CN111856541A - 一种固定线路车辆轨迹监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定线路车辆轨迹监测方法，包括：获取运营线路号所对应的线路标准轨迹；实时判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线，若回归则进入下一步骤；如果卫星信号正常，则以卫星定位数据作为车辆位置，判断车辆行驶是否偏离设定路线或者发生折返，如偏离设定路线或发生折返，则用卫星定位数据作为车辆位置，如未偏离设定路线且未发生折返，则纠正车辆位置到标准轨迹上；如卫星信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算车辆位置，并判断车辆行驶是否偏离设定路线，如偏离设定路线，用卫星定位数据作为车辆位置。解决因卫星定位信号不稳定或者被屏蔽导致的定位不准或无法定位问题。

Description

一种固定线路车辆轨迹监测系统及方法

技术领域

本发明涉及固定线路车辆轨迹监测及自动报站技术领域，具体地涉及一种固定线路车辆轨迹监测系统及方法。

背景技术

随着交通拥堵情况的日益严重和绿色出行的倡导，公共交通出行已成为越来越多人的选择。为了提高公共交通的现代化管理，以便更好的服务于人民群众，公交车辆的运营轨迹监测显得尤为重要。目前，获取公交车辆的位置信息和行驶轨迹的方法主要有以下几种：

方法一是通过道路上的固定设备（如定位桩、公交站台）上安装的无线信标装置进行定位，当车辆驶入定位桩的监测范围时，通过短距离通信技术获取当前车辆所在的站点位置。基于无线信标的自动报站方法便是基于该原理实现的。该类方法缺点是：1.需要在道路上增加设备，施工维护成本巨大；2.当车辆较多时，存在频率干扰问题；3.存在定位盲区，只有当车辆进入定位桩的通信范围内才可以定位车辆位置。

方法二是基于行驶里程计算车辆位置，如中国专利CN103325271A公开的基于CAN总线的车辆信息点自动语音播报系统及方法和中国专利CN2625209Y公开的用里程表对定线车辆跟踪定位的装置中均提出了基于里程信息和站间距进行车辆定位的方法。该类方法的主要缺点包括：1.车辆必须严格按照设定的路线行驶，一旦偏离线路将会出现定位错误，从而导致报站错误；2.需要预先测量站点之间的距离，实施困难且工作量大；3.当线路或站点发生变化时需重新测量站点之间的距离，增加工作量。

方法三是通过卫星定位系统（如GPS、北斗等）获取车辆的位置信息。该方法的主要缺点是卫星定位易受环境影响，如在建筑物、桥梁、树木或其他结构附近时，卫星定位的精度可能变差，而在隧道、山洞等区域，卫星定位几乎失效。

中国专利CN101609605A公开的智能交通系统及其监测控制方法，将方法一和方法二相结合，提出了基于无线传感器和里程仪组合定位的方法，提出在道路固定节点之间无线传感器的定位盲区采用里程信息辅助定位，解决了方法一的第3条缺点，但第1、2条缺点仍然无法避免。

中国专利CN103778799A将方法一和方法三相结合，提出了基于对等网络分布式计算的公交自动报站方法。该发明重点强调分布式计算，通过增加硬件资源将基于GPS报站和基于无线信标报站相结合，提高了系统的计算性能以及系统的运行可靠性，但实施过程中需要为每个站台配置工控机以及有源RFID标签，施工量大，增加了成本。另外，整个系统中由于设备众多，网络复杂，一旦公交线路或者公交站点发生变化，都要重新进行配置，甚至重新施工，增加工作量。最重要的是当GPS信号弱而车辆又处在无线信标的定位盲区时，该系统的定位方法将无法实现精确定位。

另外有发明专利将方法二和方法三相结合，提出了GPS和里程信息组合定位的方法，虽然在一定程序上可以解决GPS信号容易受环境干扰的问题，但仍然存在一些缺陷。如公开号为CN1609557A的专利公开了一种公共汽车动态定位及智能报站系统，其特点是系统接收卫星正常时，将GPS坐标作为车辆位置，当卫星信号弱时，用里程等信息计算车辆位置，然后将车辆位置与电子地图中的特征点相比较，根据距离信息进行报站。该发明专利公开的方法存在以下缺陷：1.并未明确指出如何评估卫星信号的好坏；2.无法解决由于卫星定位信号飘移导致的定位不准确；3.根据车辆位置与地图上特征点（即站点）的距离进行报站，如果车辆行驶发生了绕路、加油等偏离正常运营线路的情况时，则有可能会匹配到其他线路的站点，导致误报站；4.需要存储电子地图在车载设备中，所需存储容量大，且与地图上特征点做距离比较时计算量大。

另外，中国专利CN106710204B提出了一种基于北斗、电子地图、里程表航位推算的公交交叉定位装置与方法，在一定程度上可以弥补单纯依靠北斗定位的不足。其仅仅用于公交定位，其连续定位的依据是“行程-经纬度”表，只包含到起始点的里程以及经纬度信息，并没有包括停靠站点信息，无法进行车辆的轨迹监测。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的是：提供了一种固定线路车辆轨迹监测系统及方法，可以实时评估卫星定位系统的有效性、准确性和稳定性，结合线路标准轨迹、车辆行驶里程、三维电子罗盘等数据实现精准定位，从而解决因卫星定位信号不稳定或者被屏蔽导致的定位不准或无法定位问题，实时精准的获取车辆行驶轨迹，进而实现自动报站功能。

本发明的技术方案是：

一种固定线路车辆轨迹监测方法，包括以下步骤：

S1：获取车辆的运营状态及运营线路号；

S2：根据运营线路号获取该线路号所对应的线路标准轨迹；

S3：实时判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线，若回归设定路线则进入步骤S4；

S4：实时判断卫星定位信号是否正常，如果卫星信号正常，则以卫星定位数据作为车辆当前位置信息，判断车辆行驶是否偏离设定路线或者发生折返，如果偏离设定路线或发生折返，则用卫星定位数据作为车辆位置，如果未偏离设定路线且未发生折返，则纠正车辆位置到标准轨迹上；

S5：如果卫星信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置，同时判断车辆行驶是否偏离设定路线，如果偏离设定路线，用卫星定位数据作为车辆位置。

优选的技术方案中，所述步骤S3中判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线的方法包括：

S31：判断是否获取到卫星定位信号，如果是将卫星定位作为车辆位置，进入步骤S32，如果否，进入步骤S36；

S32：计算车辆位置距离标准轨迹的最小距离，并记下最小距离点坐标及点序号；

S33：判断车辆位置偏离标准轨迹的距离及最小距离点序号递增；

S34：当车辆位置偏离标准轨迹的距离小于一定阈值且最小距离点序号递增，回归标志加1，否则回归标志置0；

S35：当回归标志大于一定阈值时，判断车辆回归设定路线；反之，判断车辆未回归设定路线；

S36：监测报站事件和停车开门事件，并记录下最近一次两事件发生时间间隔内车辆行驶里程，记作事件小计里程，同时记录下报站站点编号；

S37：判断事件小计里程是否小于或等于设定阈值，且累计行驶里程大于设定阈值；

S38：如果是则判断车辆回归路线，将累计行驶里程清零，更新站点编号等于报站站点编号，更新车辆位置为站点编号对应站点坐标；如果否，则判断车辆未回归设定路线。

优选的技术方案中，所述步骤S4中判断卫星定位信号是否正常的方法包括：

判断卫星定位坐标和车辆行驶里程，如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，且卫星定位数据中的车辆方向角与姿态传感器方向角之差小于等于阈值，且卫星定位距离差与行驶里程差之差小于等于阈值，则判断卫星定位信号正常；

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，但卫星定位数据中的车辆方向角与姿态传感器方向角之差大于阈值或卫星定位距离差与行驶里程差之差大于阈值，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程没有变化，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标没有发生变化，且车辆行驶里程发生了变化，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标没有发生变化，且车辆行驶里程没有发生变化，则判断卫星定位信号正常。

优选的技术方案中，所述步骤S4中判断车辆行驶轨迹是否偏离设定路线或者发生折返的方法包括为：

计算车辆位置距离标准轨迹的最小距离，并记下最小距离点坐标及点序号；

如果所述最小距离大于一定阈值，则判断单次偏离标准轨迹，将偏离标志数值加1，当偏离标志数值大于设定阈值时，即判断车辆行驶偏离了设定路线；

如果当前最小距离点序号小于上一帧最小距离点序号，则判断车辆行驶方向发生单次反向，将折返标志数值加1，当折返标志数据大于设定阈值时，即判断车辆行驶方向发生了折返。

优选的技术方案中，所述步骤S5中根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置的方法包括：

S51：从CAN总线获取当前时刻的车速和车门状态，然后判断当前时间与上一帧获取CAN数据时的时间间隔是否大于设定阈值，如果是，判断CAN数据获取发生异常，输出CAN数据异常，结束流程；

S52：如果不是，则计算行驶里程，计算方式为：累计行驶里程 = 上一帧累计行驶里程+ ((当前时间 - 上一次获取CAN帧的时间) * 当前帧车速)，然后从上一个站点到下一个站点之间的标准轨迹点子集中找到一点A，使得该点的“距上一站的距离”属性值与累计行驶里程最接近；

S53：判断累计行驶里程与点A的“距离上一站距离”属性值的差值的绝对值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S54，否则进入步骤S56，判断车辆在站台附近未停车开门，且驶过站台超出了一定距离；

S54：判断点A的“距离下一站距离”属性值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S55，判断车辆已行驶至站台附近，否则进入步骤S57，判断车辆在两个站台之间行驶；

S55：判断当前车辆状态是否满足开门且车速为0，如果是则进入步骤S56，判断车辆在站台附近停车开门，如果否则进入步骤S57，判断车辆在站台附近没有停车开门；

S56：将累计行驶里程清零，并且更新站点编号为点A的“下一站站点编号”，然后进入步骤S57；

S57：输出站点编号以及点A的所有属性值，此时点A的位置即当前车辆位置。

优选的技术方案中，所述步骤S5中判断车辆行驶轨迹是否偏离设定路线的方法包括：

从标准轨迹点属性中获取当前位置，判断获取的当前位置是否是转弯点；

如果当前位置是转弯点且姿态传感器方向角变化与轨迹点方向角变化的差值小于等于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处发生了转弯，且转弯方向一致，将转弯偏离标志位设为0，将累计行驶里程修正为当前车辆位置所对应标准轨迹点距离上一站的站点距离；所述方向角变化包含方向信息；

如果当前位置是转弯点，但姿态传感器方向角变化与轨迹点方向角变化的差值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处未发生转弯，或者转弯方向不一致，将转弯偏离标志位加1；

如果当前位置是非转弯点且姿态传感器方向角变化绝对值不大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹的非转弯处未发生转弯，将转弯偏离标志位设为0；

如果当前位置是非转弯点且姿态传感器方向角变化绝对值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹非转弯处发生了转弯，将转弯偏离标志位加1；

判断转弯偏离标志位是否大于设定阈值，如果是即判断车辆偏离了设定路线，如果不是则判断车辆未偏离设定路线

优选的技术方案中，还包括：

如果车辆回归设定路线则启用报站功能；获取到车辆位置后，根据车辆位置所对应的标准轨迹点的属性字段进行报站；如果偏离设定路线或发生折返，则停用报站功能。

本发明还公开了一种固定线路车辆轨迹监测系统，包括服务器、应用终端和外接设备；

所述服务器包含线路站点管理模块和标准轨迹管理模块；

所述应用终端包含用于运算的数据处理模块、用于存储线路站点信息和标准轨迹的存储模块、用于获取车辆状态的车辆数据采集模块、用于接收卫星定位数据的GNSS模块，用于与服务器通信的移动通信模块；

所述外接设备包含用于获取车辆的位置、速度和方向的卫星定位装置；用于提供当前车辆线路信息的车载线路切换及显示装置；用于获取报站信息的报站装置；用于获取车辆行驶过程的实时方向角的姿态传感器；

所述服务器端的标准轨迹管理模块计算生成线路标准轨迹后通过移动网络传输给应用终端；所述外接设备获取的数据通过数据传输链路传输至应用终端，应用终端接收到外接设备的数据后结合从服务器端获取的标准轨迹执行定线车辆轨迹监测方法，所述定线车辆轨迹监测方法，包括以下步骤：

S1：获取车辆的运营状态及运营线路号；

S2：根据运营线路号获取该线路号所对应的线路标准轨迹；

S3：实时判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线，若回归设定路线则进入步骤S4；

S4：实时判断卫星定位信号是否正常，如果卫星信号正常，则以卫星定位数据作为车辆当前位置信息，判断车辆行驶是否偏离设定路线或者发生折返，如果偏离设定路线或发生折返，则用卫星定位数据作为车辆位置，如果未偏离设定路线且未发生折返，则纠正车辆位置到标准轨迹上；

S5：如果卫星信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置，同时判断车辆行驶是否偏离设定路线，如果偏离设定路线，用卫星定位数据作为车辆位置。

优选的技术方案中，所述线路站点管理模块，用于管理从运营调度系统获取的线路站点信息；

所述标准轨迹管理模块，用于管理每条线路所对应的标准轨迹，具体包括生成标准轨迹、修改标准轨迹、启用标准轨迹、停用标准轨迹，通过平台页面对标准轨迹及标准轨迹点属性进行修改和维护。

优选的技术方案中，所述线路标准轨迹的生成及维护流程包括：

获取线路历史卫星定位数据，通过运营时间段筛选出运营数据；

将筛选后的数据进行聚类得到一条初始标准轨迹；

修改完善初始标准轨迹，得到标准轨迹，设置标准轨迹的启用停用状态；

根据从线路站点管理模块获取的线路站点信息，对标准轨迹点进行属性赋值；

生成一组带属性的有序点的线路标准轨迹，将线路标准轨迹下发至各应用终端。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明可以实时评估卫星定位系统的有效性、准确性和稳定性，结合线路标准轨迹、车辆行驶里程、三维电子罗盘等数据实现精准定位，从而解决因卫星定位信号不稳定或者被屏蔽导致的定位不准或无法定位问题，实时精准的获取车辆行驶轨迹，进而实现自动报站功能。

如果卫星定位信号正常，则以卫星定位坐标作为当前车辆位置，并用最近距离法将车辆位置坐标修正到标准轨迹上，提高定位精度；如果卫星定位信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹计算当前车辆位置。实时精准地获取车辆行驶轨迹的同时，可监测其行驶轨迹是否偏离设定路线。如果车辆行驶轨迹偏离设定线路则自动解除报站，如果后续又回归到设定路线，则自动启动报站，可以有效的解决因绕路、折返、临时调度中途插入等因素导致误报站的问题。另外，如果站点或运营路线发生改变，维护人员无需到现场，可以直接在平台端修改标准轨迹，重新对标准轨迹点进行属性赋值后通过移动网络下发至应用终端即可，维护成本极低。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明实施例的系统原理框图；

图2是本发明实施例的应用终端车辆轨迹监测流程图；

图3是本发明实施例的服务器端标准轨迹生成流程图；

图4是本发明实施例的平台端标准轨迹编辑和审核页面；

图5是本发明实施例的标准轨迹属性赋值示意图；

图6是本发明实施例判断车辆是否回归设定线路的子流程图；

图7是本发明实施例的卫星定位信号评估程序流程图；

图8是本发明实施例根据里程和标准轨迹获取车辆位置的子流程图；

图9是本发明实施例判断车辆是否偏离设定路线的子流程图；

图10是本发明实施例判断车辆行驶是否发生折返的子流程图；

图11是本发明实施例根据三维电子罗盘判断车辆是否偏离设定路线的子流程图；

图12是本发明实施例的卫星定位异常时车辆行驶轨迹图样例一；

图13是用本发明实施例对图12中的异常定位进行纠正后的车辆行驶轨迹图；

图14是本发明实施例的卫星定位异常时车辆行驶轨迹图样例二；

图15是用本发明实施例对图14中的异常定位进行纠正后的车辆行驶轨迹图；

图16是本发明实施例的车辆未按设定行驶时的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所公开的一种固定线路车辆轨迹监测系统及方法适用于任何固定线路的车辆轨迹监测，包括但不限于公交车。

如图1所示，一种固定线路车辆轨迹监测系统由安装在车辆上的车载设备和应用终端以及部署在后端的服务器组成。其中服务器包含线路站点管理模块101和标准轨迹管理模块102；应用终端包含数据处理模块103、存储模块104、GNSS模块105、移动通信模块106、车辆数据采集模块107等，服务器与应用终端通过移动通信模块实现网络互联互通；外接设备包含卫星定位装置108、线路切换和显示装置109、报站装置110、三维电子罗盘111。应用终端通过车辆数据采集模块107与CAN总线112相连，实时获取车辆速度、开关门状态等信息。

三维电子罗盘111属于姿态传感器的一种，当然也可以为陀螺仪等其他姿态传感器。

首先由线路站点管理模块获取线路站点信息，由标准轨迹管理模块生成线路标准轨迹，然后通过移动通信模块传输到应用终端；由卫星定位装置获取卫星定位数据，由线路切换及显示装置获取线路运营状态及线路编号，由报站装置获取报站信息，报站装置包含人机交互界面，允许人工报站，由三维电子罗盘获取车辆行驶方向角，由CAN总线获取车辆瞬时速度以及开关门状态，并根据车辆瞬时速度在时间上的累积实时计算车辆累计行驶里程；所有这些数据通过数据传输链路传输至应用终端，由应用终端融合各种数据执行车辆行驶轨迹监测程序。

本实施例以公交车为例进行描述，线路切换和显示装置对应为车载路牌，卫星定位系统以GPS和北斗双定位系统为例，电子罗盘选用三维智能电子罗盘，移动通信模块选用4G/5G双模块。

应用终端开机后初始化车辆累计行驶里程为0，然后开启一个进程用于计算车辆行驶累计里程，具体计算方法为，通过CAN总线实时获取车辆的行驶速度，根据速度在时间上的积累得到行驶里程，计算公式为：累计行驶里程 = 上一帧累计行驶里程 + ((当前时间 - 上一次获取CAN帧的时间) * 当前帧车速)，其中CAN数据获取间隔可以根据运算能力调整，比如可以为200毫秒一次，或者1秒一次。

如图2所示是本发明实施倒的应用终端车辆轨迹监测流程图。车辆轨迹监测流程包括以下步骤：

步骤S201：从公交车载路牌获取当前运营状态以及运营线路编号，如果路牌未启用则说明未进入运营状态，则流程结束；如果路牌工作正常则获取线路编号，根据线路编号获取线路标准轨迹，并且将上一站站点编号的值赋值为0（默认线路第一站的站点编号为1），将启用标志位设置为0，所述启用标志位用来标记是否要启用同时使用卫星定位、里程和标准轨迹进行车辆轨迹的监测，启用标志位为1代表启用，为0代表不启用，不启用时仅依靠卫星定位实现车辆轨迹监测，然后进入步骤S202，此后便以一定的时钟周期循环执行后续流程，本实施例中采用每秒1次的时钟周期频率；

步骤S202：监测是否收到线路切换事件，如果发生了线路切换则重新根据线路编号获取线路标准轨迹，并且将上一站站点编号的值赋值为0，将启用标志位设置为0；

步骤S203：判断启用标志位是否为1，如果是则进入步骤S204，如果否，则将当前卫星定位坐标作为当前车辆位置，即仅根据卫星定位进行车辆轨迹跟踪，然后判断车辆是否回归设定线路，如果是则设置启用标志位为1，如果否，则结束该流程；

步骤S204：获取上一站站点编号，判断上一站站点编号是否大于0，如果不大于0说明车辆尚未行驶到第1站，此时以卫星定位原始坐标作为最终车辆位置，如果大于0，从卫星定位信号评估程序获取当前卫星定位信号的评估结果，如果卫星定位信号正常，则以卫星定位坐标作为当前车辆位置，进入步骤S205；如果卫星定位信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹确定当前车辆位置，具体过程参考图7根据里程和标准轨迹获取车辆位置的子流程图，该子流程返回车辆位置后，进入步骤S209，如果该子流程返回的是CAN数据异常则仍然根据卫星定位坐标确定车辆位置，进入步骤S205；所述行驶里程的计算方法为：通过CAN总线实时获取车辆的行驶速度，根据速度在时间上的积累得到行驶里程；

步骤S205：计算当前车辆位置到标准轨迹的最小距离，并记录下最小距离处所对应的标准轨迹点序号，简称为最小距离点序号，将该点记作最小距离点；

步骤S206：判断车辆是否偏离设定路线，如果是则提示车辆偏离路线，且将启用标志位设置为0，直到下次线路切换或者检测到车辆回归设定路线时，启用标志位为重新设置为1；如果车辆没有偏离路线，则进入步骤S207；

步骤S207：判断车辆行驶是否发生了折返，如果是则提示车辆折返，且将启用标志位设置为0，直到下次线路切换或者车辆回归设定路线时，启用标志位会被重新设置为1；如果没有发生折返，则进入步骤S208；

步骤S208：根据S205计算得到的最小距离点序号，取得该标准轨迹点的坐标和属性，将此坐标位置作为最终车辆位置，实现将偏移出道路的位置重新定位到道路上，提高定位精度，并且判断最终车辆位置所对应的标准轨迹点的报站类型属性是否为站点，如果是则将累计行驶里程清零且更新站点编号等于该点的“下一站站点编号”属性值，然后进入步骤S210；

步骤S209：步骤S204中根据里程和标准轨迹获取车辆位置的子流程返回当前车辆位置对应的标准轨迹点及其属性，根据是否是转弯点属性字段以及三维电子罗盘输出数据判断车辆是否偏离设定路线，如果是则提示车辆偏离路线，并设置启用标志位为0，如果不是则进入步骤S210；

步骤S210：根据车辆位置对应的标准轨迹点属性中的上一站站点编号、下一站站点编号、报站类型等属性字段值进行报站。

上述的一种固定线路车辆轨迹监测方法是基于线路标准轨迹的。线路标准轨迹由服务器端的标准轨迹管理模块生成和管理。如图3所示为标准轨迹的生成流程图，包括：

步骤S301：获取公交运营过程中由应用终端采集的GPS坐标历史数据，根据运营时间段筛选出车辆从发车到收车这段时间内的GPS历史数据，通过基于密度的聚类方法清洗数据去掉异常点，然后以始发站为起点进行聚类搜索至终点站为止，初步生成由有序点序列构成的线路标准轨迹；

步骤S302：在平台端审核初始标准轨迹，通过修改、插入、删除等功能完善标准轨迹，通过启用、停用等功能设置标准轨迹的启用和停用状态；

步骤S303：根据从线路站点管理模块获取的线路站点信息，为标准轨迹点进行属性赋值；属性包括轨迹点序号、轨迹点坐标、上一站站点编号、下一站站点编号、距离上一站的距离、距离下一站的距离、报站类型以及当前点的车辆方向角。所述报站类型包括非报站点、预报站点、进站点、靠站点、出站点以及根据业务需求定义的虚拟站点，如转弯点，上坡点，宣传用语播报点等。

步骤S304：最终生成的线路标准轨迹是由一组带带属性的有序点组成的，将线路标准轨迹通过网络下发至各应用终端。

其中，步骤S301中的基于密度的聚类方法，具体步骤为：

1、以每一个数据点 xi 为圆心，以eps为半径画一个圆圈，这个圆圈被称为xi的 eps邻域；

2、对这个圆圈内包含的点进行计数。如果一个圆圈里面的点的数目超过了密度阈值MinPts，那么将该圆圈的圆心记为核心点，又称核心对象。如果某个点的eps邻域内点的个数小于密度阈值但是落在核心点的邻域内，则称该点为边界点。既不是核心点也不是边界点的点，就是噪声点；

3、核心点xi的eps邻域内的所有的点都是xi的直接密度直达。如果xj由xi密度直达，xk由xj密度直达，xn由xk密度直达，那么xn由xi密度可达。这个性质说明了由密度直达的传递性，可以推导出密度可达；

4、如果对于xk，使xi和xj都可以由xk密度可达，那么就称 xi和xj密度相连。将密度相连的点连接在一起，就形成了聚类簇。

也就是说，如果一个点的eps邻域内的点的总数小于阈值，那么该点就是低密度点，如果大于阈值，就是高密度点。如果一个高密度点在另外一个高密度点的邻域内，就直接把这两个高密度点相连，这是核心点。如果一个低密度点在高密度点的邻域内，就将低密度点连在距离它最近的高密度点上，这是边界点。不在任何高密度点的eps邻域内的低密度点，就是异常点。

线路站点管理模块作用为管理从运营调度系统获取的线路站点信息，包括线路编号、线路名称、站点编号、站点名称、站点坐标、站点类型等数据；所述标准轨迹管理模块作用为管理每条线路所对应的标准轨迹，具体包括生成标准轨迹、修改标准轨迹、启用标准轨迹、停用标准轨迹。如图4所示为平台端标准轨迹编辑和审核页面。如果标准轨迹点偏离了道路，则通过移动操作将点位置移动到道路上；在卫星信号盲区的路段，可以通过插入轨迹点的操作补全轨迹点，同样如果相邻两个轨迹点距离过大，特别是转弯处或者站点附近，则可通过插入操作在两点之间增加轨迹点；如果有轨迹点偏离线路过多，则可以通过删除操作将其删除。标准轨迹编辑完成后，点击启用按钮正式启用标准轨迹，且锁定标准轨迹使其处于不可编辑状态，如果需要再次编辑，则可点击停用按钮先停用该标准轨迹，然后再进行编辑操作。

本实施例中初始标准轨迹点之间的距离在10m ~ 20m之间，经过后续插值操作后点之间的距离在5m以内，点之间的距离直接决定了车辆轨迹的精确程度，具体间隔距离可以根据应用需求进行调整。

如图5所示为标准轨迹点属性赋值示意图。标准轨迹点属性包括轨迹点序号，轨迹点坐标、上一站站点编号、下一站站点编号、距离上一站的距离、距离下一站的距离、报站类型以及当前点的方向角。

其中报站类型包括：00非报站点、01预报站点、02进站点、03靠站点、04出站点，……，10 虚站（语音提示，如转弯请拉好扶手）、11 虚站（语音提示，如上坡请拉好扶手）等等，或根据业务需求进行增加。如图5中所示三角符号代表站点位置，属性赋值流程具体如下：

步骤501：根据线路编号查询站点坐标；

步骤502：根据线路编号获取线路标准轨迹；

步骤503：计算各站点与标准轨迹距离最近的点，并为该点的属性赋值，本实施例中约定站点编号从1开始。假设一条线路总共有n个站点，编号分别为从1到n.如果第1站与标准轨迹第p1个点距离最近，则标准轨迹第p1个点的属性赋值为上一站站点编号为0，下一站站点编号为1，距离上一站的距离为0，距离下一站的距离为0，报站类型为03（靠站点）；假如第i（i不等于0）站与标准轨迹第p2个点距离最近，则标准轨迹上第p2个点的属性赋值为上一站站点编号为i-1，下一站站点编号为i，如果第i-1站与标准轨迹第p个点的距离最近，则第i站的距离上一站距离为第p个点到第p2个点的路程距离，距下一站的距离设置为0，报站类型为03（靠站点），具体见下表：

站点编号

距离最近的标准点

上一站编号

下一站编号

距上一站距离

距下一站距离

报站类型

1

p1

0

1

0

0

03

……

03

i-1

p

i-2

i-1

03

i

p2

i-1

i

p到p2的路程距离

0

03

……

03

n

p3

n-1

n

03

步骤504：计相邻两站分别为第i站和第i+1站，对于相邻两站之间的标准轨迹点，根据其距离站点的路程距离为每个点进行属性赋值，具体地：上一站站点编号为i；下一站站点编号为i+1；计算出距离上一站的距离即到第i站的距离；计算出距离下一站的距离即到第i+1站的距离；如果到第i站的距离小于阈值d5则报站类型为03（靠站点），如果到第i站的距离大于阈值d5且小于阈值d3则报站类型为04（出站点），如果到第i站的距离大于阈值d3且到第i+1站的距离大于阈值d2则报站类型为00（非报站点），如果到第i+1站的距离小于阈值d2且大于阈值d1则报站类型为01（预报站点），如果到第i+1站的距离小于阈值d1且大于阈值d4则报站类型为02（进站点），如果到第i+1站的距离小于阈值d4则报站类型为03（靠站点），至此第i站到第i+1站之间的标准轨迹点属性赋值完毕；

步骤505：循环执行步骤S504，直至所有标准轨迹点属性被赋值；

步骤506：根据标准轨迹上相邻两点的坐标计算出每一点的方向角，并将该方向角统一到电子罗盘输出的方向角所在坐标系，然后将方向角变化大于一定阈值的点定义为道路转弯处的点，报站类型为10（转弯，请拉好扶手）。

标准轨迹属性赋值完成后，可以由服务器下发至各应用终端，也可以由应用终端上线后向服务器请求。

步骤S203中所述判断车辆是否回归设定路线的子流程如图6所示。具体流程包括：

步骤S601：先判断是否有卫星定位信号，如果有则进入步骤S602根据卫星定位数据判断车辆是否回归设定路线，如果没有则进入步骤S603根据报站事件及开关门事件判断是否回归设定线路；

步骤S602：计算车辆位置距离标准轨迹的最小距离，并记下最小距离点坐标及点序号；

判断车辆位置偏离标准轨迹的距离及最小距离点序号递增；

当车辆位置偏离标准轨迹的距离小于一定阈值且最小距离点序号递增，回归标志加1，否则回归标志置0；

当回归标志大于一定阈值时，判断车辆回归设定路线；反之，判断车辆未回归设定路线；

步骤S603：监测报站事件和停车开门事件，并记录下最近一次两事件发生时间间隔内车辆行驶里程，记作事件小计里程，同时记录下报站站点编号；

判断事件小计里程是否小于或等于设定阈值，且累计行驶里程大于一定阈值；

当事件小计里程小于或等于设定阈值，且累计行驶里程大于一定阈值判断车辆回归路线，将累计行驶里程清零，更新站点编号等于报站站点编号，更新车辆位置为站点编号对应站点坐标；否则判断车辆未回归设定路线。

步骤S204所述卫星定位信号评估程序在应用终端由单独的线程以一定的时钟周期循环执行，其流程如图7所示，包括：

步骤S701：实时获取卫星定位数据，如果连续一段时间都未收取到卫星定位信号则认为定位设备模块损坏；如果时而可以收到卫星定位信号，时而收不到卫星定位信号，或者卫星信号的实际接收频率低于设定频率，则认为定位相关设备不稳定；如里卫星颗数过低，或者卫星定位坐标超出城市围栏，则判断为卫星定位信号无效；以上几种情况均被认为卫星定位信号异常，如果以上几种情况都不满足，则进入步骤S702；

步骤S702：获取车辆行驶里程、三维电子罗盘数据并将当前时刻获取的数据与上一时刻获取的数据相比较；

步骤S703：评估卫星定位信号，具体如下：

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，且卫星定位数据中的车辆方向与三维电子罗盘方向近似一致（小于等于阈值），且卫星定位距离差与行驶里程差近似一致（小于等于阈值），则认为卫星定位信号正常；

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，但卫星定位数据中的车辆方向与三维电子罗盘方向相差较大（大于阈值）或卫星定位距离差与行驶里程差相差较大，则认为卫星定位信号异常，对应场景为车辆行驶过程中卫星定位坐标发生了飘移；

如果卫星定位坐标发生了变化，但车辆行驶里程没有发生变化，则认为卫星定位信号异常，对应场景为车辆停止过程中卫星定位坐标发生了飘移；

如果卫星定位坐标没有发生变化，但是车辆行驶里程发生了变化，则认为卫星定位信号异常，对应场景为卫星定位信号没有更新，例如被屏蔽；

如果卫星定位坐标没有发生变化，且车辆行驶里程没有发生变化，则认为卫星定位信号正常，对应场景为停车。

步骤S204中所述根据里程和标准轨迹获取车辆位置的子流程图如图8所示，该流程同样是由单独的线程以一定的时钟周期循环执行。具体包括以下步骤：

步骤S801：从CAN总线获取当前时刻的车速和车门状态（包括前门、后门在内的所有门），然后进入步骤S802；

步骤S802：判断当前时间与上一帧获取CAN数据时的时间间隔是否大于设定阈值，如果是说明CAN数据获取发生异常，输出CAN数据异常，结束流程；如果不是则进入步骤S803；

步骤S803：根据速度在时间的累积计算行驶里程，计算方式为：累计行驶里程 = 上一帧累计行驶里程 + ((当前时间 - 上一次获取CAN帧的时间) * 当前帧车速)，然后进步骤S804；

步骤S804：从上一个站点到下一个站点之间的标准轨迹点（前开后闭区间，即不包含上一个站点对应的标准轨迹点，包含下一个站点对应的标准轨迹点）子集中找到一点A，使得该点的距一站的距离属性值与累计行驶里程最接近，进入步骤S805；

步骤S805：判断累计行驶里程与点A的“距离上一站距离”属性值的差值的绝对值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S806，如果否则进入步骤S808，此情况对应的场景为车辆在站台附近未停车开门，越站后开出距离大于一定阈值时系统判断车子已过某站；

步骤S806：判断点A的“距离下一站距离”属性值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S807，此情况对应场景为车辆已行驶至站台附近，如果否，则进入步骤S809，此情况对应的场景为车辆在两个站台之间行驶；

步骤S807：判断当前车辆状态是否满足开门且车速为0，如果是则进入步骤S808，此情况对应场景为车辆在站台附近停车开门，如果否则进入步骤S809，此情况对应场景为车辆在站台附近没有停车开门；

步骤S808：将累计行驶里程清零，并且更新站点编号为点A的“下一站站点编号”，然后进入步骤S809；

步骤S809：输出站点编号以及点A的所有属性值，此时点A的位置即当前车辆位置。

步骤S206中所述判断车辆是否偏离设定路线的子流程图如图9所示。比较S205计算得到的最小距离值与所设阈值，如果该最小距离值大于设定阈值，将偏离标志数值加1，当偏离标志数值大于设定阈值时，判断车辆行驶偏离了设定路线；如果该最小距离不大于设定阈值则将偏离标志数值置为0，判断车辆未偏离路线。

步骤S207中所述判断车辆是否折返的子流程图如图10所示。比较S205计算得到的最小距离点序号与上一帧最小距离点序号，如果序号呈递减趋势，则将当前最小距离点序号赋值给一上帧最小距离点序号，且将折返标志数值加1，如果折返标志数值大于设定阈值，即判断车辆行驶发生了折返；如果序号呈递增趋势，反向标志数值置为0，判断车辆未发生折返。

步骤S209中所述根据三维电子罗盘判断车辆是否偏离路线的子流程如图11所示，包括：

从标准轨迹点属性中获取当前位置，判断获取的当前位置是否是转弯点；

如果当前位置是转弯点且三维电子罗盘方向角变化与轨迹点方向角变化的差值小于等于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处发生了转弯，且转弯方向一致，将转弯偏离标志位设为0，将累计行驶里程修正为当前车辆位置所对应标准轨迹点距离上一站的站点距离；所述方向角变化包含方向信息；

如果当前位置是转弯点，但三维电子罗盘方向角变化与轨迹点方向角变化的差值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处未发生转弯，或者转弯方向不一致，将转弯偏离标志位加1；

如果当前位置是非转弯点且三维电子罗盘方向角变化绝对值不大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹的非转弯处未发生转弯，将转弯偏离标志位设为0；

如果当前位置是非转弯点且三维电子罗盘方向角变化绝对值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹非转弯处发生了转弯，将转弯偏离标志位加1；

判断转弯偏离标志位是否大于设定阈值，如果是即判断车辆偏离了设定路线，如果不是则判断车辆未偏离设定路线。

如图12所示，车辆行驶方向为逆时针方向，图中灰色圆点标记点为GPS原始定位坐标，受高架影响，矩形框标记的位置GPS坐标与实际道路发生了偏离，椭圆框标记的位置GPS定位发生了严重缺失。采用本发明所提供的方法轨迹纠正效果如图13所示，在GPS坐标发生偏移和缺失的路段，用里程和标准轨迹进行车辆定位如图中黑色菱形标记点所示，解决了该路段无法定位或定位误差较大的问题且定位精度达到车道级别；在GPS坐标偏移未超出范围时用GPS坐标和标准轨迹修正车辆位置如图中三角形标记点所示，可以提高定位精度达到车道级别。由此可见，本发明所提供的方法可以很好的解决当卫星信号弱甚至被完全屏弊时无法定位的问题，当卫星信号强时可恢复卫星定位，且可以纠正卫星定位发生的微小偏移，提高定位精度达到车道级别，同时避免了单纯依靠行驶里程定位带来的积累误差。

以公交车为例一种典型的场景是当车辆行驶在高架时，如图14所示，带箭头的线条代表GPS定位实时轨迹，此时定位已发生了严重偏移，在此段行驶过程中，GPS信号接收频率正常，卫星颗数最低也在10颗以上，且GPS坐标和行驶里程都在发生变化，根据专利CN1609557A提供的方法则无法确定GPS是否异常，也不会启动里程定位，此时仍然会以GPS定位坐标作为车辆的坐标，但实际情况是已经发生了严重偏离，根据不准确的定位坐标进行报站，必定会出现错报、误报现象。而依据本发明所提供的方法，当检测到定位坐标和车辆里程都发了变化时，进入步骤S703，比较卫星定位数据中的车辆方向与三维电子罗盘方向，以及卫星定位距离差与行驶里程差，发现满足步骤S703中所列出的第二种情况，即认为卫星定位信号异常，对应场景为车辆行驶过程中卫星定位坐标发生了飘移。评估出卫星定位异常后，即启动里程辅助定位系统提高定位精确度，纠正后轨迹如图15所示。

一种极端场景为车辆卫星定位装置完全失效，系统无法根据卫星定位数据进行车辆轨迹监测，报站装置也无法根据卫星定位进行自动报站，但报站装置可以接收人工报站操作。在步骤S203的判断车辆是否回归设定路线时会进入步骤S603，一旦监测到报站事件和停车开门事件且满足步骤S603中所述判断条件，即可判断车辆在设定线路上行驶且当前位置在所报站点处，更新启用标志位为1，同时更新车辆位置到此站点坐标，更新站点编号等于此站点编号，将此点作为里程定位的起点，后续流程会进入步骤S204中的根据里程和标准轨迹获取车辆位置，进而完成无卫星定位时的车辆轨迹跟踪。

另一种场景是当车辆发生绕路、加油等不按设定路线行驶的情况时，如图16所示，根据专利CN1609557A提供的方法，将车辆位置与电子地图上的站点信息作比较，而没有引入线路信息，很容易匹配到非该车辆运营线路的站点上，导致报站错误。而依据本发明所提供的方法，由步骤S206和S207或者S209可以监测到车辆行驶偏离了设定路线,系统会给出提示并停止自动报站，当监测到车辆回归设定路线时，系统会自动启动报站。

再一种场景是当车辆因为临时调度从某线路的中间站点开始运营，此时车辆需要从中间开始报站，而报站装置中并没有上一次的报站结果，而传统GPS报站方法或者里程报站方法往往依赖上一次的报站结果而计算后续的报站，因此很容易出现报站错误。本发明提出的方法依据步骤S203中所述当前车辆位置与标准轨迹的距离关系，可以迅速判断出车辆是否已行驶到运营线路上，如果已行驶到运营线路上，依据步骤S210所述车辆位置在标准轨迹上的点以及标准轨迹点属性计算出当前车辆位置在线路的哪两个站点之间、是否需要报站等信息。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取车辆的运营状态及运营线路号；

S2：根据运营线路号获取该线路号所对应的线路标准轨迹；

S3：实时判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线，若回归设定路线则进入步骤S4；

S4：实时判断卫星定位信号是否正常，如果卫星信号正常，则以卫星定位数据作为车辆当前位置信息，判断车辆行驶是否偏离设定路线或者发生折返，如果偏离设定路线或发生折返，则用卫星定位数据作为车辆位置，如果未偏离设定路线且未发生折返，则纠正车辆位置到标准轨迹上；

S5：如果卫星信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置，同时判断车辆行驶是否偏离设定路线，如果偏离设定路线，用卫星定位数据作为车辆位置。

2.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，所述步骤S3中判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线的方法包括：

S31：判断是否获取到卫星定位信号，如果是将卫星定位作为车辆位置，进入步骤S32，如果否，进入步骤S36；

S32：计算车辆位置距离标准轨迹的最小距离，并记下最小距离点坐标及点序号；

S33：判断车辆位置偏离标准轨迹的距离及最小距离点序号递增；

S34：当车辆位置偏离标准轨迹的距离小于一定阈值且最小距离点序号递增，回归标志加1，否则回归标志置0；

S35：当回归标志大于一定阈值时，判断车辆回归设定路线；反之，判断车辆未回归设定路线；

S36：监测报站事件和停车开门事件，并记录下最近一次两个事件发生时间间隔内车辆行驶里程，记为事件小计里程，同时记录下报站站点编号；

S37：判断事件小计里程是否小于或等于设定阈值，且累计行驶里程大于设定阈值；

S38：如果是则判断车辆回归路线，将累计行驶里程清零，更新站点编号等于报站站点编号，更新车辆位置为站点编号对应站点坐标；如果否，则判断车辆未回归设定路线。

3.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，所述步骤S4中判断卫星定位信号是否正常的方法包括：

判断卫星定位坐标和车辆行驶里程，如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，且卫星定位数据中的车辆方向角与姿态传感器方向角之差小于等于阈值，且卫星定位距离差与行驶里程差之差小于等于阈值，则判断卫星定位信号正常；

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程累加了，且卫星定位数据中的车辆方向角与姿态传感器方向角之差大于阈值或卫星定位距离差与行驶里程差之差大于阈值，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标发生了变化，且车辆行驶里程没有变化，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标没有发生变化，且车辆行驶里程发生了变化，则判断卫星定位信号异常；

如果卫星定位坐标没有发生变化，且车辆行驶里程没有发生变化，则判断卫星定位信号正常。

4.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，所述步骤S4中判断车辆行驶轨迹是否偏离设定路线或者发生折返的方法包括为：

计算车辆位置距离标准轨迹的最小距离，并记下最小距离点坐标及点序号；

如果所述最小距离大于一定阈值，则判断单次偏离标准轨迹，将偏离标志数值加1，当偏离标志数值大于设定阈值时，判断车辆行驶偏离设定路线；

如果当前最小距离点序号小于上一帧最小距离点序号，则判断车辆行驶方向发生单次反向，将折返标志数值加1，当折返标志数据大于设定阈值时，即判断车辆行驶方向发生了折返。

5.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，所述步骤S5中根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置的方法包括：

S51：从CAN总线获取当前时刻的车速和车门状态，然后判断当前时间与上一帧获取CAN数据时的时间间隔是否大于设定阈值，如果是，判断CAN数据获取发生异常，输出CAN数据异常，结束流程；

S52：如果不是，则计算行驶里程，计算方式为：累计行驶里程 = 上一帧累计行驶里程+ ((当前时间 - 上一次获取CAN帧的时间) * 当前帧车速)，然后从上一个站点到下一个站点之间的标准轨迹点子集中找到一点A，使得该点的距一站的距离属性值与累计行驶里程最接近；

S53：判断累计行驶里程与点A的“距离上一站距离”属性值的差值的绝对值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S54，如果否则进入步骤S56，判断车辆在站台附近未停车开门，且驶过站台超出了一定距离；

S54：判断点A的“距离下一站距离”属性值是否小于一定阈值，如果是则进入步骤S55，判断车辆已行驶至站台附近，否则进入步骤S57，判断车辆在两个站台之间行驶；

S55：判断当前车辆状态是否满足开门且车速为0，如果是则进入步骤S56，判断车辆在站台附近停车开门，否则进入步骤S57，判断车辆在站台附近没有开门停车；

S56：将累计行驶里程清零，并且更新站点编号为点A的“下一站站点编号”，然后进入步骤S57；

S57：输出站点编号以及点A的所有属性值，此时点A的位置即当前车辆位置。

6.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，所述步骤S5中判断车辆行驶轨迹是否偏离设定路线的方法包括：

从标准轨迹点属性中获取当前位置，判断获取的当前位置是否是转弯点；

如果当前位置是转弯点且姿态传感器方向角变化与轨迹点方向角变化的差值小于等于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处发生了转弯，且转弯方向一致，将转弯偏离标志位设为0，将累计行驶里程修正为当前车辆位置所对应标准轨迹点距离上一站的站点距离；

如果当前位置是转弯点，但姿态传感器方向角变化与轨迹点方向角变化的差值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹转弯处未发生转弯，或者转弯方向不一致，将转弯偏离标志位加1；

如果当前位置是非转弯点且姿态传感器方向角变化绝对值不大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹的非转弯处未发生转弯，将转弯偏离标志位设为0；

如果当前位置是非转弯点且姿态传感器方向角变化绝对值大于一定阈值，则判断车辆在标准轨迹非转弯处发生了转弯，将转弯偏离标志位加1；

判断转弯偏离标志位是否大于设定阈值，如果是即判断车辆偏离了设定路线，如果不是则判断车辆未偏离设定路线。

7.根据权利要求1所述的固定线路车辆轨迹监测方法，其特征在于，还包括：

如果车辆回归设定路线则启用报站功能；获取到车辆位置后，根据车辆位置所对应的标准轨迹点的属性字段进行报站；如果偏离设定路线或发生折返，则停用报站功能。

8.一种固定线路车辆轨迹监测系统，其特征在于，包括服务器、应用终端和外接设备；

所述服务器包含线路站点管理模块和标准轨迹管理模块；

所述应用终端包含用于运算的数据处理模块、用于存储线路站点信息和标准轨迹的存储模块、用于获取车辆状态的车辆数据采集模块、用于接收卫星定位数据的GNSS模块，用于与服务器通信的移动通信模块；

所述外接设备包含用于获取车辆位置、速度和方向的卫星定位装置；用于提供当前车辆线路信息的车载线路切换及显示装置；用于获取报站信息的报站装置；用于获取车辆行驶过程的实时方向角和旋转角的姿态传感器；

所述服务器端的标准轨迹管理模块计算生成线路标准轨迹后通过移动网络传输给应用终端；所述外接设备获取的数据通过数据传输链路传输至应用终端，应用终端接收到外接设备的数据后结合从服务器端获取的标准轨迹执行定线车辆轨迹监测方法，所述定线车辆轨迹监测方法，包括以下步骤：

S1：获取车辆的运营状态及运营线路号；

S2：根据运营线路号获取该线路号所对应的线路标准轨迹；

S3：实时判断车辆行驶轨迹是否回归设定路线，若回归设定路线则进入步骤S4；

S4：实时判断卫星定位信号是否正常，如果卫星信号正常，则以卫星定位数据作为车辆当前位置信息，判断车辆行驶是否偏离设定路线或者发生折返，如果偏离设定路线或发生折返，则用卫星定位数据作为车辆位置，如果未偏离设定路线且未发生折返，则纠正车辆位置到标准轨迹上；

S5：如果卫星信号异常，则根据车辆行驶里程和标准轨迹信息计算当前车辆位置，同时判断车辆行驶是否偏离设定路线，如果偏离设定路线，用卫星定位数据作为车辆位置。

9.根据权利要求8所述的固定线路车辆轨迹监测系统，其特征在于，所述线路站点管理模块，用于管理从运营调度系统获取的线路站点信息；

所述标准轨迹管理模块，用于管理每条线路所对应的标准轨迹，具体包括生成标准轨迹、修改标准轨迹、启用标准轨迹、停用标准轨迹，通过平台页面对标准轨迹及标准轨迹点属性进行修改和维护。

10.根据权利要求8或9所述的固定线路车辆轨迹监测系统，其特征在于，所述线路标准轨迹的生成方法包括：

获取线路历史卫星定位数据，通过运营时间段筛选出运营数据；

将筛选后的数据进行聚类得到一条初始标准轨迹；

修改完善初始标准轨迹，得到标准轨迹，设置标准轨迹的启用停用状态；

根据从线路站点管理模块获取的线路站点信息，对标准轨迹点进行属性赋值；

生成一组带属性的有序点的线路标准轨迹，将线路标准轨迹下发至各应用终端。

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