CN112287045B - 一种od客流热力图的提供方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OD客流热力图的提供方法及装置，该方法包括如下步骤：接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；获得线路的轨迹经过的像素；得到设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；绘制OD客流热力图；针对每条线路或线网的OD客流热力图，可以清晰展示高峰时间段内客流的站点分布情况，为公交公司的线网规划提供精准的数据支撑。

Description

一种OD客流热力图的提供方法及装置

技术领域

本发明涉及智能交通和计算机互联网技术研究领域，尤其是公共交通客流状态展示，具体涉及一种OD客流热力图的提供方法及装置。

背景技术

一直以来，公交客流分布规律对公交公司的日常运营有着非常重要的意义，现有的生成客流分布热力图的方法是直接以原始数据中的位置信息和车内人数进行展示，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：但是这种方法存在较大的干扰数据，有些数据还存在一定的定位误差，客流数量和客流位置的选取不能准确表现实际客流状况；同时现有的客流分布热力图一般是以图片或页面进行静态呈现，查看设定时间段的客流热力图只能手动切换，再分别对每个时间断面的热力图进行对比，无法动态查看某时间段内不同时间断面的客流数量和位置的变化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种公交客流分布热力图的提供方法及装置，针对每条线路或线网的OD客流热力图，可以清晰展示高峰时间段内客流的站点分布情况，为公交公司的线网规划提供精准的数据支撑。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；

获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；

获得线路的轨迹经过的像素，即计算相邻两个轨迹点经过的像素点；将线路的轨迹置于一定精度的网格中，网格中每个小正方形格子可看做是一个像素点，每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；依次取出线路的连续两个轨迹点，依据bresenham算法思想获得由这两个轨迹点作为端点的线段经过的像素点的序列，记作：集合T；

计算一条线路OD经过的像素及值；

获取站点在线路轨迹中的映射点；具体为

依次获取线路每一个站点的经纬度坐标，同线路的轨迹数据相匹配，如有同站点的经纬度坐标相同的轨迹点坐标，则作为站点的映射点；如无，取站点前后各第一个映射点，在两个映射点之间的轨迹数据中选择，距离该站点最近的轨迹点作为该站点的映射点；

获取某条OD数据经过的像素点、像素点的值：OD值；具体为

根据某条OD数据所述的上车站点、下车站点的映射点和所乘线路，获取OD数据经过的轨迹点序列；并填充上两个轨迹点经过的像素(x，y)，并增加像素点的值，表示为：(x，y，OD值)，即得到某条OD数据经过的像素的集合；所述OD值为某时间段内经过该像素点的客流人数；

计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；

具体为集合M为每条OD数据经过的像素点在平面网格中的叠加，线网的像素点的值即为经过该像素点的所有OD数据的客流人数的加和；

绘制每一个设定时间段的OD客流热力图，叠加显示在地图上。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

(1)针对每条线路或线网的OD客流热力图，可以清晰展示高峰时间段内客流的站点分布情况，为公交公司的线网规划提供精准的数据支撑。

(2)通过像素级别的处理，将OD数据具体到每一个像素点上而不是线路上，当多个线路经过同一路段时，会明显看出该路段和其中一条线路的其他路段颜色不同，从而能区分一条线路不同路段在某个时间断面的繁忙程度，从而为线路规划和调度提供依据，避免可能的拥堵。

(3)在数据预处理中的不同精度决定了像素的多少和图像的清晰程度，要响应速度快，降低精度，要图像更加清晰，则提高精度，亦可实现由快速响应的较模糊图像逐渐清晰的渐变过程，从而提升了用户体验，可满足不同的需求。

(4)相比于散点形式的热力图，线路和地图的结合能看出一段线路的繁忙程度，更加直观和清晰。

(5)通过在用户设定时间段基础上前后增加一个时间段，保证了OD数据的完整性。

附图说明

图1为本公开实施例提供的一种两轨迹点之间像素的填充示意图；

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案和工作原理，下面将结合附图对本公开实施方式做进一步的详细描述。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“步骤1”、“步骤2”、“步骤3”等类似描述(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以下采用公交领域客流OD场景为本申请实施例的示例性应用场景，本申请实施例提供了一种OD客流热力图的提供方法及装置。

第一方面：本公开实施例提供了一种OD客流热力图的提供方法，主要包括以下步骤：

步骤1，接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；

步骤2，获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；根据设定时间段的长短不同，可以查看不同间隔的时间段的客流热力图。

优选的，所述轨迹数据是指描述线路走向的有序的轨迹点(即经纬度坐标)的集合；所述站点数据是指描述线路经过的站台的信息，包括站点编号、站点所属线路编号、站点在线路上的方向(上下行)、站点在线路的站点序列中的排序、经度、纬度；所述OD数据是指经过算法处理获得的，包括某一乘客的OD记录编号、乘坐线路编号、上车时间、上车站点编号、下车时间、下车站点编号；

根据线路编号获取线路轨迹数据；

根据线路编号获取站点数据；

根据上车时间或下车时间和线路编号获取OD数据；并结合轨迹数据获得OD轨迹数据；

步骤3，通常情况下，准确的表述轨迹点(经纬度坐标)的位置，其坐标的x、y值带有6位以上的小数，数据处理较为繁琐，为了简化数据处理，对轨迹数据进行预处理；

优选的，首先包括对所述轨迹数据进行预处理，获得线路轨迹经过的像素；具体步骤如下

步骤31，选取一条线路的轨迹数据，对每一个轨迹点(x_i，y_i)做如下处理

x_i＝(x_i–x₀)*10^precision

y_i＝(y_i–y₀)*10^precision

(x₀，y₀)为选定的坐标系的原点，坐标系位于单位为1的网格中，网格中每个小正方形的边长为1，每个小正方形格子可看做是一个像素点，把每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标。Precision为精度(Precision越大，表明后续的结果精度越大)

步骤32，计算相邻两个轨迹点经过的像素点；具体为：

依次取出线路的连续两个轨迹点，依据bresenham算法思想获得由这两个轨迹点作为端点的线段经过的像素点的序列，记作：集合T，

进一步的，获取集合T的具体方法如下：将像素当成格子来看，集合T就是获取网格中两轨迹点的连线经过的所有格子，假设两个轨迹点p₁和p₂，其坐标分别为p₁＝(x₁，y₁)和p₂＝(x₂，y₂)，

对两个轨迹点连线的线段进行预处理，具体为

将线段斜率K的绝对值大于1的情况转换为小于等于1的情况，即

如果|K|>1，则用p₁’和p₂’分别替换p₁和p₂，p₁’＝(y₁，x₁)、p₂’＝(y₂，x₂)，得到新的K’

如果|K|≤1，p₁和p₂不做调整，K＝K’

记p₁为左边的点，p₂为右边的点，即x_1＜x₂，

步骤322，从INT(y₁)到INT(y₂)，一列一列获取线段所经过的格子，具体为

记col为包含INT(y₁)、INT(y₂)的INT(y₁)与INT(y₂)之间的整数值，记线段和网格的行线的交点坐标(cX，col)，其中

因为斜率的绝对值小于等于1，所以在每一列上最多跨一格，即每一列上经过的格子为1个或2个

依次对格子集合T进行填充

首先填充(INT(x₁)，INT(y₁))、(INT(x₂)，INT(y₂))，放入集合T中

其次填充跨行线的格子，当cX不为整数，则填充(INT(cX)，col)、(INT(cX)，col-1)，放入集合T中，

当cX为整数，若K为正数，则填充(cX，col)、(cX-1，col-1)，放入集合T中，若K为负数，则填充(cX-1，col)、(cX，col-1)，放入集合T中；

最后补充填入每行两个格子之间的格子，得到集合T’如附图1所示，本展示了一种两轨迹点之间像素的填充效果；

若K＝K’，则T＝T’，即得到整个的集合T

若K≠K’，则把集合T’中所有坐标的x、y值互换，得到整个的集合T。

步骤4，计算一条线路OD经过的像素及值；具体步骤如下

优选的，计算线路OD经过的像素及值之前，包括步骤41，根据站点数据和乘坐线路编号过滤OD数据，具体为

同时满足，上车站点和下车站点均属于该线路，上车站点和下车站点在同一方向，上车站点在该方向的序列中在下车站点前，的数据为有效OD数据。通常情况下，不论OD数据的获取途径是什么，均存在不同程度的噪音，通过OD数据的过滤，提高了OD数据的准确性。

步骤42，获取站点在线路轨迹中的映射点；具体为

依次获取线路每一个站点的经纬度坐标，同线路轨迹数据相匹配，

如有同站点的经纬度坐标相同的轨迹点坐标，则作为站点的映射点；

如无，取站点前后各第一个映射点，在两个映射点之间的轨迹数据中选择，距离该站点最近的轨迹点作为该站点的映射点；

步骤43，获取某条OD数据经过的像素点及像素点的值(OD值)；具体为

根据某条OD数据所述的上车站点、下车站点的映射点和所乘线路，获取OD数据经过的轨迹点序列；并填充上两个轨迹点经过的像素(x，y)，并增加像素点的值，表示为：(x，y，OD值)，即得到某条OD数据经过的像素的集合；所述OD值为某时间段内经过该像素点的客流人数；

步骤5，计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值(OD值)；

具体为集合M为每条OD数据经过的像素点在平面网格中的叠加，线网的像素点的值(OD值)即为经过该像素点的所有OD数据的客流人数的加和；

优选的，所述设定时间段，具体为获取在用户设定时间段基础上前后各增加一个时间段(30～90min)的OD数据，从而保证了处于设定时间段边缘时间断面的客流分布的完整性。

步骤6，绘制每一个设定时间段的OD客流热力图，叠加显示在地图上；

优选的，绘制OD客流热力图具体为：设定一组颜色，每个颜色分别与特定的OD值区间对应，将步骤5获得的每个像素点集合中的像素点的格式转换为(x1，y1，OD值，颜色)，然后为每一个时间断面绘制热力图；

优选的，还包括步骤7，对步骤6得到的不同时间段的OD客流热力图进行展示，可以实现按照时间顺序连续播放连续设定时间段的热力图，并可查看上一时间断面或下一时间断面对应的热力图，也可以单独查看某条线路或选定的多条线路的OD客流热力图；

第二方面，本公开实施例提供了一种OD客流热力图的提供装置基于相同的技术构思，该装置可以执行一种OD客流热力图的提供方法的流程。该装置包括：接收单元、获取单元、计算单元、热力图绘制单元，上述单元依次电连接；

所述接收单元：用于接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；

所述获取单元：用于获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；

所述计算单元：用于计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；具体为：

获得线路的轨迹经过的像素，即计算相邻两个轨迹点经过的像素点；将线路的轨迹置于一定精度的网格中，网格中每个小正方形格子可看做是一个像素点，每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；依次取出线路的连续两个轨迹点，依据bresenham算法思想获得由这两个轨迹点作为端点的线段经过的像素点的序列，记作：集合T；

计算一条线路OD经过的像素及值；

获取站点在线路轨迹中的映射点；具体为

依次获取线路每一个站点的经纬度坐标，同线路的轨迹数据相匹配，如有同站点的经纬度坐标相同的轨迹点坐标，则作为站点的映射点；如无，取站点前后各第一个映射点，在两个映射点之间的轨迹数据中选择，距离该站点最近的轨迹点作为该站点的映射点；

获取某条OD数据经过的像素点、像素点的值：OD值；具体为

根据某条OD数据所述的上车站点、下车站点的映射点和所乘线路，获取OD数据经过的轨迹点序列；并填充上两个轨迹点经过的像素(x，y)，并增加像素点的值，表示为：(x，y，OD值)，即得到某条OD数据经过的像素的集合；所述OD值为某时间段内经过该像素点的客流人数；

计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；

具体为集合M为每条OD数据经过的像素点在平面网格中的叠加，线网的像素点的值即为经过该像素点的所有OD数据的客流人数的加和；

所述热力图绘制单元：用于绘制每一个设定时间段的OD客流热力图，叠加显示在地图上。

需要说明的是，上述实施例提供的一种OD客流热力图的提供装置在执行一种OD客流热力图的提供方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外上述实施例提供的一种OD客流热力图的提供装置与一种OD客流热力图的提供方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，凡是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或者未经改进、等同替换，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；

获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；

获得线路的轨迹经过的像素，即计算相邻两个轨迹点经过的像素点；将线路的轨迹置于一定精度的网格中，网格中每个小正方形格子可看做是一个像素点，每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；依次取出线路的连续两个轨迹点，依据bresenham算法思想获得由这两个轨迹点作为端点的线段经过的像素点的序列，记作：集合T；

计算一条线路OD经过的像素及值；

获取站点在线路轨迹中的映射点；具体为

依次获取线路每一个站点的经纬度坐标，同线路的轨迹数据相匹配，如有同站点的经纬度坐标相同的轨迹点坐标，则作为站点的映射点；如无，取站点前后各第一个映射点，在两个映射点之间的轨迹数据中选择，距离该站点最近的轨迹点作为该站点的映射点；

获取某条OD数据经过的像素点、像素点的值：OD值；具体为

根据某条OD数据所述的上车站点、下车站点的映射点和所乘线路，获取OD数据经过的轨迹点序列；并填充上两个轨迹点经过的像素(x，y)，并增加像素点的值，表示为：(x，y，OD值)，即得到某条OD数据经过的像素的集合；所述OD值为某时间段内经过该像素点的客流人数；

计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；

具体为集合M为每条OD数据经过的像素点在平面网格中的叠加，线网的像素点的值即为经过该像素点的所有OD数据的客流人数的加和；

绘制每一个设定时间段的OD客流热力图，叠加显示在地图上。

2.根据权利要求1所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，所述轨迹数据是指描述线路走向的有序的轨迹点经纬度坐标的集合；

所述站点数据是指描述线路经过的站台的信息，包括站点编号、站点所属线路编号、站点在线路上的方向、站点在线路的站点序列中的排序、站点经纬度坐标；

所述OD数据是指经过算法处理获得的，包括某一乘客的OD记录编号、乘坐线路编号、上车时间、上车站点编号、下车时间、下车站点编号。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，获得线路的轨迹经过的像素之前，对轨迹数据进行预处理，选取一条线路的轨迹数据，对每一个轨迹点(x_i，y_i)做如下处理

x_i＝(x_i–x₀)*10^precision

y_i＝(y_i–y₀)*10^precision，

(x₀，y₀)为选定的坐标系的原点，坐标系位于单位为1的网格中，网格中每个小正方形的边长为1，每个小正方形格子可看做是一个像素点，把每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；Precision为精度。

4.根据权利要求3所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，获取集合T的具体方法如下：将像素当成格子来看，集合T就是获取网格中两轨迹点的连线经过的所有格子，假设两个轨迹点p₁和p₂，其坐标分别为p₁＝(x₁，y₁)和p₂＝(x₂，y₂)，

对两个轨迹点连线的线段进行预处理，具体为

将线段斜率K的绝对值大于1的情况转换为小于等于1的情况，即

如果|K|>1，则用p₁’和p₂’分别替换p₁和p₂，p₁’＝(y₁，x₁)、p₂’＝(y₂，x₂)，得到新的K’

如果|K|≤1，p₁和p₂不做调整，K＝K’

记p₁为左边的点，p₂为右边的点，即x₁＜x₂，

从INT(y₁)到INT(y₂)，一列一列获取线段所经过的格子，具体为

记col为包含INT(y₁)、INT(y₂)的INT(y₁)与INT(y₂)之间的整数值，记线段和网格的行线的交点坐标(cX，col)，其中

依次对格子集合T进行填充

首先填充(INT(x₁)，INT(y₁))、(INT(x₂)，INT(y₂))，放入集合T中

其次填充跨行线的格子，当cX不为整数，则填充(INT(cX)，col)、(INT(cX)，col-1)，放入集合T中，

当cX为整数，若K为正数，则填充(cX，col)、(cX-1，col-1)，放入集合T中，若K为负数，则填充(cX-1，col)、(cX，col-1)，放入集合T中；

最后补充填入每行两个格子之间的格子，得到集合T’，

若K＝K’，则T＝T’，即得到整个的集合T

若K≠K’，则把集合T’中所有坐标的x、y值互换，得到整个的集合T。

5.根据权利要求4所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，计算线路OD经过的像素及值之前，根据站点数据和乘坐线路编号过滤OD数据，具体为：同时满足，上车站点和下车站点均属于该线路，上车站点和下车站点在同一方向，上车站点在该方向的序列中在下车站点前的数据为有效OD数据。

6.根据权利要求4-5任一项所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，所述设定时间段，具体为获取在用户设定时间段基础上前后各增加一个时间段30～90min的OD数据，从而保证了处于设定时间段边缘时间断面的客流分布的完整性。

7.根据权利要求6所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，绘制OD客流热力图具体为：设定一组颜色，每个颜色分别与特定的OD值区间对应，将每个像素点集合中的像素点的格式转换为(x₁，y₁，OD值，颜色)，然后为每一个时间断面绘制热力图。

8.根据权利要求7所述的一种OD客流热力图的提供方法，其特征在于，还包括对得到的不同时间段的OD客流热力图进行展示，可以实现按照时间顺序连续播放连续设定时间段的热力图，并可查看上一时间断面或下一时间断面对应的热力图，也可以单独查看某条线路或选定的多条线路的OD客流热力图。

9.一种OD客流热力图的提供装置，其特征在于，该装置包括：接收单元、获取单元、计算单元、热力图绘制单元，上述单元依次电连接；

所述接收单元：用于接收用户设定时间段、设定线路的客流热力图播放请求；

所述获取单元：用于获取所述设定时间段内，所述设定线路的轨迹数据、站点数据、OD数据；

所述计算单元：用于计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；具体为：

获得线路的轨迹经过的像素，即计算相邻两个轨迹点经过的像素点；将线路的轨迹置于一定精度的网格中，网格中每个小正方形格子可看做是一个像素点，每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；依次取出线路的连续两个轨迹点，依据bresenham算法思想获得由这两个轨迹点作为端点的线段经过的像素点的序列，记作：集合T；

计算一条线路OD经过的像素及值；

获取站点在线路轨迹中的映射点；具体为

依次获取线路每一个站点的经纬度坐标，同线路的轨迹数据相匹配，如有同站点的经纬度坐标相同的轨迹点坐标，则作为站点的映射点；如无，取站点前后各第一个映射点，在两个映射点之间的轨迹数据中选择，距离该站点最近的轨迹点作为该站点的映射点；

获取某条OD数据经过的像素点、像素点的值：OD值；具体为

根据某条OD数据所述的上车站点、下车站点的映射点和所乘线路，获取OD数据经过的轨迹点序列；并填充上两个轨迹点经过的像素(x，y)，并增加像素点的值，表示为：(x，y，OD值)，即得到某条OD数据经过的像素的集合；所述OD值为某时间段内经过该像素点的客流人数；

计算设定时间段内线网所有OD经过的像素点集合M及像素值；

具体为集合M为每条OD数据经过的像素点在平面网格中的叠加，线网的像素点的值即为经过该像素点的所有OD数据的客流人数的加和；

所述热力图绘制单元：用于绘制每一个设定时间段的OD客流热力图，叠加显示在地图上。

10.根据权利要求9所述的一种OD客流热力图的提供装置，其特征在于，该装置还包括预处理单元，所述预处理单元：用于获得线路的轨迹经过的像素之前，对轨迹数据进行预处理，选取一条线路的轨迹数据，对每一个轨迹点(x_i，y_i)做如下处理

x_i＝(x_i–x₀)*10^precision

y_i＝(y_i–y₀)*10^precision

(x₀，y₀)为选定的坐标系的原点，坐标系位于单位为1的网格中，网格中每个小正方形的边长为1，每个小正方形格子可看做是一个像素点，把每个像素点的左下角点的坐标即为像素点的坐标；Precision为精度。