CN112100311B - 一种道路交通路网地理信息数据管理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种道路交通路网地理信息数据管理方法、装置及系统，涉及交通路网技术领域，包括：获取基础路网数据和高精地图数据；根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行编码；根据所述高精地图数据与所述基础路网数据进行匹配，并根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分；根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行编码。本发明通过高精地图数据中交通规则变化的节点解析出最小化路段数据，将路网数据打断到最精细的程度，并通过科学的规范编码形成唯一的数据编码，保证了数据的唯一性及可维护性，对后续应用开发提供了良好的基础数据，有效提升了应用效率及应用互通性。

Description

一种道路交通路网地理信息数据管理方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及交通路网技术领域，具体而言，涉及一种道路交通路网地理信息数据管理方法、装置及系统。

背景技术

随着城市化的不断深入，城市路网规模日益扩大，路网结构也越来越复杂。与此同时，我国汽车保有量也在急剧增长，现有城市路网的发展已然不能满足当前人们对交通系统的需求，由此导致的交通拥堵问题愈发严重。面对庞大且复杂的道路网络基础设施信息及实时交通流数据，如何科学、高效地管理和利用海量交通数据，已成为当前地理信息技术、智能交通等领域研究的热点和难点问题之一。

近年来，随着人们对高品质出行服务需求的不断提升，以及路网结构的日益复杂化与多样化，现有的弱智能甚至无智能交通环境极大影响了人们的出行体验，且基于智能交通的各种应用也越来越需要一个更加精准的路网模型。

当前，传统交通逐步升级为智能交通后，对道路交通路网数据提出了更加精细的要求，针对交通领域的交通指数系统、交通仿真系统、信号控制系统以及交通管控系统等都需要构建更高精度的地理信息。交通在线仿真系统需要考虑宏观、中观、微观不同维度的仿真数据；指数系统同样也需要分析不同维度下的交通指标数据；信号控制系统则随着信号动态优化的应用，准确的路网数据则更是必不可少。

但由于上述具体应用场景的差异，将导致现有的路网数据在不同场景应用中均需要单独开发一套地理信息系统，需要人工对路网数据进行不同程度的处理，不仅效率低下、复用性差，也大大提升了开发成本及维护成本。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的路网数据维护性差和复用性差的技术问题，为达上述目的，第一方面，本发明提供了一种道路交通路网地理信息数据管理方法，其包括：

获取基础路网数据和高精地图数据；

根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码；

根据所述高精地图数据与所述基础路网数据进行匹配，并根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分；

根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码。

进一步地，所述根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码包括：

根据所述基础路网数据将所述路网初步划分为多个道路；

根据所述预设编码规则对多个所述道路进行编码，确定每个所述道路的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述道路的编码包括区划编码和顺序码，所述顺序码根据对所述道路进行编码的时间先后顺序确定。

进一步地，所述根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码还包括：

根据所述基础路网数据确定每个所述道路包含的路段和节点；

根据所述预设编码规则对所述路段和所述节点进行编码，确定每个所述路段和每个所述节点的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述路段和每个所述节点的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对所述路段或所述节点进行编码的时间先后顺序确定。

进一步地，所述根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分包括：

根据所述匹配结果进行所述精细划分，确定所述路网的最小化路段，其中，所述最小化路段内的交通规则保持不变。

进一步地，所述根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码包括：

根据所述预设编码规则对所述最小化路段进行编码，确定每个所述最小化路段的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述最小化路段的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述最小化路段进行编码的时间先后顺序确定。

进一步地，所述根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分还包括：

根据所述匹配结果确定每个所述最小化路段所包含的车道，以及每个所述最小化路段间的节点和连接道。

进一步地，所述根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码还包括：

根据所述预设编码规则对所述车道、所述节点和所述连接道进行编码，确定每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道进行编码的时间先后顺序确定。

进一步地，还包括：完成编码后，将所有编码数据根据预设的数据格式进行封装，形成数据库。

进一步地，所述数据库包括场景库和标准库，所述场景库用于为用户提供个性化数据，所述标准库中的数据根据多个所述场景库中的数据进行校验、去重以及拼合构成。

进一步地，还包括：调用多个所述精细编码组成不同等级的路网数据。

为达上述目的，第二方面，本发明提供了一种道路交通路网地理信息数据管理装置，其包括：

存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

使用本发明的道路交通路网地理信息数据管理方法或装置，通过高精地图数据中交通规则变化的节点解析出最小化路段数据，将路网数据打断到最精细的程度，并通过科学的规范编码形成唯一的数据编码，封装后进行统一管理，保证了数据的唯一性及可维护性，对后续应用开发提供了良好的基础数据，大大提升效率及应用互通性。

为达上述目的，本发明第三方面的实施例提供了一种道路交通路网地理信息数据管理系统，其包括：

如上所述的道路交通路网地理信息数据管理装置、GIS服务器以及应用模块，其中：

所述道路交通路网地理信息数据管理装置用于路网数据的解析和存储；

所述GIS服务器用于提供地图及数据服务能力；

所述应用模块用于通过不同的应用接口提供不同类型的服务。

进一步地，所述应用模块包括路网编辑器，用于进行路网可视化组合，将所述路网数据中的多个最小化路段根据用户需求组合成不同等级的中路段和/或大路段。

使用本发明的道路交通路网地理信息数据管理系统，通过构建道路交通路网地理信息数据管理系统，其数据库配合路网编辑器可以更加高效地进行路段组合，从而为不同应用提供差异化的路段数据，进一步保证了基础数据与业务数据的解耦性，保证数据模型的稳定性及高效性，同时又能确保标准数据与场景数据的分离，提升系统的使用效率。

为达上述目的，第四方面，本发明提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现根据本发明第一方面所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

根据本发明的非临时性计算机可读存储介质，具有与根据本发明第一方面的道路交通路网地理信息数据管理方法具有类似的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中对基础路网编码的示意图；

图2为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理方法的流程示意图；

图3为根据本发明实施例的对路网进行初步划分的流程示意图；

图4为根据本发明实施例的对路网进行初步划分的示意图；

图5为根据本发明实施例的高精地图数据匹配基础路网数据的示意图；

图6为根据本发明实施例的对路网进行精细划分的示意图；

图7为根据本发明实施例的划分最小化路段的原理示意图；

图8为根据本发明实施例的数据封装的示意图；

图9为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理装置的结构示意图；

图10为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述根据本发明的实施例，描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的要素。要说明的是，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表本发明的所有实施方式。它们仅是与如权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，本发明的范围并不局限于此。在不矛盾的前提下，本发明各个实施例中的特征可以相互组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为顺应新一轮科技革命和产业变革趋势，抓住产业智能化发展战略机遇，加快推进智能汽车创新发展，2020年2月份由我国11个部委联合印发的《智能汽车创新发展战略》中，明确提到“建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统”。可见，传统交通逐步升级为智能交通后对道路交通路网提出了更加精细的要求，需要构建横向及纵向高精度地理信息，即在横向上需要达到车道级的精度，而在纵向上需要对道路进行更加精细化的分段，要能知道道路交通规则发生变化的节点。在例如交通在线仿真和信号控制系统中，也需要至少构建3个等级的路网数据（大路段、中路段、小路段）。

现有技术中，通过人为主观的方式采用例如transmodeler等软件将路网打断生成小路段，每个小路段会生成随机的唯一编码作为小路段分析的唯一键值，再通过人工的方式将多个小路段进行关联组合生成中路段或大路段。但上述方法存在以下缺陷：

（1）维护性差：transmodeler等软件对小路段的编码是随机的，即当需要重新对路网任意一处进行打断或修改后均会生成新的编码，那么之前定义的中路段和大路段均失效。而实际应用中小路段的变化受不同外界因素影响而调整，因此后期维护存在大量的重复性工作。图1所示为现有技术中对基础路网编码的示意图，现有技术中，如图1所示，对路网的打断粒度较粗，只包含路段和节点的划分且对路段和节点的编码均随机生成，没有相关性，也不具备统一规范，例如图1中所示的路段编码：83878347、路段编码：32873478，以及节点编码：322343。且现有技术中，当根据实际需要打断原有路段重新进行编码时，transmodeler在处理数据后会随机生成新的编码，例如原先有一个小路段（编码为ID1），且此前定义了一个中路段包含了该小路段（ID1）；如果现在该小路段（ID1）需要打断成2个小路段，则会生成两个新的路段编码（例如IDn和IDm），但由于三个编码ID1、IDn、IDm均为随机生成，毫无关联，则原先定义的包含小路段（ID1）的中段路会完全失效，导致整体数据维护性差。

（2）复用性差：不同的业务需求或不同的交通场景对小路段的定义往往不一样，地图数据不能很好复用，每个业务场景都需要单独定义，即交通仿真系统定义的小路段可能并不适用于交通指数系统的小路段。

本发明通过把路网打断到最精细化，再进行规范化的数据解析和编码，保证数据的唯一性。并将数据封装成高精度的数据模型，支持业务端按照不同需求组合成不同级别的路段，进一步保证了基础数据与业务数据的解耦性，提升系统的使用效率。且在对路网数据的编码规则中引入扩展码，使得路段打断后可通过编码规则进行溯源，提高了数据的可维护性。

图2所示为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理方法的流程示意图，包括步骤S1至S4。

在步骤S1中，获取基础路网数据和高精地图数据。在本发明实施例中，可通过多种数据库等途径获取基础路网数据和高精地图数据。可以理解的是，所述基础路网数据主要指道路级别的路网拓扑地图，能反映道路的基本拓扑信息。所述高精地图数据的不同来源主要取决与采集地图的厂商及工序，因为地图采集最终不可能由一家厂商完成全国乃至全世界的采集，因此支持不同来源的地图数据更具备实际意义。在本发明实施例中，不同格式的高精地图数据主要是地图采集厂商或地图制作厂商将采集的地图数据转化为一种开源的高精地图格式，所述高精地图数据主要是指能反映路面三维拓扑关系、精度在厘米级、具备车道信息及基本交通规则信息的地图数据，其格式可以是openDrive、shapefile、geojson、OSM等标准格式，也可以是CSV非标准格式，本发明并不以此为限。

在步骤S2中，根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码。图3所示为根据本发明实施例的对路网进行初步划分的流程示意图，包括步骤S21至S22。

在步骤S21中，根据所述基础路网数据将所述路网初步划分为多个道路。在本发明实施例中，根据获取的基础路网数据可将路网进行初步划分，将路网划分为多个道路。可以理解的是，所述初步划分还可以根据基础路网信息，确定每个道路包含的路段和节点，例如两条相交的道路，则可划分为4个路段和1个节点。

在步骤S22中，根据所述预设编码规则对多个所述道路进行编码，确定每个所述道路的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述道路的编码包括区划编码和顺序码，所述顺序码根据对所述道路进行编码的时间先后顺序确定。图4所示为根据本发明实施例的对路网进行初步划分的示意图，在本发明实施例中，根据初步划分结果，为多个道路进行统一的编码，例如根据预设的编码规则对每个道路设置唯一的道理ID作为其编码。在本发明实施例中，预设的编码规则中道路编码主要由6位行政区划码+5位顺序码构成，例如图4中所示的道路编码：42120200001，其中，行政区划码421202可以确保道路编码在全国范围内的唯一性，5位顺序码00001可以确保道路编码在行政区内的唯一性。基础路网经过编码规则后生成本系统道路唯一编码。

可以理解的是，顺序码是通过编码时间的时间先后顺序确定的，路网汇总包含多个道路，对哪条道路先编码，则其顺序码靠前。采用顺序码的有利之处在于，整个路网（全市、全省乃至全国）的路网编码都可以由不同单位进行独立编码，各单位只需要知道最新的顺序码即可进行编码，如果是采用现有技术中的随机码，则需要知道所有随机码才能继续进行编码，降低了编码的效率。

在本发明实施例中，如果上述初步划分的结果还确定了每个道路包含的路段和节点，则根据所述预设编码规则对所述路段和所述节点进行编码，确定每个所述路段和每个所述节点的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述路段和每个所述节点的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对所述路段或所述节点进行编码的时间先后顺序确定。

在本发明实施例中，路段编码由道路编码+3位顺序码+2位扩展码构成，其中，道路编码即为所在道路的道路编码，3位顺序码为这条道路各个路段按照编码时间的先后顺序确定的顺序码，不代表多个路段在物理上的先后顺序，2位扩展码可用于已经编码的路段进行打断而重新编码，不影响其他路段的编码，且使得新生成路段与原始路段具有关联性，可用于溯源，提高了数据的可维护性。如图4所示，将划分的道路编码为42120200001，则其从属路段的编码为42120200001-00100和42120200001-00200，路段中的节点编码为42120200001-00200。从编码即可看出路段和节点所属的道路，提高了编码效率，也保证了路网数据的准确性和可靠性。

可以理解的是，属于同一道路的路段和节点的编码可以为相同的（由于顺序码和扩展码可能相同），只需在数据中增加类型位表示其属于不同类型的数据即可，但是相同类型中（例如所有路段或所有节点）的所有编码需保证唯一性，以提高路网数据的准确性和可靠性。

在步骤S3中，根据所述高精地图数据与所述基础路网数据进行匹配，并根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分。图5所示为根据本发明实施例的高精地图数据匹配基础路网数据的示意图，在本发明实施例中，高精地图数据由地图数据采集厂商采集并制作成通用的高精地图数据格式，高精地图数据导入到系统后进行坐标系校准，确保与基础路网数据坐标系一致，然后将高精地图数据与基础路网数据进行路网匹配，找出高精地图数据所涵盖的局部路网。可以理解的是，高精地图数据包含有道路所包含的车道信息和其中的交通规则信息，高精地图数据与基础路网数据进行匹配后，可根据匹配结果确定道路中具体的车道信息和交通规则信息，以进行后续的精细划分，得到更精细化的划分结果，提高整体路网数据的精度。

在本发明实施例中，根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分包括：根据所述匹配结果进行所述精细划分，确定所述路网的最小化路段，其中，所述最小化路段内的交通规则保持不变。图6所示为根据本发明实施例的对路网进行精细划分的示意图，在本发明实施例中，根据匹配结果，对路网进行了更精细的划分，确定了多个最小化路段、新增节点和车道信息，使得纵向路段划分更细，横向具备车道信息，整体路网数据具有更高精度。在本发明实施例中，将初步划分的路段进行精细划分，继续划分为多个最小化路段，最小化路段内的交通规则保持不变，使得对路段的划分达到最精细程度。可以理解的是，在初步划分的路段内，基于上述精细划分的结果，将新增节点进行最小化路段间的划分，以便更好地进行路网数据的编码和管理。如图6所示，相较于图4而言，经过高精地图数据匹配后，确定了更精细划分的路段，并利用扩展码进行编码，例如路段编码为42120200001-00150和42120200001-00250。以及新增的节点，同理，利用扩展码进行编码，例如节点编码为42120200001-00150和42120200001-00250。

在本发明实施例中，根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分还包括：根据所述匹配结果确定每个所述最小化路段所包含的车道，以及每个所述最小化路段间的节点和连接道。其中，连接道是真实交叉口中虚拟出来的车道，用于连接位于交叉口不同方向的路段。

图7所示为根据本发明实施例的划分最小化路段的原理示意图，在本发明实施例中，如图7所示十字交叉口有4个方向的道路：西向道路、东向道路、北向道路、南向道路，以西向和东向道路为具体研究对象，道路中双实线为双向车道分割线。根据道路具体的交通规则的变化情况进行最小化路段的划分和新增节点的设置。

其中，节点1生成的原因是由于路段1到路段2的过程由单向2车道变为了单向3车道，其交通规则发生了变化，因此此处生成一个打断节点，但该节点不影响对向车道所在路段，及对象路段不会因此而打断。节点2生成的原因是路段2到路段3的过程车道边界线由虚线变为实线，其交通规则发生了变化，因此此处生成一个打断节点，该节点依然不会影响对向路段。节点3生成的原因是因为路段3既能到路段4也能到路段8，即此处的掉头位置导致路段的交通规则发生了变化，该节点将影响对向路段，使得对向路段也会被打断，生成路段3、4、8、7。节点4生成的原因是因为此处是一个交叉口，其交通规则必然会发生变化，交叉口作为一个节点将直接影响各个方向的路段，如图7所示仅示出东西向道路被打断为路段4、5、6、7。

可以理解的是，根据交通规则变化情况设置节点可由现有软件算法判断后进行设置，例如发现某一条车道线由虚线变为实线则设置一个打断节点，或者由人工方式进行节点设置，能保证划分的最小化路段内的交通规则不再发生变化即可，本发明并不以此为限。

在步骤S4中，根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码。在本发明实施例中，根据所述预设编码规则对所述最小化路段进行编码，确定每个所述最小化路段的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述最小化路段的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述最小化路段进行编码的时间先后顺序确定。如图7所示，可根据精细划分的结果对每个最小化路段进行编码，使其具有唯一的编码作为路段ID。

可以理解的是，对于将初步划分的路段精细划分后生成的新的最小化路段，可根据修改扩展码来进行编码，使其具有与初步划分路段和所属道路具有关联性，便于后续管理和可溯源。在后续实际应用中，当道路交通规则发生改变需要重新打断或整合最小化路段形成新的最小化路段时，也可依据扩展码的修改进行，使得路网数据规范化，提高了数据的维护性和复用性。

在本发明实施例中，还根据所述预设编码规则对所述车道、所述节点和所述连接道进行编码，确定每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道进行编码的时间先后顺序确定。在本发明实施例中，车道ID可通过道路方向判断，从中间车道开始编码，一半从-1到-n开始负数编码，另一半从1到m开始正数编码；连接道编码可以北向入口车道开始顺时针一次对车道从1到n开始编码，本发明并不以此为限。

在本发明实施例中，完成编码后，将所有编码数据根据预设的数据格式进行封装，形成数据库。图8所示为根据本发明实施例的数据封装的示意图，在本发明实施例中，结合基础路网数据和高精地图数据，以及对路网进行精细编码后的数据，根据预设的数据格式对路网信息进行封装成数据模型，形成数据库。

在本发明实施例中，数据模型中包含基本路网数据及属性信息，例如包含道路数据、路段数据、节点数据、交通流向数据、车道数据以及连接道数据。可以理解的是，上述数据和信息均为示例性的给出，可根据实际需求进行调整和修改，本发明并不以此为限。

道路数据其属性信息包括道路ID、道路名称和道路类型。其中，道路ID为道路的唯一编码，道路名称即对应真实道路的道路名称，道路类型也称作道路等级：高速、国道、城市主干道等。

路段数据其属性信息包括路段ID、从属道路ID、路段起点、路段终点、路段类型、路段长度、路段几何描述和路段车道信息。其中，路段ID在道路ID的基础上根据系统的编码规则自动生成，是真实路段对应数据库的唯一编码。从属道路ID即为本路段所属的道路的ID，描述了路段的“父子”关系。路段起点及路段终点分别为本路段前置及后置连接的节点三维坐标信息（x，y，z），该数据可在节点数据的节点位置中获取。路段类型即为当前路段的类型：主道、辅道、匝道、渠化道等。路段长度即为该路段起点到终点几何线型的长度。路段几何描述表示该路段几何线型的点串数据，由多个三维坐标点构成的三维线型。路段车道信息指该路段的车道统计信息：车道总数、左转车道数、右转车道数、直行车道数，特别指出当一条车道同时用于多个转向时，则该车道的转向数平分到相应转向上。

节点数据其属性信息包括节点ID、节点类型、节点位置和交叉口几何描述。其中，节点ID在道路ID的基础上根据系统的编码规则自动生成，是真实道路节点对应数据库的唯一编码。节点类型有交叉口节点及非交叉口节点，交叉口节点为真实道路中3个及以上路段连接而成的，非交叉口节点指真实道路中2个路段“无缝”连接但交通规则发生变化的节点，例如一条车道线由虚变实的地方。节点位置指当前节点的三维坐标点。交叉口几何描述特指交叉口类型的情况下交叉口区域边界的几何点串数据，由多个三维坐标点构成三维面型。

交通流向数据其属性信息包括节点ID、流入节点ID、流出节点ID、流入路段ID、流出路段ID和转向类型。其中，节点ID即为交叉口的节点ID，流入、流出路段ID分别指交通流流入、流出交叉口的路段ID，流入、流出节点ID分别指相应流入路段前置节点及流出路段后置节点的ID。

车道数据其属性信息包括车道ID、从属路段ID、换道方向、车道类型、车道转向、车道宽度、车道长度、车道限速、车道中心线几何描述和车道边界线几何描述。其中，车道ID在路段ID的基础上根据系统的编码规则自动生成，是真实路段对应数据库的唯一编码。从属路段ID即为本车道所在的路段ID，与路段ID为“父子”关系。换道方向指该车道是否可以向左或向右换道。车道类型指该车道的类型：潮汐车道、公交专用道等。车道转向指该车道在后置节点处的转向信息：掉头、左转、直行、右转等。车道宽度指车道的宽度。车道长度指车道中心线几何线型的长度。车道限速指该车道的限速信息。车道中心线几何描述指该车道拟合出的中心线的几何线型的点串数据，由多个三维坐标点构成的三维线型，可用于车辆在车道定位。车道边界线几何描述指该车道边界线的几何线型的点串数据，由多个三维坐标点构成的三维线型。

连接道数据其属性信息包括连接道ID、所属节点ID、前置车道ID、后置车道ID和连接线几何描述。其中，连接道ID在节点ID的基础上根据系统的编码规则自动生成，是真实交叉口中虚拟出来的车道，这些车道同样对应数据库的唯一编码。从属节点ID即为本车道所在的节点ID，与节点ID为“父子”关系。前置及后置车道ID分别为与该连接道相连的流入及流出路段对应的车道ID。连接线几何描述指该连接道中心线的几何线型的点串数据，由多个三维坐标点构成的三维线型。

在本发明实施例中，将不同类型的数据按照预设的数据格式封装到不同的表中，形成精细化的数据模型，便于调用和维护。且对后续应用开发提供了良好的基础数据，大大提升应用效率及应用互通性。

在本发明实施例中，所述数据库包括场景库和标准库，所述场景库用于为用户提供个性化数据，所述标准库中的数据根据多个所述场景库中的数据进行校验、去重以及拼合构成。可以理解的是，场景库主要用于为用户提供个性化数据，数据由用户自行维护自己的数据，标准库的数据从场景库中得来，由专业GIS运维工程师维护，其数据由场景库中不同来源数据校验、拼合而成。所述用于数据存储的数据库可以是PostgresSql或其他类似的空间数据库。

在本发明实施例中，场景库主要存储用户自己上传的数据，上传的每一份数据（包括用户自己上传的多分数据及不同用户上传的数据）相互独立，互不影响，即同一条道路的2份不同来源的地图数据，其编码相同，但是仍然可以同时存放在场景库中。标准库也可以理解为道路交通路网一张图数据库，标准库数据虽然来源于场景库，但不区分数据属于哪个用户，当场景库中多个数据导入标准库中时需要对数据进行去重更新，保证标准库中数据的唯一性。

在本发明实施例中，还包括：调用多个所述精细编码组成不同等级的路网数据。当例如仿真系统需要定义中路段或大路段时，各个系统可以按照自己的需求将多个最小化路段组合成属于自己的小、中、大路段甚至其他等级的路段。可以理解的是，组合的数据只是将组合的路段ID和系统定义的路段ID进行了关联，最后业务端调用数据是通过组合的路段ID去寻找对应最小化路段的数据，并不会修改或改变数据库中的各个数据本身，元数据之间的编码互不影响，由此提高了路网数据的复用性。

采用本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理方法，通过高精地图数据中交通规则变化的节点解析出最小化路段数据，将路网数据打断到最精细的程度，并通过科学的规范编码形成唯一的数据编码，封装后进行统一管理，保证了数据的唯一性及可维护性，对后续应用开发提供了良好的基础数据，大大提升效率及应用互通性。

本发明第二方面的实施例还提供了一种道路交通路网地理信息数据管理装置。图9所示为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理装置900的结构示意图，包括存储器901和处理器902。

存储器901用于存储计算机程序。

处理器902用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

所述道路交通路网地理信息数据管理装置900的各个模块的更具体实现方式可以参见对于本发明的道路交通路网地理信息数据管理方法的描述，且具有与之相似的有益效果，在此不再赘述。

本发明第三方面的实施例还提出了一种道路交通路网地理信息数据管理系统。图10所示为根据本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理系统的结构示意图，包括如上所述的道路交通路网地理信息数据管理装置900、GIS服务器1001以及应用模块1002。

道路交通路网地理信息数据管理装置900用于路网数据的解析和存储。在本发明实施例中，数据生产主要根据上述道路交通路网地理信息数据管理方法完成不同来源的数据格式统一，将源格式中不存在的数据或者不合理的数据解析为目标数据，目标数据包括最小化的路段及其属性、路段间的节点及其属性、路段内的车道及其属性、节点中的连接道及其属性。其中，目标数据是高精地图数据经过转换编码后的目标数据集，这些数据集将根据文件格式规范封装到相应的表中。并对完成格式统一的数据进行唯一性编码，其目的主要是保证数据在系统中是唯一存在，不存在串码的情况。编码唯一性可以确保不同来源的地图数据相互校验，确保数据发生覆盖更新时能及时给出警示。

数据存储提供了一种存储规范，对数据进行封装及分类分库存储。数据封装支持采用geojson或shpfile文件格式，数据分类当前主要分为道路数据、节点数据、路段数据、车道数据、连接道数据及交通流向数据。并通过2种库区分应用场景，场景库可以满足用户个性化需求，标准库则对数据的连续性、一致性有严格要求，可用于构建高精度地图一张网。

GIS服务器1001用于提供地图及数据服务能力。在本发明实施例中，可以将数据库中的数据直接或间接转换为服务，从而更加高效及方便为应用模块提供服务，这些服务包括但不限于：WMS（网络地图服务）、WFS（网络要素服务）和WMTS（网络地图切片服务）。可以理解的是，所述GIS服务器1001可以是Geoserver、Iserver及Arcserver等，提供对地图发布服务的管理功能，提供聚合地图功能实现不同图层叠加，包括通过场景库数据发布的专题地图及第三方百度地图、高德地图等。

应用模块1002用于通过不同的应用接口提供不同类型的服务。在本发明实施例中，应用模块1002主要通过应用接口提供的不同类型地图服务、空间数据查询服务、空间分析服务，可采用rest接口发布，这些接口可根据不同应用提供所需的功能。例如所述应用模块1002可以支持交通仿真、交通指数、信控系统、交通监管等需要基于高精度道路交通路网的应用。

在本发明实施例中，所述应用模块1002包括路网编辑器，用于进行路网可视化组合，将所述路网数据中的多个最小化路段根据用户需求组合成不同等级的中路段和/或大路段。所述路网编辑主要用于路网可视化组合，支持将最小话路段按照用户的需求组合成不同颗粒度的中路段或大路段。在交通仿真、交通指数、信控系统和交通监管等具体应用中，可以基于数据库提供的最精细的路网拓扑数据及路网编辑器生成的不同级别的路段组合数据进行业务处理，其特点在于系统保证了各应用最底层的最精细化路网拓扑数据的一致性，同时又能根据路网编辑器提供按需所求的不同级别的路段组合数据。

采用本发明实施例的道路交通路网地理信息数据管理系统，通过构建道路交通路网地理信息数据管理系统，其数据库配合路网编辑器可以更加高效地进行路段组合，从而为不同应用提供差异化的路段数据，进一步保证了基础数据与业务数据的解耦性，保证数据模型的稳定性及高效性，同时又能确保标准数据与场景数据的分离，提升系统的使用效率。

本发明第四方面的实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现根据本发明第一方面所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

一般来说，用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。

计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言，特别是可以使用适于神经网络计算的Python语言和基于TensorFlow、PyTorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

根据本发明第四方面的非临时性计算机可读存储介质，可以参照根据本发明第一方面实施例具体描述的内容实现，并具有与根据本发明第一方面实施例的道路交通路网地理信息数据管理方法具有类似的有益效果，在此不再赘述。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，应当理解的是，上述实施例是示例性的，不能解释为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，包括：

获取基础路网数据和高精地图数据；

根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码；

根据所述高精地图数据与所述基础路网数据进行匹配，并根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分，包括：根据所述匹配结果进行所述精细划分，确定所述路网的最小化路段，其中，所述最小化路段内的交通规则保持不变；

根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码，包括：根据所述预设编码规则对所述最小化路段进行编码，确定每个所述最小化路段的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述最小化路段的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述最小化路段进行编码的时间先后顺序确定，所述扩展码用于对已经编码的所述最小化路段进行重新编码和溯源。

2.根据权利要求1所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，所述根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码包括：

根据所述基础路网数据将所述路网初步划分为多个道路；

根据所述预设编码规则对多个所述道路进行编码，确定每个所述道路的唯一编码，其中，所述预设编码规则包括：每个所述道路的编码包括区划编码和顺序码，所述顺序码根据对所述道路进行编码的时间先后顺序确定。

3.根据权利要求2所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，所述根据所述基础路网数据对路网进行初步划分，并根据预设编码规则对所述初步划分的结果进行初步编码还包括：

根据所述基础路网数据确定每个所述道路包含的路段和节点；

根据所述预设编码规则对所述路段和所述节点进行编码，确定每个所述路段和每个所述节点的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述路段和每个所述节点的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对所述路段或所述节点进行编码的时间先后顺序确定。

4.根据权利要求1所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，所述根据匹配结果对所述初步划分后的路网进行精细划分还包括：

根据所述匹配结果确定每个所述最小化路段所包含的车道，以及每个所述最小化路段间的节点和连接道。

5.根据权利要求4所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，所述根据所述预设编码规则对所述精细划分后的结果进行精细编码还包括：

根据所述预设编码规则对所述车道、所述节点和所述连接道进行编码，确定每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的唯一编码，其中，所述预设编码规则还包括：每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道的编码包括所属道路的编码、顺序码和扩展码，所述顺序码根据对每个所述车道、每个所述节点和每个所述连接道进行编码的时间先后顺序确定。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，还包括：

完成编码后，将所有编码数据根据预设的数据格式进行封装，形成数据库。

7.根据权利要求6所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，所述数据库包括场景库和标准库，所述场景库用于为用户提供个性化数据，所述标准库中的数据根据多个所述场景库中的数据进行校验、去重以及拼合构成。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的道路交通路网地理信息数据管理方法，其特征在于，还包括：

调用多个所述精细编码组成不同等级的路网数据。

9.一种道路交通路网地理信息数据管理装置，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8中任一项所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

10.一种道路交通路网地理信息数据管理系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的道路交通路网地理信息数据管理装置、GIS服务器以及应用模块，其中：

所述道路交通路网地理信息数据管理装置用于路网数据的解析和存储；

所述GIS服务器用于提供地图及数据服务能力；

所述应用模块用于通过不同的应用接口提供不同类型的服务。

11.根据权利要求10所述的道路交通路网地理信息数据管理系统，其特征在于，所述应用模块包括路网编辑器，用于进行路网可视化组合，将所述路网数据中的多个最小化路段根据用户需求组合成不同等级的中路段和/或大路段。

12.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现根据权利要求1-8中任一项所述的道路交通路网地理信息数据管理方法。

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