CN111757271A - 基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法及装置，通过用户终端的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列。然后，根据位置拟合直线从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端的匹配道路轨迹。如此，能够在复杂的道路环境中有效确定用户的道路轨迹，从而可以便于有效分析出用户的停留道路和出行道路轨迹规律，助于疫情的防控。

Description

基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法及装置

技术领域

本申请涉及大数据分析技术领域，具体而言，涉及一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法及装置。

背景技术

用户终端（如智能手机、智能穿戴终端等）作为疫情确诊人员的载体和工具已经在越来越多的疫情防控中起到关键作用，用户终端的位置信息成为疫情防控突破的关键，是疫情把握、分析的必备要素。基于此，通过准确分析出确诊病例的停留道路和出行道路轨迹规律，能扩展和丰富现有的疫情防控方法和手段。

传统方案中，用户终端中各种应用软件为提供更好的服务，通常会采集大量用户的位置信息，但是传统方案通常是仅利用CELL-ID（小区识别码）进行位置定位时。这种方案，一方面定位精度较低，另一方面，在城市环境中，行人的出行通常仅限于道路上，可能会由于轨迹定位偏差导致难以在复杂的道路环境中有效确定确诊病例具体停留的道路，导致无法有效分析出确诊病例的停留道路和出行道路轨迹规律。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法及装置，在复杂的道路环境中有效确定用户的道路轨迹，从而可以便于有效分析出确诊病例的停留道路和出行道路轨迹规律。

根据本申请的第一方面，提供一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，应用于与用户终端通信连接的服务器，所述方法包括：

获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，其中，所述当前匹配点位置用于表示所述用户终端当前处于通信状态时的位置坐标；

根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列；

根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

在一种可能的实施方式中，获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线的步骤，包括：

获取所述用户终端在当前时刻的基站通信数据；

根据所述基站通信数据确定所述用户终端的当前匹配点位置；

将所述当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置之前确定的各个匹配点位置进行线性拟合，确定所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

在一种可能的实施方式中，根据所述基站通信数据和位置定位数据确定所述用户终端的当前匹配点位置的步骤，包括：

从所述基站通信数据中获取所述用户终端在当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数；

根据所述当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数确定与所述用户终端进行通信的每一个目标通信基站，并获取所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度；

计算所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值，并根据所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度计算所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标；

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置；

其中，所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值的计算公式为：

所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标的计算公式为：

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置的计算公式为：

其中，longitude[i]为重心坐标的经度值，latitude[i]为重心坐标的纬度值，RSSI[i]为与所述用户终端通信的n个基站的通信信号强度，λi为归一化值，n=7。

在一种可能的实施方式中，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列的步骤，包括：

确定以所述用户终端的当前匹配点位置为中心、以预设距离为半径的候选道路区域，并确定所述候选道路区域在所述道路数据库中的初始路段序列；

根据所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从所述初始路段序列中选择与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列。

在一种可能的实施方式中，还包括预先确定所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系的步骤，该步骤包括：

从预设地图数据源中获取待匹配区域的道路数据；

对所述待匹配区域的道路数据进行数据处理，将所述待匹配区域中每条道路的道路线段之间的连通线段以及每个所述道路线段的连通点确定为所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系。

在一种可能的实施方式中，根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹的步骤，包括：

判断所述候选路段序列中是否仅有一条候选路段；

如果所述候选路段序列中仅有一条候选路段，则将该条候选路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

如果所述候选路段序列中具有两条或者两条以上候选路段，则判断每条候选路段是否为首次进行匹配的候选路段；

当所述候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将所述候选路段添加到待匹配路段集合中；

当所述候选路段不是首次进行匹配的候选路段时，根据所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系判断所述候选路段与上一路段是否连通，当所述候选路段与上一路段连通时，将所述候选路段添加到所述待匹配路段集合中，当所述候选路段与上一路段不连通时，则丢弃所述候选路段；

计算所述待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与所述位置拟合直线的斜率之间的偏差平方和；

将最小偏差平方和对应的待匹配路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

第二方面，本申请实施例提供一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置，应用于与用户终端通信连接的服务器，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，其中，所述当前匹配点位置用于表示所述用户终端当前处于通信状态时的位置坐标；

第一确定模块，用于根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列；

第二确定模块，用于根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

基于上述任一方面，本申请通过用户终端的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列。然后，根据位置拟合直线从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端的匹配道路轨迹。如此，能够在复杂的道路环境中有效确定用户的道路轨迹，从而可以便于有效分析出用户的停留道路和出行道路轨迹规律，助于疫情的防控。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的联合道路匹配系统的应用场景示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置的功能模块示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的用于执行上述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的服务器的组件结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示出了本申请实施例所提供的联合道路匹配系统10的应用场景示意图。本实施例中，联合道路匹配系统10可以包括服务器100以及与服务器100通信连接的用户终端200。

用户终端200可以包括但不限于移动设备、平板计算机、膝上型计算机，或其任意两种以上组合。例如，移动设备可以包括但不限于智能家居设备、可穿戴设备、智能移动设备、虚拟现实设备、或增强现实设备等，或其任意组合。例如，可穿戴设备可包括但不限于智能手环、智能鞋带、智能玻璃、智能头盔、智能手表、智能服装、智能背包、智能配件等、或其任何组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括但不限于虚拟现实头盔、虚拟现实玻璃、虚拟现实贴片、增强现实头盔、增强现实玻璃、或增强现实贴片等，或其任意组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括但不限于各种虚拟现实产品等。

在其它可行的实施例中，该联合道路匹配系统10也可以仅包括图1所示组成部分的其中一部分或者还可以包括其它的组成部分。

例如，服务器100可以是单个服务器，也可以是一个服务器组。服务器组可以是集中式的，也可以是分布式的（例如，服务器100可以是分布式系统）。例如，服务器100相对于用户终端200，可以是本地的、也可以是远程的。例如，服务器100可以经由网络访问存储在用户终端200以及数据库、或其任意组合中的信息。作为另一示例，服务器100可以直接连接到用户终端200和数据库中的至少一个，以访问其中存储的信息和/或数据。例如，服务器100可以在云平台上实现；仅作为示例，云平台可以包括私有云、公有云、混合云、社区云(community cloud)、分布式云、跨云（inter-cloud）、多云(multi-cloud)等，或者它们的任意组合。

例如，服务器100可以包括处理器。处理器可以处理与服务请求有关的信息和/或数据，以执行本申请中描述的一个或多个功能。处理器可以包括一个或多个处理核（例如，单核处理器或多核处理器）。

前述的数据库可以存储数据和/或指令。例如，数据库可以存储向用户终端200分配的数据。例如，数据库可以存储在本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。例如，数据库可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、或只读存储器等，或其任意组合。

例如，数据库可以连接到网络以与联合道路匹配系统10（例如，服务器100，用户终端200等）中的一个或多个组件通信。联合道路匹配系统10中的一个或多个组件可以经由网络访问存储在数据库中的数据或指令。例如，数据库可以直接连接到联合道路匹配系统10中的一个或多个组件（例如，服务器100，用户终端200等）；或者，例如，数据库也可以是服务器100的一部分。

图2示出了本申请实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的流程示意图，本实施例中，该基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法可以由图1中所示的服务器100执行。应当理解，在其它实施例中，本实施例的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的详细步骤介绍如下。

步骤S110，获取用户终端200的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

步骤S120，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。

步骤S130，根据位置拟合直线从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹。

本实施例中，当前匹配点位置可以用于表示用户终端200当前处于通信状态时的位置坐标，例如，可以是经纬度坐标，也可以是以其它任何规则所对应的坐标（如城市空间的城市地理坐标）等，在此不作具体限定。

本实施例中，道路数据库可以通过公开地图（Open Street Map，OSM）网站提供的地图数据源获取并存储在该服务器100中。例如，如果要获取A城市的道路数据库，那么则可以从该地图数据源查找A城市的城市区域中的所有道路数据从而在服务器100中建立该A城市的道路数据库。

基于上述设计，本实施例通过用户终端200的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，然后根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。然后根据位置拟合直线从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹。能够在复杂的道路环境中有效确定用户的道路轨迹，从而可以便于有效分析出用户的停留道路和出行道路轨迹规律，助于疫情的防控。

在一种可能的实施方式中，以下对步骤S110的子步骤进行示例性说明，具体描述如下。

子步骤S111，获取用户终端200在当前时刻的基站通信数据。

子步骤S112，根据基站通信数据确定用户终端200的当前匹配点位置。

子步骤S113，将当前匹配点位置以及当前匹配点位置之前确定的各个匹配点位置进行线性拟合，确定当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

示例性地，在子步骤S112中，随着当前移动通信网络的建设，用户终端200的用户通常会主动调用应用和各种应用的后台运行，而在应用运行的过程中会与周围的基站保持通信数据的收发，从而可以使得可用于分析终端位置的基站通信数据的更新频率大大上升，基于这些基站通信数据进行数据处理来确定用户终端200的当前匹配点位置，能够有效改善仅利用CELL-ID进行位置定位时导致定位精度较低的问题。

例如，在一种可能的实施方式中，该子步骤S112可以通过以下方式来实现，具体描述如下。

（1）从基站通信数据中获取用户终端200在当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数。

本实施例中，广播控制信道(Broadcast Control CHannel，BCCH)是一种一点对多点的单方向控制信道，用于基站向移动台广播公用的信息，传输系统公用控制信息，例如公共控制信道号码以及是否与独立专用控制信道相组合等信息。

本实施例中，基站识别码（Base Station Identity Code，BSIC）是由网络色码（BCCBSIC的格式为：NCC－BCC；NCC取值范围为：0～7；BCC取值范围为：0～7）构成的识别码，可以用于区分不同运营者或同一运营者广播控制信道频率相同的不同小区。

本实施例中，位置区码（Location Area Code，LAC）可由两个字节组成，采用16进制编码。例如，其可用范围为0001－FFFEH，码组0000H和FFFFH不可以使用。其中，一个位置区可以包含一个或多个小区。

（2）根据当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数确定与用户终端200进行通信的每一个目标通信基站，并获取用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度。

本实施例中，通过结合当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数，按照基站的定位算法可以确定与用户终端200进行通信的每一个目标通信基站。在此基础上，可以获取用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度RSSI（Received Signal Strength Indicator）。例如，可以依据无线电波或声波在介质中传输，信号功率是随传播距离衰减的原理，根据信标节点已知信号的发射功率和节点接收的信号功率，通过信号与距离之间的预设衰减模型，就可以计算出相关通信信号强度。

（3）计算用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值，并根据用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度计算用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标。

其中，一种可替代的用于计算用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值的计算公式可以为：

用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标的计算公式可以为：

（4）根据用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标和每个通信信号强度的归一化值，确定用户终端200的当前匹配点位置。

其中，根据用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标和每个通信信号强度的归一化值，确定用户终端200的当前匹配点位置的计算公式为：

其中，longitude[i]为重心坐标的经度值，latitude[i]为重心坐标的纬度值，RSSI[i]为与用户终端200通信的n个基站的通信信号强度，λi为归一化值，n=7。

在一种可能的实施方式中，步骤S120可以包括以下示例性子步骤S121和S122，具体描述如下。

子步骤S121，确定以用户终端200的当前匹配点位置为中心、以预设距离为半径的候选道路区域，并确定候选道路区域在道路数据库中的初始路段序列。

本实施例中，预设距离可以根据实际设计需求进行个性化设置，例如可以设置为1km，假设用户终端200的当前匹配点位置为A城市的B区域的C位置点，由此可以以该C位置点为中心，以1km为半径确定候选道路区域，然后从前述建立的A城市的道路数据库中获取该候选道路区域的初始路段序列。

子步骤S122，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从初始路段序列中选择与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。

本实施例中，在之前还需要预先确定道路网络中各条道路之间的拓扑关系，例如可以从预设地图数据源中获取待匹配区域的道路数据，并对待匹配区域的道路数据进行数据处理，将待匹配区域中每条道路的道路线段之间的连通线段以及每个道路线段的连通点确定为道路网络中各条道路之间的拓扑关系。

作为一种可能的示例，在电子地图中，每一条道路都是通过一系列的点组合而成的，且每个点的位置都是己知的，本实施例可以采用线段来表示道路段，采用折线来近似代表曲线道路。由于在城市环境中，行人的运行通常仅限于道路上。现实生活中的道路，一般不会仅由固定数量的道路段构成。结合城市环境考虑，多条道路之间可能会存在多个相连通的道路段，一条道路也可能会存在多条相连的道路段，从而可以将待匹配区域中每条道路的道路线段之间的连通线段以及每个道路线段的连通点确定为道路网络中各条道路之间的拓扑关系。

在此基础上，可以根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从初始路段序列中选择与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。例如，可以通过对道路前一次的匹配结果和行人的运行方向进行判断和分析。同时，结合道路网络中各条道路之间的拓扑关系，以此作为判定的标准，来确定当前匹配点位置的所有候选路段系列。可以理解，在一定时间范围内，因城市交通环境复杂，有的行人或车辆只能行驶在与上一匹配路段相连的道路上，而不能在短时间内跳变至其他道路，因此可以通过结合以上道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从而来进一步准确确定与当前待定位点相关联的各候选道路段的范围。

在一种可能的实施方式中，步骤S130可以包括以下示例性子步骤S131-S138，具体描述如下。

子步骤S131，判断候选路段序列中是否仅有一条候选路段。

子步骤S132，如果候选路段序列中仅有一条候选路段，则将该条候选路段确定为当前匹配点位置对应的匹配道路。

本实施例中，如果候选路段序列中仅有一条候选路段，则表明该用户只能与该条候选路段匹配，进而无需再进行之后的筛选操作，将该条候选路段确定为当前匹配点位置对应的匹配道路。

子步骤S133，如果候选路段序列中具有两条或者两条以上候选路段，则判断每条候选路段是否为首次进行匹配的候选路段。

子步骤S134，当候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将候选路段添加到待匹配路段集合中。

本实施例中，当候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将候选路段添加到待匹配路段集合中，表明该用户可能是从该条候选路段开始行进，此时则可以将该条候选路段添加到待匹配路段集合中。

子步骤S135，当候选路段不是首次进行匹配的候选路段时，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系判断候选路段与上一路段是否连通，当候选路段与上一路段连通时，将候选路段添加到待匹配路段集合中，当候选路段与上一路段不连通时，则丢弃候选路段。

子步骤S136，计算待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与位置拟合直线的斜率之间的偏差平方和。

本实施例中，在电子地图中，考虑到每一条待匹配路段都是通过一系列的点组合而成的，由于城市环境下行人的运行是在道路上行进的，因此，可以认为在一定的待匹配路段范围内，可以通过使用直线来拟合车辆的运行轨迹。基于此，可以计算待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与位置拟合直线的斜率之间的偏差，例如偏差平方和。

子步骤S137，将最小偏差平方和对应的待匹配路段确定为当前匹配点位置对应的匹配道路。

本实施例中，最小偏差平方和对应的待匹配路段即可确定为当前匹配点位置对应的匹配道路。

子步骤S138，根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹。

本实施例中，在获得用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路之后，即可按照时序排列的方式对每个匹配点位置对应的匹配道路进行连接，从而可以得到用户终端200的匹配道路轨迹。

由此，服务器100在后续可以通过对疫情确诊病例的匹配道路轨迹的跟踪，对人群出行进行预警提示。

基于同一发明构思，请参阅图3，示出了本申请实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110的功能模块示意图，本实施例可以根据上述方法实施例对基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110进行功能模块的划分。例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。比如，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图3示出的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110只是一种装置示意图。其中，基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110可以包括获取模块111、第一确定模块112以及第二确定模块113，下面分别对该基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110的各个功能模块的功能进行详细阐述。

获取模块111，用于获取用户终端200的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，其中，当前匹配点位置用于表示用户终端200当前处于通信状态时的位置坐标。可以理解，该获取模块111可以用于执行上述步骤S110，关于该获取模块111的详细实现方式可以参照上述对步骤S110有关的内容。

第一确定模块112，用于根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。可以理解，该第一确定模块112可以用于执行上述步骤S120，关于该第一确定模块112的详细实现方式可以参照上述对步骤S120有关的内容。

第二确定模块113，用于根据位置拟合直线从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹。可以理解，该第二确定模块113可以用于执行上述步骤S130，关于该第二确定模块113的详细实现方式可以参照上述对步骤S130有关的内容。

在一种可能的实施方式中，获取模块111可以通过以下方式获取用户终端200的当前匹配点位置以及当前匹配点位置所对应的位置拟合直线：

获取用户终端200在当前时刻的基站通信数据；

根据基站通信数据确定用户终端200的当前匹配点位置；

将当前匹配点位置以及当前匹配点位置之前确定的各个匹配点位置进行线性拟合，确定当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

在一种可能的实施方式中，获取模块111可以通过以下方式确定用户终端200的当前匹配点位置的步骤，包括：

从基站通信数据中获取用户终端200在当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数；

根据当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数确定与用户终端200进行通信的每一个目标通信基站，并获取用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度；

计算用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值，并根据用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度计算用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标；

根据用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标和每个通信信号强度的归一化值，确定用户终端200的当前匹配点位置；

其中，用户终端200与每个目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值的计算公式为：

用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标的计算公式为：

根据用户终端200与每个目标通信基站对应的重心坐标和每个通信信号强度的归一化值，确定用户终端200的当前匹配点位置的计算公式为：

其中，longitude[i]为重心坐标的经度值，latitude[i]为重心坐标的纬度值，RSSI[i]为与用户终端200通信的n个基站的通信信号强度，λi为归一化值，n=7。

在一种可能的实施方式中，第一确定模块112可以通过以下方式从预先建立的道路数据库中确定与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列：

确定以用户终端200的当前匹配点位置为中心、以预设距离为半径的候选道路区域，并确定候选道路区域在道路数据库中的初始路段序列；

根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从初始路段序列中选择与用户终端200的当前匹配点位置关联的候选路段序列。

在一种可能的实施方式中，第一确定模块112还用于预先确定道路网络中各条道路之间的拓扑关系，具体用于：

从预设地图数据源中获取待匹配区域的道路数据；

对待匹配区域的道路数据进行数据处理，将待匹配区域中每条道路的道路线段之间的连通线段以及每个道路线段的连通点确定为道路网络中各条道路之间的拓扑关系。

在一种可能的实施方式中，第二确定模块113可以通过以下方式从候选路段序列中确定当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹的步骤，包括：

判断候选路段序列中是否仅有一条候选路段；

如果候选路段序列中仅有一条候选路段，则将该条候选路段确定为当前匹配点位置对应的匹配道路；

如果候选路段序列中具有两条或者两条以上候选路段，则判断每条候选路段是否为首次进行匹配的候选路段；

当候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将候选路段添加到待匹配路段集合中；

当候选路段不是首次进行匹配的候选路段时，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系判断候选路段与上一路段是否连通，当候选路段与上一路段连通时，将候选路段添加到待匹配路段集合中，当候选路段与上一路段不连通时，则丢弃候选路段；

计算待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与位置拟合直线的斜率之间的偏差平方和；

将最小偏差平方和对应的待匹配路段确定为当前匹配点位置对应的匹配道路；

根据用户终端200的每个匹配点位置对应的匹配道路获得用户终端200的匹配道路轨迹。

基于同一发明构思，请参阅图4，示出了本申请实施例提供的用于执行上述基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的服务器100的结构示意框图，该服务器100可以包括基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110、机器可读存储介质120和处理器130。

本实施例中，机器可读存储介质120与处理器130均位于服务器100中且二者分离设置。然而，应当理解的是，机器可读存储介质120也可以是独立于服务器100之外，且可以由处理器130通过总线接口来访问。可替换地，机器可读存储介质120也可以集成到处理器130中，例如，可以是高速缓存和/或通用寄存器。

处理器130是该服务器100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个服务器100的各个部分，通过运行或执行存储在机器可读存储介质120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在机器可读存储介质120内的数据，执行该服务器100的各种功能和处理数据，从而对服务器100进行整体监控。可选地，处理器130可包括一个或多个处理核心；例如，处理器130可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

其中，处理器130可以是一个通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制上述方法实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法的程序执行的集成电路。

机器可读存储介质120可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmabler-Only MEMory，EEPROM)、只读光盘(Compactdisc Read-Only MEMory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。机器可读存储介质120可以是独立存在，通过通信总线与处理器130相连接。机器可读存储介质120也可以和处理器集成在一起。其中，机器可读存储介质120用于存储执行本申请方案的机器可执行指令。处理器130用于执行机器可读存储介质120中存储的机器可执行指令，以实现前述方法实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法。

基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110可以包括存储在机器可读存储介质120的软件功能模块（例如图3中所示的获取模块111、第一确定模块112以及第二确定模块113），当处理器130执行基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置110中的软件功能模块时，以实现前述方法实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法。

由于本申请实施例提供的服务器100是上述服务器100执行的方法实施例的另一种实现形式，且服务器100可用于执行上述方法实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，因此其所能获得的技术效果可参考上述方法实施例，在此不再赘述。

进一步地，本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的可读存储介质，计算机可执行指令在被执行时可以用于实现上述方法实施例提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法中的相关操作。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，应用于与用户终端通信连接的服务器，所述方法包括：

获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，其中，所述当前匹配点位置用于表示所述用户终端当前处于通信状态时的位置坐标；

根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列；

根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线的步骤，包括：

获取所述用户终端在当前时刻的基站通信数据；

根据所述基站通信数据确定所述用户终端的当前匹配点位置；

将所述当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置之前确定的各个匹配点位置进行线性拟合，确定所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

3.根据权利要求2所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，根据所述基站通信数据和位置定位数据确定所述用户终端的当前匹配点位置的步骤，包括：

从所述基站通信数据中获取所述用户终端在当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数；

根据所述当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数确定与所述用户终端进行通信的每一个目标通信基站，并获取所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度；

计算所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值，并根据所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度计算所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标；

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置；

其中，所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值的计算公式为：

所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标的计算公式为：

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置的计算公式为：

其中，longitude[i]为重心坐标的经度值，latitude[i]为重心坐标的纬度值，RSSI[i]为与所述用户终端通信的n个基站的通信信号强度，λi为归一化值，n=7。

4.根据权利要求1所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列的步骤，包括：

确定以所述用户终端的当前匹配点位置为中心、以预设距离为半径的候选道路区域，并确定所述候选道路区域在所述道路数据库中的初始路段序列；

根据所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从所述初始路段序列中选择与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列。

5.根据权利要求4所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，还包括预先确定所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系的步骤，该步骤包括：

从预设地图数据源中获取待匹配区域的道路数据；

对所述待匹配区域的道路数据进行数据处理，将所述待匹配区域中每条道路的道路线段之间的连通线段以及每个所述道路线段的连通点确定为所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配方法，其特征在于，根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹的步骤，包括：

判断所述候选路段序列中是否仅有一条候选路段；

如果所述候选路段序列中仅有一条候选路段，则将该条候选路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

如果所述候选路段序列中具有两条或者两条以上候选路段，则判断每条候选路段是否为首次进行匹配的候选路段；

当所述候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将所述候选路段添加到待匹配路段集合中；

当所述候选路段不是首次进行匹配的候选路段时，根据所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系判断所述候选路段与上一路段是否连通，当所述候选路段与上一路段连通时，将所述候选路段添加到所述待匹配路段集合中，当所述候选路段与上一路段不连通时，则丢弃所述候选路段；

计算所述待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与所述位置拟合直线的斜率之间的偏差平方和；

将最小偏差平方和对应的待匹配路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

7.一种基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置，其特征在于，应用于与用户终端通信连接的服务器，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线，其中，所述当前匹配点位置用于表示所述用户终端当前处于通信状态时的位置坐标；

第一确定模块，用于根据道路网络中各条道路之间的拓扑关系，从预先建立的道路数据库中确定与所述用户终端的当前匹配点位置关联的候选路段序列；

第二确定模块，用于根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

8.根据权利要求7所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置，其特征在于，获取模块通过以下方式获取所述用户终端的当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线：

获取所述用户终端在当前时刻的基站通信数据；

根据所述基站通信数据确定所述用户终端的当前匹配点位置；

将所述当前匹配点位置以及所述当前匹配点位置之前确定的各个匹配点位置进行线性拟合，确定所述当前匹配点位置所对应的位置拟合直线。

9.根据权利要求8所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置，其特征在于，获取模块通过以下方式确定所述用户终端的当前匹配点位置：

从所述基站通信数据中获取所述用户终端在当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数；

根据所述当前时刻的广播控制信道参数、基站识别码参数以及位置区码参数确定与所述用户终端进行通信的每一个目标通信基站，并获取所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度；

计算所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值，并根据所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度计算所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标；

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置；

其中，所述用户终端与每个所述目标通信基站之间的通信信号强度的归一化值的计算公式为：

所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标的计算公式为：

根据所述用户终端与每个所述目标通信基站对应的重心坐标和每个所述通信信号强度的归一化值，确定所述用户终端的当前匹配点位置的计算公式为：

其中，longitude[i]为重心坐标的经度值，latitude[i]为重心坐标的纬度值，RSSI[i]为与所述用户终端通信的n个基站的通信信号强度，λi为归一化值，n=7。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的基于曲线拟合和网络拓扑结构的联合道路匹配装置，其特征在于，第二确定模块通过以下方式根据所述位置拟合直线从所述候选路段序列中确定所述当前匹配点位置对应的匹配道路，并根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹：

判断所述候选路段序列中是否仅有一条候选路段；

如果所述候选路段序列中仅有一条候选路段，则将该条候选路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

如果所述候选路段序列中具有两条或者两条以上候选路段，则判断每条候选路段是否为首次进行匹配的候选路段；

当所述候选路段为首次进行匹配的候选路段时，将所述候选路段添加到待匹配路段集合中；

当所述候选路段不是首次进行匹配的候选路段时，根据所述道路网络中各条道路之间的拓扑关系判断所述候选路段与上一路段是否连通，当所述候选路段与上一路段连通时，将所述候选路段添加到所述待匹配路段集合中，当所述候选路段与上一路段不连通时，则丢弃所述候选路段；

计算所述待匹配路段集合中的每条待匹配路段的斜率与所述位置拟合直线的斜率之间的偏差平方和；

将最小偏差平方和对应的待匹配路段确定为所述当前匹配点位置对应的匹配道路；

根据所述用户终端的每个匹配点位置对应的匹配道路获得所述用户终端的匹配道路轨迹。

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