆行进至a4位置时，将进入上3和下3站点范围内，且行驶方位角同时符合两个站点的进站方位角要求，为了能够正确判断所进入的站点，将该重叠路段所有站点属性控制字的“是否允许检侧对向站点标志”设置为“禁止检测”。根据公交的营运时在此路段中途调头的几率非常小的特点，放弃对向方向站点检测，则车载终端在上行方向进入下3、下4、下m-3和下m-2站点范围内后将放弃检测这些站点，更不用比对方位角，据此方法能够正确判断唯一被检测当前方向站点进站过程。

通常情况下，线路单运营方向的重叠站点比例较小，此方法可最大限度的减少判断进入新的站点的条件，提高执行效率，同时又能处理多种复杂线路情况，确保检查准确性。以计算车载终端当前位置和两个运营方向上各自最近站点距离，研判接近站点的趋势，若递减趋势成立后且当前位置落入站点范围内作为驶入站点过程的必要条件。当前方向默认不比对方位角，对向方向默认比对方位角，对于特殊路段在根据具体情况正确设置该路段上站点对应站点属性的两个控制字，可保证在复杂上正确的站点检测。该方法设置简单，易掌握。

Claims (3)

1.一种用于公交车辆在线路运营过程中的站点自动检测方法，根据当前站点序号及行驶方向的状态、本地存储的线路站点坐标、当前站点的站点属性以及实时更新后的位置数据正确判断以下场景的站点检测实现：常规线路：线路的起点站和终点站位于线路两端，且同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，当车辆处于上行或下行运营方向行驶时，相同运营方向的车载终端进行驶入和驶出站点过程的判断，并实时更新当前站序；对于车辆行驶过程中发生中途调头的场景，需要实时检测到调头后的第一个对向运营方向的站点，并更新至调整后的运营方向和站序；环形线路：线路的起点站同终点站为同一位置，是单向环线或双向环线；同一运营方向所有线路轨迹未包含站点的重叠部分，当车辆处于上行或下行运营状态行驶，在车辆行驶状态保持不变的条件下，车载终端进行驶入和驶出站点过程判断，并实时更新当前站序；交叉线路：对于同一个运营方向上存在轨迹相交点，且相交点附近存在多个不同站序的站点，根据驶入相交点上一站点和下一站点的运营方向正确判断驶入和驶出站点过程，并实时更新当前站序；瓢形线路：线路规划为单向环线，同一运营方向上存在轨迹重叠部分，且重叠部分内设置有不同站序的停靠站点，当车辆沿当前运营方向状态行驶时，车载终端将根据设置的站点属性规则正确检测前方应驶入和驶出站点的过程，避免错误检测站序，实时更新当前站序；重叠型线路：线路轨迹同瓢型线路，但在线路轨迹上存在双向行驶的重叠路段，且该重叠路段上设有多个上行或下行站点；当车辆沿当前运营方向状态行驶时，车载终端将根据设置的站点属性规则正确检测前方应驶入和驶出站点的过程，避免错误检测站序，实时更新当前站序；对于中途上线车辆，上线前运营方向不确定且当前站序为0；车载终端在正式上线后进入目标站点范围后自动设置当前运营方向及站序；对于所有运营线路类型当车辆中途调头时，自动检测到车辆调头过程，并返回更新后的运营方向和调头后的对应站序；所述车载终端内预置所运营线路上行及下行各站点对应的位置坐标及各站点属性数据，车载终端与其附近站点建立无线通讯联系以确定车辆与站点之间的属性关系，站点坐标及站点属性序号同对应方向站序依次对应；所述站点坐标由经度和纬度构成，所述站点属性包括各站点的进站半径R1、出站半径R2、进站行驶方位角a及进站判断控制字；车辆上电定位正常后处于静止状态，在还未获得运营方向和站点编号前，车载终端按先上行后下行在两个方向的站点坐标列表中分别遍历出距离当前位置最近的站点，若当前位置位于该站点范围内即小于进站半径R1且连续时长大于设定时长时T，则将该站点初始化为当前站点，运营方向初始化为该站点对应的站点坐标列表对应的方向；车辆未上线时，当车载终端获取到的位置坐标被更新时，将当前位置坐标依次同两个运营方向的坐标列表中各站点坐标计算距离，分别在两个运营方向上得到各自距离当前位置最短的站点坐标对应的站点序号，同时依次记录最近的四个距离值；若四个距离值依次递减且最小值小于进站半径认为进入该站点范围，此时比对车载终端位置行驶方位角和该站点设定的进站方位角是否匹配，若匹配条件成立，认定进入该站点有效，并将该站点所属运营方向和站序初始化为当前运营方向及当前站序；中途上线情况，上线前当前运营方位未确定，当前站序为0；中途上线计划运营下行方向，即应当进入的第一个有效站点为下3站点；当上线途中到达a位置时首先进入的是上n-3站点范围内，该站点不是我们期望检测的站点，由于默认情况下，未上线车辆默认全部检测并判断行驶方位角的匹配正确性，故会判进入该站点为无效站点，不会更新运营方向和站序；当车辆继续前行至b位置，进入下3站点范围内后，行驶方位角匹配正确，判为进入有效站点，将更新当前运营方向为下行，当前站点更新为3；车辆上线后，按照先当前运营方向后对向运营方向的顺序分别完全遍历两个运营方向的站点坐标列表判断是否有效驶入新的站点；车载终端获取到的位置坐标被更新时，计算获取最近站点的四个距离值；若最小值判为驶入站点范围内后，视该站点所在的坐标列表方向依据下述流程判断进站过程；当所进入站点为当前方向站点，默认为不检测进站方位角即可判为有效进站；但当“当前方向站点方位角检测标志”控制字设定值为“检测”时，则需判断车载终端位置行驶方位角同站点设定方位角匹配结果确定进站有效；若当前行驶方位角和站点设置进站方位角的差值绝对值小于设定差值时，认定有效进入新的站点，否则进站无效放弃处理，运营方向及站点序号保持不变；当所进入站点为对向方向站点，默认情况下均通过判断车载终端位置行驶方位角与站点设定的进站的方位角是否匹配判断有效进站，可实现车辆中途调头后的运营方向和站点的更新；当“是否允许检侧对向站点标志”控制字设置为“禁止检测”，则表明该站点为被禁止检测，运营方向及站点序号保持不变。

2.根据权利要求1所述的站点自动检测方法，其特征在于，当车辆行驶速度大于0km/h时，若当前站序为0时认为车辆还未上线，反之，认为车辆已经正式上线运营。

3.根据权利要求1所述的站点自动检测方法，其特征在于，判断车辆行驶状态下有效驶入一个新的站点的条件包含以下步骤：

（1）在不同方向的站点坐标列表中分别检索出距离当前位置最近的站点；

（2）计算并分别记录两个方向上当前位置与该最近站点的最新的四个距离值，并判断出距离值为递减趋势；

（3）记录中的最小距离小于该站点属性设置的进站半径R1时，认为已经进入站点范围内；根据进站判断控制字设置判断当前行驶方向满足进站方位角设置要求。

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