【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及軌跡生成技術(shù)，特別是涉及一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法。
技術(shù)介紹
1、地鐵中的乘客拓?fù)滠壽E，之前一般用gps軌跡或者手機(jī)信令構(gòu)建軌跡。
2、手機(jī)信令數(shù)據(jù)是手機(jī)用戶與發(fā)射基站或者基站之間的通信數(shù)據(jù)，記錄了用戶日?；顒?dòng)的時(shí)空軌跡，能較全面地反映手機(jī)用戶移動(dòng)軌跡。手機(jī)信令構(gòu)建軌跡的方法如下：首先，使用基于動(dòng)態(tài)時(shí)空閾值的層次聚類算法，對預(yù)處理后的手機(jī)信令數(shù)據(jù)軌跡點(diǎn)進(jìn)行出行和停留的分類，提取出出行中的多段起訖點(diǎn)(od?points)；其次，在提取出的多段起訖點(diǎn)基礎(chǔ)上，基于精確多模式綜合交通網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用時(shí)空相似度算法和尋路算法初步確定單一目的出行的出行方式；最后，在單一出行中，應(yīng)用基于圖論的k短路算法生成出行軌跡候選集，在軌跡候選集和手機(jī)信令數(shù)據(jù)軌跡點(diǎn)列間，應(yīng)用曲線時(shí)空相似度算法確定實(shí)際出行軌跡。
3、gps數(shù)據(jù)集是由一系列的帶時(shí)間戳的點(diǎn)組成的序列，每個(gè)記錄點(diǎn)都包含緯度、經(jīng)度和海拔等信息。通常，gps數(shù)據(jù)采集方式主要有兩種方式，按照固定時(shí)間間隔或按照固定距離間隔。gps構(gòu)建軌跡的方法如下：首先，從gps軌跡中找到每次出行的起訖點(diǎn)，也就是把一系列連續(xù)的數(shù)據(jù)軌跡點(diǎn)分割成出行段；其次，通過多段方法和識(shí)別轉(zhuǎn)換點(diǎn)，明確出行過程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，例如從步行轉(zhuǎn)換到乘坐公交的位置點(diǎn)；最后，運(yùn)用支持向量機(jī)(svm)模式識(shí)別方法來識(shí)別具體的交通出行方式，這一步驟涉及到從gps軌跡數(shù)據(jù)中提取特征參數(shù)，并應(yīng)用這些模式識(shí)別算法來確定出行方式，如步行、自行車、汽車、公共交通等。
4、gps軌跡構(gòu)建方法有以下方面的缺點(diǎn)
5、1、表達(dá)方面：gps和手機(jī)信令這兩種技術(shù)在開放空間中能夠標(biāo)記坐標(biāo)點(diǎn)或反映用戶與通信網(wǎng)絡(luò)之間的互動(dòng)。然而，它們的空間精度受到限制，在地鐵這樣的封閉環(huán)境下尤其明顯。gps信號(hào)在地下可能會(huì)丟失或不準(zhǔn)確，而手機(jī)信令的空間精度則受到基站覆蓋范圍和密度的限制，這可能導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地反映乘客在地鐵系統(tǒng)內(nèi)的具體位置。
6、2、存儲(chǔ)方面：由于gps數(shù)據(jù)需要記錄每一個(gè)地理位置點(diǎn)，而手機(jī)信令數(shù)據(jù)包含時(shí)間戳、設(shè)備id、信號(hào)強(qiáng)度等信息，當(dāng)采樣頻率增高時(shí)，兩者均會(huì)產(chǎn)生大量冗余信息。尤其在地鐵這種預(yù)定義路徑明確且相對封閉的環(huán)境中，這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求會(huì)大幅增加，效率低下。
7、3、觀測方面：這些技術(shù)主要設(shè)計(jì)用于通信或定位，在地鐵等封閉環(huán)境下的觀測能力受限。gps和手機(jī)信令數(shù)據(jù)不易融合車站、線路的豐富語義信息，難以深入分析地鐵網(wǎng)絡(luò)的功能和運(yùn)行狀況。而且，由于信號(hào)在室內(nèi)的衰減和覆蓋范圍的限制，這些技術(shù)提供的地理位置信息的精確度和可靠性較低。
8、需要說明的是，在上述
技術(shù)介紹
部分公開的信息僅用于對本申請的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于克服上述
技術(shù)介紹
的缺陷，提供一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法和裝置。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，包括以下步驟：
4、s1、構(gòu)建地鐵網(wǎng)絡(luò)的路網(wǎng)拓?fù)鋱D，包括站點(diǎn)集合和連接站點(diǎn)的線路集合；
5、s2、利用地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)收集的乘客進(jìn)出站數(shù)據(jù)，通過客流分配算法，獲取每位乘客個(gè)體出行路徑；
6、s3、進(jìn)行列車分配處理，清除無關(guān)站點(diǎn)和非載客列車，對于換乘和非換乘乘客分別確定乘客軌跡點(diǎn)時(shí)間，尋找合理的對應(yīng)列車；
7、s4、結(jié)合路網(wǎng)拓?fù)鋱D、客流分配結(jié)果以及列車分配結(jié)果，生成代表乘客在地鐵網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)的拓?fù)滠壽E模型。
8、進(jìn)一步地，步驟s1具體包括如下步驟：
9、s11、數(shù)據(jù)采集：從地圖服務(wù)中獲取地鐵站點(diǎn)的名稱及地理坐標(biāo)；
10、s12、數(shù)據(jù)清洗與驗(yàn)證：去除重復(fù)記錄、糾正錯(cuò)誤信息、填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)、查找存疑數(shù)據(jù)；
11、s13、gis系統(tǒng)處理：將清洗后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)中構(gòu)建地鐵站點(diǎn)和線路的關(guān)系可視化；
12、s14、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建：處理換乘站信息，識(shí)別不同線路之間的換乘站點(diǎn)，并構(gòu)建地鐵網(wǎng)絡(luò)的路網(wǎng)拓?fù)鋱D和鄰接矩陣。
13、步驟s2具體包括如下步驟：
14、s21、在鄰接矩陣中添加換乘站點(diǎn)的步行時(shí)間；
15、s22、使用圖論搜索算法來計(jì)算地鐵網(wǎng)絡(luò)中任意兩站點(diǎn)間的最短路徑。
16、所述圖論搜索算法為dijkstra算法。
17、步驟s2中包括利用圖論搜索算法生成乘客從起點(diǎn)站到目的地站的最佳出行路徑。
18、步驟s3具體包括如下步驟：
19、s31、清除與乘客出行路徑無關(guān)的站點(diǎn)和非載客列車；
20、s32、對于換乘和非換乘乘客，根據(jù)其出行路徑和地鐵系統(tǒng)的列車運(yùn)行時(shí)刻表，分別確定乘客在各站點(diǎn)的到達(dá)和離開時(shí)間；
21、s33、結(jié)合乘客的軌跡點(diǎn)時(shí)間和地鐵列車的實(shí)際運(yùn)行情況，為乘客匹配合理的對應(yīng)列車。
22、所述的拓?fù)滠壽E模型的定義包括：
23、路網(wǎng)拓?fù)鋱D，由地鐵網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)集合和連接這些站點(diǎn)的線路集合組成的有序?qū)Γ?/p>
24、鄰接矩陣，用于表示路網(wǎng)拓?fù)鋱D中站點(diǎn)間的連接關(guān)系；
25、軌跡點(diǎn)，表示在特定時(shí)間時(shí)刻，乘客在地鐵站點(diǎn)的存在；
26、拓?fù)滠壽E，由一系列軌跡點(diǎn)組成的有序集合，代表乘客在地鐵網(wǎng)絡(luò)中的連續(xù)移動(dòng)路徑；
27、拓?fù)渥榆壽E，原始軌跡中的一段連續(xù)子序列，且滿足每個(gè)點(diǎn)位于原始軌跡中、起點(diǎn)位于原始軌跡內(nèi)、長度不超出原始軌跡范圍；
28、拓?fù)滠壽E的交集、并集和差集，用于描述和分析多個(gè)軌跡之間的關(guān)系和差異；
29、拓?fù)滠壽E相似性，通過比較不同軌跡的形狀、長度和行進(jìn)路徑，評估軌跡之間的相似度。
30、一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。
31、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。
32、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品由處理器運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。
33、本專利技術(shù)具有如下有益效果：
34、本專利技術(shù)基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模的方法，通過預(yù)定義的站點(diǎn)和連接線路構(gòu)建地鐵拓?fù)滠壽E，精確反映乘客或列車在地鐵網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)，克服了gps在地下環(huán)境中可能的信號(hào)丟失問題，以及手機(jī)信令數(shù)據(jù)在精度上的限制。本專利技術(shù)能夠?qū)㈦[匿在軌跡數(shù)據(jù)中的時(shí)空關(guān)聯(lián)性進(jìn)行結(jié)合，通過拓?fù)鋱D生成和拓?fù)滠壽E生成，利用客流分配和列車分配，確定列車和乘客到達(dá)每個(gè)站點(diǎn)的時(shí)間，刻畫出乘客的拓?fù)滠壽E。此外，拓?fù)滠壽E僅需記錄關(guān)鍵站點(diǎn)的到達(dá)和離開時(shí)間，以及運(yùn)行狀態(tài)，顯著減少了存儲(chǔ)空間的需求，且拓?fù)滠壽E的結(jié)構(gòu)能夠直接映射地鐵網(wǎng)絡(luò)，包含了豐富的結(jié)構(gòu)化和語義信息，為地鐵系統(tǒng)的分析與優(yōu)化提供了更多的可能性。通過拓?fù)滠壽E分析，可以識(shí)別高峰時(shí)段客流密度、優(yōu)化本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟S1具體包括如下步驟：
3.如權(quán)利要求1或2所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟S2具體包括如下步驟：
4.如權(quán)利要求3所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，所述圖論搜索算法為Dijkstra算法。
5.如權(quán)利要求3或4所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟S2中包括利用圖論搜索算法生成乘客從起點(diǎn)站到目的地站的最佳出行路徑。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟S3具體包括如下步驟：
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，所述的拓?fù)滠壽E模型的定義包括：
8.一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。<...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟s1具體包括如下步驟：
3.如權(quán)利要求1或2所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟s2具體包括如下步驟：
4.如權(quán)利要求3所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，所述圖論搜索算法為dijkstra算法。
5.如權(quán)利要求3或4所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，其特征在于，步驟s2中包括利用圖論搜索算法生成乘客從起點(diǎn)站到目的地站的最佳出行路徑。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述基于地鐵的乘客拓?fù)滠壽E建模方法，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志恒，成文浩，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)深圳國際研究生院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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