專利名稱：一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公共交通線路調(diào)度領(lǐng)域，具體的講，是涉及一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法。
背景技術(shù)：
城市公共交通在城市交通中占有重要的地位，公交運(yùn)營調(diào)度是整個公交企業(yè)管理業(yè)務(wù)的核心。提高城市公交的運(yùn)營調(diào)度水平是改善城市公交服務(wù)質(zhì)量、提高公交吸引力的重要途徑。線路調(diào)度是城市公交調(diào)度的基本模式，為了更加直觀的展現(xiàn)車輛在線路上的運(yùn)營情況，通常采用“直線模擬圖”將線路、站點(diǎn)、車輛等信息圖形化顯示在計(jì)算機(jī)用戶交互界面里，即將公交運(yùn)營線路簡化為兩條平行直線，根據(jù)不同方法將站點(diǎn)描繪在平行直線上，再根據(jù)車輛上傳的實(shí)時位置信息，將車輛位置信息描繪在直線上，給用戶展現(xiàn)出線路上的車輛分布情況，為車輛實(shí)時調(diào)度提供參考，實(shí)現(xiàn)車輛的圖形化調(diào)度。
直線模擬的展現(xiàn)通常采用平均站距法和實(shí)際站距法。兩種繪制方法如下(注區(qū)域像素寬度Width，N為站點(diǎn)個數(shù)，Coordinate為站點(diǎn)坐標(biāo)，disN為相鄰的兩個站點(diǎn)間的實(shí)際距離，I為當(dāng)前站點(diǎn)的序號)
I、平均站距法根據(jù)顯示區(qū)域像素寬度Width，除以N-1，計(jì)算每個站點(diǎn)間平均距離，再乘以站點(diǎn)個數(shù)，計(jì)算每個站點(diǎn)的位置坐標(biāo)。即Coordinate=Width* (1-1)/ (N_l),根據(jù)上述計(jì)算，將得到的站點(diǎn)位置坐標(biāo)繪制在直線上，根據(jù)車輛上傳的到站信息，即車輛上傳到達(dá)某個站點(diǎn)，則車輛顯示在當(dāng)前站點(diǎn)處，當(dāng)車輛上傳實(shí)時的定位信息，即經(jīng)緯度信息，如果經(jīng)緯度跟上一次不一致，則在從當(dāng)前站點(diǎn)向下一個站點(diǎn)移動一個間隔，此間隔為系統(tǒng)默認(rèn)間隔參數(shù)。2、實(shí)際站距法根據(jù)顯示區(qū)域像素寬度Width，除以線路總長度，再乘以當(dāng)前站間距離第一個站點(diǎn)的距離和，計(jì)算每個站點(diǎn)的位置坐標(biāo)。即Coordinate=Width* (disl+dis2+··· +disl) / (disl+dis2+··· +disN)根據(jù)上述計(jì)算，將得到的站點(diǎn)位置坐標(biāo)繪制在直線上。車輛繪制到直線上的方法同平均站距法。平均站距法繪制直線模擬圖，主要有以下幾個缺點(diǎn)
1、站點(diǎn)與車距信息顯示不直觀站點(diǎn)平均分布在線路上，不能直觀的顯示站點(diǎn)間實(shí)際距離比例；車輛在線路上運(yùn)營，同樣不能直觀的反映車輛之間的距離信息，即車距信息；
2、車輛信息顯示不真實(shí)由于車輛位置主要依賴車輛到離站信息，當(dāng)車輛上傳到達(dá)當(dāng)前站點(diǎn)，則車輛顯示在當(dāng)前站點(diǎn)處，當(dāng)車輛上傳實(shí)時的定位信息，系統(tǒng)根據(jù)默認(rèn)間隔參數(shù)，車輛每更新一個數(shù)據(jù)包，如果經(jīng)緯度發(fā)生變化，則在從當(dāng)前站點(diǎn)向下一個站點(diǎn)移動一個間隔，直到車輛下次上傳到達(dá)下一個站點(diǎn)信息，則顯示在下一個站點(diǎn)處；當(dāng)站間距很小、或壓車情況，車輛位置更新就會出現(xiàn)不連貫、長時間不進(jìn)站或與實(shí)際情況不符等情況；
3、實(shí)際站距法相對于平均站距法雖然解決了站點(diǎn)與車距信息顯示不直觀的問題，但是由于站點(diǎn)和車輛描繪機(jī)制的缺陷，無法從根本上處理壓車、站間距過小，車輛位置更新不連貫，司機(jī)手動報(bào)站等異常情況。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，不但能夠直觀的顯示站距和車距，而且當(dāng)出現(xiàn)站距過小或者壓車，司機(jī)手動干預(yù)出現(xiàn)連續(xù)報(bào)站的情況信息時，也能真實(shí)的反映車輛位置信息。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，運(yùn)用GIS操作工具采集實(shí)際的公交線路行進(jìn)路線軌跡點(diǎn)信息，將采集到的軌跡點(diǎn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部存儲的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行匹配，找到經(jīng)緯度坐標(biāo)最接近的軌跡點(diǎn)作為站點(diǎn)的匹配點(diǎn)，兩個站點(diǎn)間的距離是對應(yīng)的兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)之間的所有軌跡點(diǎn)的距離總和，再將所有站點(diǎn)根據(jù)兩個站點(diǎn)間的距離按照線路總長度與屏幕描繪的模擬直線的長度之比，等比例投影到直線模擬圖上描繪出來，計(jì)算機(jī)接收到GPS定位服務(wù)實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)的運(yùn)營車輛位置信息，跟直線模擬圖上描繪的軌跡點(diǎn)真實(shí)經(jīng)緯度進(jìn)行匹配計(jì)算，找到經(jīng)緯度坐標(biāo)最接近的軌跡點(diǎn)作為車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。 為了防止軌跡點(diǎn)采集量過小導(dǎo)致站點(diǎn)匹配以及車輛行駛軌跡在直線模擬圖上失真的問題，采取了輔助軌跡點(diǎn)插入法來增加采集的軌跡點(diǎn)的數(shù)量。以下為軌跡點(diǎn)采集和直線模擬實(shí)現(xiàn)過程
I、原始軌跡點(diǎn)的采集
利用Gis操作工具采集實(shí)際的公交線路行進(jìn)路線軌跡數(shù)據(jù)信息，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部存儲的經(jīng)緯度坐標(biāo)將站點(diǎn)與采集到的原始軌跡數(shù)據(jù)信息匹配。2、輔助軌跡點(diǎn)的插入與軌跡點(diǎn)的確定
當(dāng)兩個相鄰原始軌跡點(diǎn)的距離大于一個閥值時，在這兩個原始軌跡點(diǎn)間插入一定數(shù)量的輔助軌跡點(diǎn)，使兩個相鄰原始軌跡點(diǎn)的距離小于等于所設(shè)定的閥值，進(jìn)行軌跡點(diǎn)的修正。輔助軌跡點(diǎn)插入方法計(jì)算如下
設(shè)原始軌跡點(diǎn)I經(jīng)緯度坐標(biāo)(X1, Y1),原始軌跡點(diǎn)2經(jīng)緯度坐標(biāo)(X2，Y2),閥值為L米則插入的輔助軌跡點(diǎn)坐標(biāo)(X3，Y3)為(注n為插入時的第幾個點(diǎn)的計(jì)數(shù))
X3=X1+ (X2-X1)/(D12/L+l)*nY3=Y1+ (Y2-Y1)/(D12/L+l)*n
將插入的輔助軌跡點(diǎn)與原始軌跡點(diǎn)整合為軌跡點(diǎn)數(shù)組，確定軌跡點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)依次為軌跡點(diǎn)I (X1, Y1),軌跡點(diǎn)2 (X3, Y3),軌跡點(diǎn)3 (X2, Y2)。車輛在模擬圖上的位置移動時，只有在車輛的移動距離大于閥值的時候才會體現(xiàn)出來。3、相關(guān)點(diǎn)間距離計(jì)算
(I)根據(jù)兩個軌跡點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)值計(jì)算出兩個軌跡點(diǎn)間距離，計(jì)算方法如下
設(shè)兩個軌跡點(diǎn)的經(jīng)度、緯度分別為G1, W1), (j2，w2)，則根據(jù)半徑為R的球面上兩點(diǎn)間的最短距離計(jì)算公式弧 C=R^arccosIisin(W1) sin (W2)+cos (W1) cos (W2) *cos (jfj2)],計(jì)算出兩個軌跡點(diǎn)間的距離D=R*Arccos (C) * η /180°。(2)兩個站點(diǎn)間距離S等于對應(yīng)的兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)間所有軌跡點(diǎn)的距離之和，設(shè)兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)間所有軌跡點(diǎn)為M個，(其中，所有軌跡點(diǎn)包含兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn))即兩個站點(diǎn)間距尚S= D12+D23+…+Dm_2D η +DihD M。4、線路總長度的計(jì)算
線路長度L等于所有站點(diǎn)間距離之和，設(shè)站點(diǎn)為從A到N，即線路長度L = Sab +Sbc +…+SLM +Smno5、站點(diǎn)到屏幕直線上的顯示投影
假定屏幕上的模擬直線長度Lin為100 (單位像素點(diǎn))，起點(diǎn)坐標(biāo)1 1為(0，0)，終點(diǎn)&坐標(biāo)為(100,0),有N個軌跡點(diǎn)，則站點(diǎn)坐標(biāo)為
站點(diǎn) A= (0,0)；
站點(diǎn) B= (O, SAB*Lin/L)；·
站點(diǎn) C= (O, SBC*Lin/L)；
站點(diǎn) D= (O, SCD*Lin/L)；
站點(diǎn) N= (0,100),
為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯度坐標(biāo)與屏幕坐標(biāo)的一一對應(yīng)，使用以下結(jié)構(gòu)體來存儲采集和插入的每一個的軌跡點(diǎn)
typedef struct 2DPoint
{
double dx;// 經(jīng)度 double dy;// 諱度 double dX;//屏幕X坐標(biāo) double dY; //屏幕Y坐標(biāo) int nID;//下一站站點(diǎn)編號 };
采用上述結(jié)構(gòu)體存儲采集和插入的每一個的軌跡點(diǎn)，完成站點(diǎn)在直線模擬圖的繪制，軌跡點(diǎn)直線模擬坐標(biāo)計(jì)算方法dX= (n-1) *100/ (N-I)；dY=0 (其中η表示是第η個點(diǎn))；
則每個軌跡點(diǎn)的模擬圖坐標(biāo)為
軌跡點(diǎn) I (dxl, dyl,0,0)；
軌跡點(diǎn) 2 (dx2，dy2，1*100/ (N-1),O)；
軌跡點(diǎn) N (dxN，dyN，100，0)。6、車輛匹配顯示
當(dāng)車輛上傳實(shí)時GPS定位數(shù)據(jù)，主要包括經(jīng)度、緯度、下一站站點(diǎn)編號等信息，首先采納下一站站點(diǎn)編號(K)。車輛匹配顯示計(jì)算方法計(jì)算可以采用距離計(jì)算和差值計(jì)算兩種，具體方法如下
(O車輛匹配顯示計(jì)算方法I :即通過軌跡點(diǎn)結(jié)構(gòu)體中的nID，確定指定站點(diǎn)區(qū)間內(nèi)軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)... (KJn, Kffn)，用車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)(BJ，Bff),依次跟軌跡點(diǎn)(KJ1,Kff1)，(KJ2, Kff2)... (KJn, Kffn)進(jìn)行距離計(jì)算。即
KC1=R^arccos [sin (Bff) sin (Kff1) +cos (Bff) cos (Kff1) *cos (BJ-KJ1)]
KD1=R^Arccos(KC1)* π/ 180°
計(jì)算所有軌跡點(diǎn)跟車輛之間的距離KDp KD^KDn，依次比對，取其中的最小值，即當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)。如果所有距離大于閥值L，則判斷車輛狀態(tài)有人為手動干預(yù)可能，車輛上傳的位置信息中下一站站點(diǎn)編號，不可采納。需要將直線模擬圖上的所有軌跡點(diǎn)(JpW1), (J2，w2)…(Jn, Wn)參與距離計(jì)算，比對后，取其中的最小值，作為當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。(2)車輛匹配顯示計(jì)算方法2
即通過軌跡點(diǎn)結(jié)構(gòu)體中的nID，確定指定站點(diǎn)區(qū)間內(nèi)軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1), (KJ2, Kff2)-(KJn, KWn)，用車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)(BJ，BW)，依次跟軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)... (KJn, Kffn)進(jìn)行差值計(jì)算，當(dāng)經(jīng)度和緯度的差的絕對值都小于誤差范圍允許值(C)時，則表示找到匹配軌跡點(diǎn)。即
經(jīng)度差值CJ1=IKJ1-BJ 緯度差值CW1= IWJ1-WJ
如果CJ1和CW1都不大于C時則該軌跡點(diǎn)為車輛的匹配點(diǎn)。如果所有軌跡點(diǎn)計(jì)算得到的CJ和CW都大于C時，則判斷車輛狀態(tài)有人為手動干預(yù)可能，車輛上傳的位置信息中下一站站點(diǎn)編號，不可采納。需要將直線模擬圖上的所有軌跡點(diǎn)(J1, W1), (J2, W2)…(Jn, Wn)參與匹配計(jì)算，滿足匹配條件的軌跡點(diǎn)為當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。7、同一時刻多輛車在直線模擬圖上的顯示
GPS定位服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)運(yùn)營車輛位置信息，跟直線模擬圖上描繪的軌跡點(diǎn)真實(shí)經(jīng)緯度進(jìn)行步驟6的匹配計(jì)算，找到經(jīng)緯度坐標(biāo)最接近的軌跡點(diǎn)作為車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
采用軌跡點(diǎn)法繪制線路直線模擬圖，能夠直觀的顯示站點(diǎn)間實(shí)際距離比例和車距信息；當(dāng)站間距很小、或者壓車情況，也能真實(shí)的反映車輛位置信息；當(dāng)車輛報(bào)站出現(xiàn)異常，或者司機(jī)手動干預(yù)出現(xiàn)連續(xù)報(bào)站情況等信息時，也不會對真實(shí)的車輛信息造成干擾；采用軌跡點(diǎn)輔助插入法，彌補(bǔ)了軌跡點(diǎn)采集量過小導(dǎo)致站點(diǎn)匹配以及車輛行駛軌跡在直線模擬圖上失真的問題。


圖I為本發(fā)明的流程圖。圖2為實(shí)施例I中車輛實(shí)際軌跡點(diǎn)示意圖。圖3為實(shí)施例I中修正后的車輛實(shí)際軌跡點(diǎn)示意圖。
圖4為實(shí)施例I的站點(diǎn)直線模擬圖。圖5為實(shí)施例I的車輛在模擬圖上的投影效果示意圖。圖6為實(shí)施例2中車輛實(shí)際軌跡點(diǎn)示意圖。圖7為實(shí)施例2中修正后的車輛實(shí)際軌跡點(diǎn)示意圖。圖8為實(shí)施例2的站點(diǎn)直線模擬圖。圖9為實(shí)施例2的車輛在模擬圖上的投影效果示意圖。圖中A-F為公交線路的站點(diǎn)；數(shù)字序號1-45為公交線路軌跡點(diǎn)；0為車輛在模擬圖上的投影。
具體實(shí)施方式
以下舉例說明站點(diǎn)和車輛標(biāo)識在直線模擬圖上的實(shí)現(xiàn)過程。實(shí)施例I :
如圖2所示的公交線路站點(diǎn)A、B、C、D的經(jīng)緯度坐標(biāo)如下(單位° )
A(32. 0000,126. 0000)，B(32. 0000,126. 0100)，C(32. 0080,126. 0100)，D (32. 0070，126.0185)。實(shí)際采集到的公交線路軌跡點(diǎn)I一8，經(jīng)緯度坐標(biāo)分別為
I (32. 0000，126. 0000), 2 (32. 0000，126. 0100) ,3(32. 0080，126. 0100) ,4 (32. 0090，126. 0143)，5 (32. 0100，126. 0155) ,6(32. 0092，126. 0165)，7 (32. 0082，126. 0170)，8(32.0070,126. 0185)。(I)根據(jù)兩點(diǎn)間經(jīng)緯度坐標(biāo)和地球半徑R= 6371千米，首先根據(jù)半徑為R的球面上兩點(diǎn)間的最短距離計(jì)算公式，弧C=R*arccos [sin (wl) sin (w2) +cos (wl)cos(w2)*cos(jl-j2)]計(jì)算出兩點(diǎn)間的最短距離，再根據(jù)距離的公式D=R*Arccos (C) *π /180計(jì)算得出每兩個原始軌跡點(diǎn)間的距離(單位米)
D12 =1113，D23 =524，D34 = 483，D45 = 149，D56 = 123，D67 = 86，D78 =185。(2)設(shè)插入軌跡點(diǎn)的閥值為150米，根據(jù)插入輔助軌跡點(diǎn)法計(jì)算出每兩個原始軌跡點(diǎn)間需要插入的輔助軌跡點(diǎn)個數(shù)及經(jīng)緯度坐標(biāo)為
D12需插入7個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(32.00000,126. 01250)，(32. 00000,126. 00025)，(32.00000,126. 00375)，(32. 00000,126.00500)，(32.00000,126. 00625)，(32. 00000,126. 00750)，(32.00000,126. 00875)；
D23需插入3個軌跡點(diǎn)，坐標(biāo)為
(32.00000，126. 01000)，(32. 00400，126. 01000)，(32. 00600，126. 01000)；
D34需插入3個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(32.00875，126. 01430)，(32. 00850，126. 01430)，(32. 00825，126. 01430)；
D45需插入O個軌跡點(diǎn)，
D56需插入O個軌跡點(diǎn)，
D67需插入O個軌跡點(diǎn)，
D78需插入I個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(32. 00820,126. 01775)
修正后的線路圖如圖3所示。
(3)計(jì)算站點(diǎn)間距離(單位米)
Sab=D12=I 113 ；
Sbc =D23= 5 2 4 ；
Scd=D34+D45+D56+D67+D78=1026。(4)線路長度(單位米)
Lad=Sab+Sbc+Scd=2663
(5)模擬直線長度=100 (單位像素)· 每個站點(diǎn)的模擬圖坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果A (0,0), B (42,0), C (62,0), D (100，O)。根據(jù)軌跡點(diǎn)模擬圖坐標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算出每個軌跡點(diǎn)所對應(yīng)的模擬圖坐標(biāo)
I (32.00000，126. 00000，0，0，2)，2(32. 00000，126. 00125,5,1,2),
3(32.00000，126. 00250，10,0,2),4(32. 00000，126. 00375，14，0，2)，
5 (32.00000，126. 00500，19,0,2),6(32. 00000，126. 00625，24，0，2)，
7 (32.00000,126. 00750,29,0,2),8(32. 00000,126. 00875,33,0,2),
9(32.00000，126.01000，38,0,2),10 (32. 00000，126. 01000，43,0,3),
11(32. 00400，126. 01000，48，0，3)，12(32. 00600，126. 01000，52，0，3)，
13(32.00800，126. 01000，57，0，3)，14(32. 00875，126. 01430，62，0，3)，
15(32.00850，126. 01430，67，0，3)，16(32. 00825，126. 01430，71，0，3)，
17(32. 00900，126. 01430，76，0，4)，18(32. 01000，126. 01550，80，0，4)，
19(32. 00920,126. 01650,86,0,4),20(32. 00820,126. 01700,90,0,4),
21(32.00820，126. 01775，95，0，4)，22 (32.00700，126. 01850，100，0，5)。(6)車輛投影到直線模擬圖上(根據(jù)算法I來實(shí)現(xiàn))
車輛位置信息如下
經(jīng)度 dx=32. 00000緯度 dy=126. 00376下一站站點(diǎn)編號NID=2
根據(jù)站點(diǎn)編號確定車輛應(yīng)該投影到站點(diǎn)I和站點(diǎn)2之間，根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)計(jì)算距離公式計(jì)算出車輛經(jīng)緯度到站點(diǎn)I和站點(diǎn)2之間每個軌跡點(diǎn)的距離
Dl=418. 56，D2=279. 41，D3=140.26，D4=l.11，D5=138. 04，D6=281. 638，D7=277. 19，D8=555. 48，
根據(jù)計(jì)算出的距離找到投影點(diǎn)為軌跡點(diǎn)4，對應(yīng)模擬圖坐標(biāo)為(14，0)，車輛在模擬圖上的投影效果如圖5所示。實(shí)施例2
如圖6所示的公交線路站點(diǎn)A、B、C、D、E、F的經(jīng)緯度坐標(biāo)如下(單位° )
A (34. 00000，124. 00000)，B(34. 00200，124. 01350)，
C (34. 00860，124. 01900)，D(34. 00200，124. 02400)，
E(34. 00700，124. 01430)，F(xiàn) (34.01350，124. 02490)；
實(shí)際采集到的公交線路軌跡點(diǎn)I一20，經(jīng)緯度坐標(biāo)分別為
I(34. 00000，124. 00000)，2 (34. 00000，124. 01000)，3 (34. 00010，124. 01200)，
4(34. 00200，124. 01350)，5 (34. 00850，124. 01360)，6 (34. 00950，124. 01400)，7 (34.00860，124. 01900)，8(34. 00450，124. 02400)，9(34. 00400，124. 024800)，
10(34.00200，124.02400)，11(33. 99800，124. 02100)，12(33. 99700，124. 01950)，
13 (33.99900，124.01940)，14 (34.00700，124. 01430)，15 (34.00840，124.01550)，
16(34.00720，124.01980)，17 (34.00730，124. 01950)，18 (34.00855，124.02355)，
19 (34.01800，124. 02450)，20(34. 01350，124. 02490)。( I)計(jì)算軌跡點(diǎn)間距離(單位米)
D12=I113，D23=2 2 3, D34=205, D45=405, D56=77, D67=559, D78=612, D89=94, D910=153, D1011=417,D1112=178，D1213=124, D1314=755, D1415=159, D1516=484, D1617=34, D1718=458 , D1819=598, D192(i=54。(2)計(jì)算站間距離(單位米)
Sab_D12+D23+D34- 1541 Sbc=D45+D56+D67=1041 ScD-D78+D8g+Dg10-859
Sde-D10Ii+Dn-1474 Sef_D1415+D1516+D1617+D1718+D1819+D1920 -1787。(3)插入軌跡點(diǎn)的計(jì)算(閥值設(shè)定為200米)
D12插入5個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00000，124. 00167)，(34. 00000，124. 00333)，(34. 00000，124. 00500)，(34. 00000，124. 00667)，(34. 00000，124. 00833)；
D23插入I個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00005，124. 01200)；
D34插入I個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00105，124. 01350)；
D45插入2個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00417，124. 01353)，(34. 00633，124. 01357)；
D56插入O個軌跡點(diǎn)；
D67插入2個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00950，124. 01567)，(34. 00950，124. 01733)；
D78插入3個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00553，124. 02400)，(34. 00650，124. 02400)，(34. 00758，124. 02400)；
D89插入O個軌跡點(diǎn)；
D91tl插入O個軌跡點(diǎn)；
D1011插入2個軌跡點(diǎn)，坐標(biāo)為
(34. 0007，124. 02400)，(34. 9993，124. 02400)；
D1112插入O個軌跡點(diǎn)；
D1213插入O個軌跡點(diǎn)；
D1314插入3個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00700，124. 01558)，(34. 00700，124. 01685)，(34. 00700，124. 01813)；
D1415插入O個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
D1516插入2個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為(34. 00840，124. 01693)，(34. 00840，124. 01867)；
D1617插入O個軌跡點(diǎn)；
D1718插入2個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 00772，124. 02085)，(34. 00813，124. 02220)；
D1819插入2個軌跡點(diǎn),坐標(biāo)為
(34. 01170，124. 02387)，(34. 01485，124. 02418)；
D1920插入O個軌跡點(diǎn)；
修正后的軌跡點(diǎn)示意圖如圖7所示。 (4)線路長度Laf=Sab+Sbc+Scd+Sde+Sef=6702 米
(5)模擬直線長度=100 (單位像素)
每個站點(diǎn)的模擬圖坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果
A (0,0), B (23,0), C (39,0), D (51,0), E (73,0), F (100,0)。(6)根據(jù)軌跡點(diǎn)模擬圖坐標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算出每個軌跡點(diǎn)所對應(yīng)的模擬圖坐標(biāo)
I(34. 00000,124. 00000,0,0, 2), 2 (34. 00000,124. 00167,2,0,2),
3 (34. 00000,124. 00333,5,0,2),4 (34. 00000,124. 00500,7,0,2),
5(34. 00000,124. 00667,9,0,2),6 (34. 00000，124. 00833，11，0，2)，
7 (34.00000,124. 01000,14,0,2),8 (34.00005，124.01200，16，0，2)，
9 (34. 00010,124. 012000,18,0,2),10 (34. 00105,124. 01350,20,0,2),
II(34.00200,124. 01350,23,0,2),12 (34.00417，124. 01353，25，0，2)，
13 (34.00633,124. 01357,27,0,3),14 (34.00850,124. 01360,30,0,3),
15 (34.00950,124. 01400,32,0,3),16 (34.00950，124. 01567，34，0，3)，
17(34.00950,124.01733,36,0,3),18 (34.00860,124.01900,39,0,3),
19 (34.00553,124. 02400,41,0,4),20 (34.00650，124.02400，43，0，4)，
21 (34. 00758,124. 02400,44,0,4),22 (34. 00450，124. 02400，48，0，4)，
23 (34.00400，124. 024800,50,0，4)，24 (34.00200，124. 02400，52，0，4)，
25 (34.00070,124. 02400,55,0,5),26 (34.99930，124. 02400，57，0，5)，
27 (33.99800,124.02100,59,0,5),28 (33.99700，124.01950，61，0，5)，
29 (33.99900,124.01940,64,0,5),30 (34.00700，124. 01558，66，0，5)，
31 (34. 00700,124. 01685,68,0,5),32 (34. 00700，124. 01813，70，0，5)，
33 (34.00700,124. 01430,73,0,5),34 (34.00840，124. 01550，75，0，6)，
35 (34.00840,124. 01693,77,0,6),36 (34.00840，124. 01867，80，0，6)，
37 (34.00720,124. 01980,82,0,6),38 (34.00730，124. 01950，84，0，6)，
39 (34.00772,124.02085,86,0,6),40 (34.00813，124. 02220，89，0，6)，
41 (34.00855,124. 02355,91,0,6),42 (34.01170，124.02387，93，0，6)，
43 (34. 01485,124. 02418,95,0,6),44 (34. 01800,124. 02450,98,0,6),
45 (34.01485,124. 02418,100,0,7)；
直線模擬圖實(shí)現(xiàn)效果如圖8所示。(7)車輛投影到直線模擬圖上(根據(jù)算法2來實(shí)現(xiàn))
車輛位置信息如下經(jīng)度 dx=34. OOOOO緯度 dy=126. 00666下一站站點(diǎn)編號NID=2
根據(jù)站點(diǎn)編號確定車輛應(yīng)該投影到站點(diǎn)I和站點(diǎn)2之間，計(jì)算出車輛經(jīng)緯度到站點(diǎn)I和站點(diǎn)2之間每個軌跡點(diǎn)的經(jīng)緯度差值
Dlx=O,Dly=O. 00666 ；D2x=0,D2y=0. 00499 ；D3x=0,D3y=0. 00333 ；D4x=0,D4y=0. 00166 ；D5x=0,D5y=0. 00001 ；D6x=0, D6y=0. 00167 ；D7x=0, D7y=0. 00334；
設(shè)定誤差范圍允許值為O. 00010，根據(jù)計(jì)算出的距離找到投影點(diǎn)為軌跡點(diǎn)5，對應(yīng)模擬圖坐標(biāo)為(9，0)，所以車輛在模擬圖上的投影效果如圖9所示。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于運(yùn)用GIS操作工具采集實(shí)際的公交線路行進(jìn)路線軌跡點(diǎn)信息，將采集到的軌跡點(diǎn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部存儲的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行匹配，找到經(jīng)緯度坐標(biāo)最接近的軌跡點(diǎn)作為站點(diǎn)的匹配點(diǎn)，兩個站點(diǎn)間的距離是對應(yīng)的兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)之間的所有軌跡點(diǎn)的距離總和，再將所有站點(diǎn)根據(jù)兩個站點(diǎn)間的距離按照線路總長度與屏幕描繪的模擬直線的長度之比，等比例投影到直線模擬圖上描繪出來，計(jì)算機(jī)接收到GPS定位服務(wù)實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)的運(yùn)營車輛位置信息，跟直線模擬圖上描繪的軌跡點(diǎn)真實(shí)經(jīng)緯度進(jìn)行匹配計(jì)算，找到經(jīng)緯度坐標(biāo)最接近的軌跡點(diǎn)作為車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于采用輔助軌跡點(diǎn)插入法來增加采集的軌跡點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)兩個相鄰原始軌跡點(diǎn)的距離大于一個閥值時，在這兩個原始軌跡點(diǎn)間插入一定數(shù)量的輔助軌跡點(diǎn)，使兩個相鄰原始軌跡點(diǎn)的距離小于等于所設(shè)定的閥值，進(jìn)行軌跡點(diǎn)的修正，車輛在模擬圖上的位置移動時，只有在車輛的移動距離大于閥值的時候才會體現(xiàn)出來，輔助軌跡點(diǎn)插入方法計(jì)算如下 設(shè)原始軌跡點(diǎn)I經(jīng)緯度坐標(biāo)(X1, Y1),原始軌跡點(diǎn)2經(jīng)緯度坐標(biāo)(X2，Y2),閥值為L米則插入的輔助軌跡點(diǎn)坐標(biāo)(X3，Y3)為(注n為插入時的第幾個點(diǎn)的計(jì)數(shù))X3=X1+ (X2-X1)/(D12/L+l)*nY3=Y1+ (Y2-Y1)/(D12/L+l)*n 將插入的輔助軌跡點(diǎn)與原始軌跡點(diǎn)整合為軌跡點(diǎn)數(shù)組，確定軌跡點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)依次為軌跡點(diǎn)I (X1, Y1),軌跡點(diǎn)2 (X3, Y3),軌跡點(diǎn)3 (X2, Y2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于所述的兩個站點(diǎn)間的距離，計(jì)算方法如下 (O設(shè)兩個軌跡點(diǎn)的經(jīng)度、緯度分別為(J1, W1)、(j2, w2)，則根據(jù)半徑為R的球面上兩點(diǎn)間的最短距離計(jì)算公式 弧 C=R*arccos [sin (W1) sin (w2) +cos (W1) cos (w2) *cos (j「j2)]， 計(jì)算出兩個軌跡點(diǎn)間的距離D=R*Arccos(C)* η /180° ; (2)兩個站點(diǎn)間距離S等于對應(yīng)的兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)間所有軌跡點(diǎn)的距離之和，設(shè)兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn)間所有軌跡點(diǎn)為M個，(其中，所有軌跡點(diǎn)包含兩個站點(diǎn)的匹配點(diǎn))即兩個站點(diǎn)間距I1^S= D12+D23+…+Dm_2D η +DihD M。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于所述的的線路總長度L等于所有站點(diǎn)間距離之和，設(shè)站點(diǎn)為從A到N，即 線路長度L= Sab +Sbc +…+Slm +S麗。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于所述的投影到直線模擬圖上描繪方法為假定屏幕上的模擬直線長度Lin為100(單位像素點(diǎn))，起點(diǎn)坐標(biāo)&為(O, O),終點(diǎn)Rn坐標(biāo)為(100,0),有N個軌跡點(diǎn),則站點(diǎn)坐標(biāo)為 站點(diǎn) A= (0,0)；站點(diǎn) B= (O, SAB*Lin/L)；站點(diǎn) C= (O, SBC*Lin/L)；站點(diǎn) D= (O, SCD*Lin/L)；站點(diǎn) N= (O，100)， 為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯度坐標(biāo)與屏幕坐標(biāo)的一一對應(yīng)，使用以下結(jié)構(gòu)體來存儲采集和插入的每一個的軌跡點(diǎn) typedef struct 2DPoint{ double dx;// 經(jīng)度 double dy;// 諱度 double dX;//屏幕X坐標(biāo) double dY; //屏幕Y坐標(biāo) int nID;//下一站站點(diǎn)編號 }; 采用上述結(jié)構(gòu)體存儲采集和插入的每一個的軌跡點(diǎn)，完成站點(diǎn)在直線模擬圖的繪制，軌跡點(diǎn)直線模擬坐標(biāo)計(jì)算方法dX= (n-1) *100/ (N-I)；dY=0 (其中η表示是第η個點(diǎn))； 則每個軌跡點(diǎn)的模擬圖坐標(biāo)為 軌跡點(diǎn) I (dxl, dyl,0,0)； 軌跡點(diǎn) 2 (dx2，dy2，1*100/ (N-1),O)； 軌跡點(diǎn) N (dxN, dyN，100，0)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于車輛的匹配點(diǎn)采用距離計(jì)算具體方法為通過軌跡點(diǎn)結(jié)構(gòu)體中的nID，確定指定站點(diǎn)區(qū)間內(nèi)軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)…(KJn，Kffn)，用車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)(BJ，Bff),依次跟軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)... (KJn, Kffn)進(jìn)行距離計(jì)算，即 KC1=R^arccos [sin (Bff) sin (Kff1) +cos (Bff) cos (Kff1) *cos (BJ-KJ1)]KD1=R^Arccos(KC1)* π/180° 計(jì)算所有軌跡點(diǎn)跟車輛之間的距離KDp KD2-KDn,依次比對，取其中的最小值，即當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)，如果所有距離大于閥值L，則判斷車輛狀態(tài)有人為手動干預(yù)可能，車輛上傳的位置信息中下一站站點(diǎn)編號，不可采納；需要將直線模擬圖上的所有軌跡點(diǎn)(J1jW1), (J21W2)- (JnlWn)參與距離計(jì)算，比對后，取其中的最小值，作為當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法，其特征在于車輛的匹配點(diǎn)采用差值計(jì)算方法為 通過軌跡點(diǎn)結(jié)構(gòu)體中的nID，確定指定站點(diǎn)區(qū)間內(nèi)軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)…(KJn, Kffn)，用車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)(BJ，Bff),依次跟軌跡點(diǎn)(KJ1, Kff1)，(KJ2, Kff2)... (KJn, Kffn)進(jìn)行差值計(jì)算，當(dāng)經(jīng)度和緯度的差的絕對值都小于誤差范圍允許值(C)時，則表示找到匹配軌跡點(diǎn)，即 經(jīng)度差值CJ1=IKJ1-BJ 緯度差值CW1= IWJ1- WJ 如果CJ1和CW1都不大于C時則該軌跡點(diǎn)為車輛的匹配點(diǎn)； 如果所有軌跡點(diǎn)計(jì)算得到的CJ和CW都大于C時，則判斷車輛狀態(tài)有人為手動干預(yù)可能，車輛上傳的位置信息中下一站站點(diǎn)編號，不可采納，需要將直線模擬圖上的所有軌跡點(diǎn)(J1jW1), (J21W2)- (JnlWn)參與匹配計(jì)算，滿足匹配條件的軌跡點(diǎn)為當(dāng)前車輛的匹配點(diǎn)，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。
全文摘要
本發(fā)明一種應(yīng)用軌跡點(diǎn)繪制車輛在直線模擬圖上顯示的方法涉及公共交通線路調(diào)度領(lǐng)域。運(yùn)用GIS操作工具采集實(shí)際的公交線路行進(jìn)路線軌跡點(diǎn)信息與經(jīng)緯度坐標(biāo)匹配計(jì)算后，將站點(diǎn)投影到直線模擬圖上，通過計(jì)算機(jī)接收到GPS定位服務(wù)實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)的運(yùn)營車輛位置信息，跟直線模擬圖上描繪的軌跡點(diǎn)真實(shí)經(jīng)緯度進(jìn)行匹配計(jì)算后，將車輛標(biāo)識顯示在直線模擬圖上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠直觀的顯示站距比例和車距；能真實(shí)的反映車輛位置信息；當(dāng)車輛報(bào)站出現(xiàn)異常，或者司機(jī)手動干預(yù)出現(xiàn)連續(xù)報(bào)站情況等信息時，也不會對真實(shí)的車輛信息造成干擾；采用軌跡點(diǎn)輔助插入法，彌補(bǔ)了軌跡點(diǎn)采集量過小導(dǎo)致站點(diǎn)匹配以及車輛行駛軌跡在直線模擬圖上失真的問題。
文檔編號G08G1/123GK102903260SQ20121039332
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者孫宏飛, 劉華, 欒豐, 凌源, 趙斌 申請人:大連智達(dá)科技有限公司