CN111696346B - 一种基于gis和gps的道路负荷数据统计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法及系统，方法包括以下具体步骤：获取所有监控道路的空间位置属性信息；获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果不存在则进行车辆上路判断；如果存在则进行车辆驶离道路判断；输入指定的道路唯一编号和时间范围，查询车辆上路的记录，获得该条道路在指定时间范围内的车辆通行次数以及它们每次通行的负载情况，统计得到总负载和总次数，同时关联查询该条道路的属性信息，同时呈现道路属性信息和负载信息。本发明通过对若干条道路上行驶过的车辆及其负载情况进行统计和展示，能够为决策者的科学决策提供数据上的支撑。
Description
技术领域
本发明涉及GPS轨迹数据分析领域，具体为一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法及系统。
背景技术
GPS是全球定位系统Global Positioning System，GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。该技术已经被广泛应用到车载终端中，其可以更好地实现车辆的实时位置和历史轨迹的追踪，为车辆的动态监控和管理提供帮助。
GIS是地理信息系统Geographic Information System，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层包括大气层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理，简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图的独特视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。运用该技术可以为车辆历史轨迹数据的分析提供专业的技术支撑。
车载称重系统是一套旨在称重车辆装载量的全自动称重仪器，广泛应用于水泥、建材、农业、矿山、码头、物流、化工等大宗运输称重行业的细化应用现场，可以实时获取车辆负载相关数据。
中国专利201720994068.5公开了一种定位跟踪系统，所述系统包括定位装置、跟踪装置和用户交互装置，其中：所述定位装置安装在定位目标上，用于基于多种定位技术对于定位目标进行定位，并将得到的定位信息发送给所述跟踪装置；其中，所述定位装置包括第一GPS定位模块、SIM通讯定位模块和无线电信号发射模块；所述跟踪装置用于根据所述定位装置发送的定位信息对于所述定位目标进行跟踪；所述用户交互装置与所述跟踪装置连接，用于接收用户的命令、将用户的命令发送给定位装置和跟踪装置，以及向用户显示定位跟踪信息。本实用新型考虑了多种定位技术的优势，并对多种定位技术进行综合利用，扩展了定位技术的适用范围，提高了定位的精确度，增强了跟踪成功率。
中国专利201710856725.4提供了一种车载称重系统，在车载端设置压力检测模块、温度检测模块、加速度检测模块和倾角检测模块分别检测胎压、胎内温度、行驶加速度、行驶时与水平方向的夹角，用作判断车辆是否超载的数据基础，考虑的因素更为全面，避免出现误检，提高车辆超载判断的准确度；将检测到的数据无线传输至终控端，相对于现有的固定点检测、非动态检测，本发明能实现对车辆的动态检测，避免出现车主中途卸货、绕道逃避超载检测情况；在车载端设置声光报警器，出现超载时提醒车主卸货，从源头避免超载；还可在终控端设置声光报警器，当车辆超载时，工作人员可及时对车辆进行处理。
发明内容
发明的目的在于提供一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法及系统，能够得出指定时刻指定道路的负荷情况，为企业的精细化管理和科学决策提供数据上的支撑。
本发明的技术方案：
一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，包括以下具体步骤：
步骤一：获取所有监控道路的空间位置属性信息，包括道路唯一编号、道路名称、道路类型、修建时间、材质、空间范围，存放在一个数组中；
步骤二：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果不存在则进行车辆上路判断：从道路数组中遍历所有的道路，判断该点是否在某条道路范围内，若存在与某条道路范围内，则记录一条车辆上路的记录，包含车牌、车辆类型、实时负载、道路唯一编号、道路名称、驶入时间数据，同时该条记录驶离时间为空；
步骤三：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果存在则进行车辆驶离道路判断：获取上路未驶离道路的范围，判断该点是否还在此范围内，如果不在，则修改该条上路未驶离记录的驶离时间；
步骤四：输入指定的道路唯一编号和时间范围，查询车辆上路的记录，获得该条道路在指定时间范围内的车辆通行次数以及它们每次通行的负载情况，统计得到总负载和总次数，同时关联查询该条道路的属性信息，同时呈现道路属性信息和负载信息。
所述步骤一中的道路空间范围数据，是以实际测量得到的道路中心线及其宽度，再往外延伸5米之后的不规则多边形各顶点坐标，取任一点并以任一方向沿着边线顺序组成的坐标数组。
所述步骤二中车辆GPS定位数据包含坐标数据和车速，并以5秒一次的频率更新。
所述步骤二中车辆定位到道路范围的判断方法为点在多边形范围内的判定算法，通过计算以该点到X轴正方向的射线与多边形边线的交点数量为依据，奇数表示在多边形范围内，偶数表示在多边形范围外。
所述步骤三中车辆驶离道路的判定方法为，先取一条该车辆上路未驶离的记录，再通过步骤二中的车辆定位到道路范围的方法判断是否还在该条道路上。
一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计系统，包括数据查询接口，数据库，数据分析后台，GPS定位终端和车载称重系统，所述GPS定位终端用以采集车辆定位数据并将其传输到数据分析后台，所述车载称重系统用以采集车辆的负载并传输到数据分析后台，所述数据分析后台接收GPS定位终端和车载称重系统并结合GIS系统数据一同传输到数据库中进行分组存储，所述查询接口通过调用数据库中的数据从而将道路属性信息和负载信息呈现给查询用户。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在利用GIS确定各条道路的地理空间信息后，对进入道路范围的车辆GPS实时数据进行判定，结合车辆负载数据，如果发现车辆驶入道路，则对车辆在道路上的驶入时间、驶出时间、实时负载情况进行记录。通过对若干条道路上行驶过的车辆及其负载情况进行统计和展示，能够为决策者的科学决策提供数据上的支撑。
附图说明
图1是本发明基于GIS和GPS的道路负荷数据统计系统结构示意图；
图2是本发明基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：
请参阅图1，一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计系统，包括数据查询接口，数据库，数据分析后台，GPS定位终端和车载称重系统，所述GPS定位终端用以采集车辆定位数据并将其传输到数据分析后台，所述车载称重系统用以采集车辆的负载并传输到数据分析后台，所述数据分析后台接收GPS定位终端和车载称重系统并结合GIS系统数据一同传输到数据库中进行分组存储，所述查询接口通过调用数据库中的数据从而将道路属性信息和负载信息呈现给查询用户。
请参阅图2，一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，包括以下具体步骤：
步骤一：获取所有监控道路的空间位置属性信息，包括道路唯一编号、道路名称、道路类型、修建时间、材质、空间范围，存放在一个数组中；
步骤二：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果不存在则进行车辆上路判断：从道路数组中遍历所有的道路，判断该点是否在某条道路范围内，若存在与某条道路范围内，则记录一条车辆上路的记录，包含车牌、车辆类型、实时负载、道路唯一编号、道路名称、驶入时间数据，同时该条记录驶离时间为空；
步骤三：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果存在则进行车辆驶离道路判断：获取上路未驶离道路的范围，判断该点是否还在此范围内，如果不在，则修改该条上路未驶离记录的驶离时间；
步骤四：输入指定的道路唯一编号和时间范围，查询车辆上路的记录，获得该条道路在指定时间范围内的车辆通行次数以及它们每次通行的负载情况，统计得到总负载和总次数，同时关联查询该条道路的属性信息，同时呈现道路属性信息和负载信息。
下面将结合某几台辆车的GPS定位终端产生的GPS定位数据和车载称重系统产生的负载数据，对其进行分析来说明实现步骤：
步骤一：从数据库中获取所有道路数据，如厂前大道，道路编号为：0018，道路类型为：主干路，修建时间为：2018年5月，材质为：沥青混合料，空间范围：[[114.44057800,30.61880200],[114.44087900,30.61882900],[114.44115800,30.61888500],[114.44144700,30.61897700],[114.44165100,30.61901400],[114.44194100,30.61910600],[114.44227300,30.61918000],[114.44253100,30.61920800],[114.44276700,30.61925400]]，存放到道路列表中；
步骤二：车辆上路判定：一个时间段有两辆车发来GPS定位数据和负载数据，分别根据其定位信息，判断是否处在厂前大道范围内(根据点在多边形范围内的判定算法)，若定位到道路范围内，且无一条车辆上路未驶离的记录，则记录一条车辆上路的记录。
车牌鄂A0001在2020-03-18 09:20:12，实时经度：114.442295，纬度：30.619032，负载(吨)：7.09，车辆位置处在厂前大道范围内，无车辆上路未驶离记录，生成车辆上路记录，车牌：鄂A0001，车辆类型：中小型货车，实时负载：7.09，道路唯一编号：0018，驶入时间：2020-03-18 09:20:12，驶出时间：null。
车牌鄂A0002在2020-03-18 09:20:14，实时经度：114.443282，纬度：30.619134，负载(吨)：7.93，车辆位置不在任何道路范围内。
车牌鄂A0001在2020-03-18 09:20:17，实时经度：114.442542，纬度：30.619319，负载(吨)：7.09，车辆位置处在厂前大道范围内，已存在车辆上路未驶离记录。
步骤三：车辆驶离道路判定：获取到车辆定位数据后，先取一条该车辆上路未驶离的记录，再判断是否还在该条道路上，如果不在，则修改该条记录的驶离时间。
车牌鄂A0001在2020-03-18 09:25:52，实时经度：114.443035，纬度：30.619162，负载(吨)：7.09，已存在车辆上路未驶离记录，车辆位置不在厂前大道范围内，修改该条未驶离记录的驶出时间为2020-03-18 09:25:52。
步骤四：输入指定的道路唯一编号和时间范围，查询道路负荷情况。
通过下拉选择框选定厂前大道，确定道路唯一编号0018，输入开始时间：2020-03-18 09:00:00，结束时间：2020-03-18 09:30:00，得到结果，道路名称：厂前大道，道路类型为：主干路，修建时间为：2018年5月，材质为：沥青混合料，车辆通行总次数：1，总负载(吨)：7.09。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，其特征在于,包括以下具体步骤：
步骤一：获取所有监控道路的空间位置属性信息，包括道路唯一编号、道路名称、道路类型、修建时间、材质、空间范围，存放在一个数组中；
步骤二：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果不存在则进行车辆上路判断：从道路数组中遍历所有的道路，判断该GPS定位器上传的车辆定位数据是否在某条道路范围内，若存在与某条道路范围内，则记录一条车辆上路的记录，包含车牌、车辆类型、实时负载、道路唯一编号、道路名称、驶入时间数据，同时车辆上路的记录的驶离时间为空；
步骤三：获取到一个GPS定位器上传的车辆定位数据之后，判断有无车辆上路未驶离记录，如果存在则进行车辆驶离道路判断：获取上路未驶离道路的范围，判断该GPS定位器上传的车辆定位数据是否还在此范围内，如果不在，则修改该条上路未驶离记录的驶离时间；
步骤四：输入指定的道路唯一编号和时间范围，查询车辆上路的记录，获得该条道路在指定时间范围内的车辆通行次数以及它们每次通行的负载情况，统计得到总负载和总次数，同时关联查询该条道路的属性信息，同时呈现道路属性信息和负载信息；
所述步骤一中的道路空间范围数据，是以实际测量得到的道路中心线及其宽度，再往外延伸5米之后的不规则多边形各顶点坐标，取任一点并以任一方向沿着边线顺序组成的坐标数组。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，其特征在于，所述步骤二中车辆GPS定位数据包含坐标数据和车速，并以5秒一次的频率更新。
3.根据权利要求1所述的一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，其特征在于，所述步骤二中车辆定位到道路范围的判断方法为点在多边形范围内的判定算法，通过计算以该点到X轴正方向的射线与多边形边线的交点数量为依据，奇数表示在多边形范围内，偶数表示在多边形范围外。
4.根据权利要求1所述的一种基于GIS和GPS的道路负荷数据统计方法，其特征在于，所述步骤三中车辆驶离道路的判定方法为，先取一条该车辆上路未驶离的记录，再通过步骤二中的车辆定位到道路范围的方法判断是否还在该条道路上。
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