城市交通道路网络的加油可达指标构建方法

摘要

本发明公开了一种城市交通道路网络的加油可达指标构建方法。所述加油可达指标构建方法包括如下步骤：a、通过实施投影计算，得到每个加油站点在道路网络中的最近邻路段数据；b、在道路网络的每个路段中每间隔100米得到一个位置标记点数据；c、通过对步骤a得到的加油站点的最近邻路段数据以及步骤b中生成的位置标记点数据实施计算，得到道路网络中所有位置标记点的加油可达指标；d、利用步骤c中生成的道路网络中所有位置标记点的加油可达指标，计算得到道路网络中任意位置的加油可达指标。本发明可以计算出道路网络中任意位置到达加油站的难易程度，该方法可应用在导航数据的产生过程中，利于增强道路数据面向车辆加油需求的应用功能性。

说明书

技术领域

本发明属于导航定位和智能交通领域，具体涉及一种城市交通道路网络的加油可达指标构建方法，适用于衡量道路上任意位置到达加油/气站的难易程度。

背景技术

随着我国经济的高速发展，城市中的汽车保有量逐年大幅攀升，加油/气站在城市道路交通中的能源服务功能日显突出。行驶在城市交通道路网络中的车辆存在加油难易程度的问题。衡量这种道路上的加油难易程度，对于驾驶员和加油/气站所属企业都具有现实意义。所谓加油可达指标就是衡量道路上任意位置到达加油站难易程度的一种量度。目前，市场上的导航设备以及各种移动终端的应用以及相关文献中均未有对道路上任意位置的这种加油可达指标进行构建的方法。由此可见，现有技术需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种城市交通道路网络的加油可达指标构建方法，以方便计算道路网络中任意位置的加油可达指标。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

城市交通道路网络的加油可达指标构建方法，包括如下步骤：

a通过实施投影计算，得到每个加油站点在道路网络中的最近邻路段数据；

b在道路网络的每个路段中每间隔100米得到一个位置标记点数据；

c通过对步骤a得到的加油站点的最近邻路段数据以及步骤b中生成的位置标记点数据实施计算，得到道路网络中所有位置标记点的加油可达指标；

d利用步骤c中生成的道路网络中所有位置标记点的加油可达指标，计算得到道路网络中任意位置的加油可达指标。

优选地，所述步骤a具体为：

a1、定义加油站点的数量为m；确定第j个加油站点数据的一个邻近范围：加油站点坐标为P_j，计算以P_j为中心边长为200米的一个正方形R；其中，j的初始值为1，且1≤j≤m；

a2、在道路网络数据中取出道路路段E的形状点坐标序列，分别为p[0]、p[1]…p[n]，其中，E的起始节点为v，终止节点为w；

则第一个形状点坐标p[0]和最后一个形状点坐标p[n]分别和v、w的坐标重合；

a3、判断道路路段E的所有形状点坐标是否均落在步骤a1确定的正方形R内；

a4、若经过判断，道路路段E的所有形状点坐标均落在步骤a1确定的正方形R内，则表明道路路段E与正方形R相交；计算加油站点坐标P_j到形状点线段p[i]p[i+1]的距离，其中，0≤i≤n-1；加油站点坐标P_j到距离最短的形状点线段的起始点坐标序号为i_min，加油站点坐标P_j到形状点线段p[i_min]p[i_min+1]的垂足为p_f，加油站点坐标P_j到p_f的距离值为d₁，p[i_min]到p_f的距离为d₂，则加油站点坐标P_j到形状点p[i_min]的距离值d_f＝d₁+d₂，记录为(E,i_min,d_f)；

a5、重复上述步骤a2-a4，计算加油站点坐标P_j到道路网络数据中所有道路路段的距离；取加油站点坐标P_j到所有道路路段中距离最短的为加油站点的最近邻路段，记为E_min，计算路段E_min的起始节点到加油站点坐标P_j所关联的E_min的形状点p[i_min]的距离为d_p，计算E_min起始节点到加油站的距离d_g＝d_p+d_f；将该加油站点的编号j及距离值d_g形成(j,d_g)，将(j,d_g)关联记录到路段E_min的起始节点数据中；

a6、令j＝j+1，重复上述步骤a1-a5，计算出m个加油站点的最近邻路段数据。

优选地，所述步骤b具体为：

b1、在道路网络数据中取出道路路段E的形状点坐标序列p[0]、p[1]…p[n]；计算形状点线段p[i]p[i+1]的长度，并累积路段中所有线段p[i]p[i+1]的长度和得到路段E的长度len_E；其中，0≤i≤n；

b2、如果步骤b1得到的len_E小于100米，则将路段E的两个形状点坐标p[0]和p[n]作为该路段E的位置标记点；

b3、如果步骤b1得到的len_E大于100米，则沿着路段E遍历所有形状点线段p[i]p[i+1]，从起始点p[0]开始每隔100米插入一个位置标记点；如果插入的最后一个位置标记点与终止节点p[n]不重合，则将终止节点p[n]作为位置标记点；

b4、将每个位置标记点到终止节点距离值保存在位置标记点数据中；

b5、遍历所有路段，重复上述步骤b1-b4，得到所有道路路段的位置标记点数据。

优选地，所述步骤c具体为：

c1、设定加油可达阈值d_threshold；

c2、取道路路段E’上的位置标记点L，设定E’的终止节点为s；则位置标记点L到终止节点s的距离值为d_L；以s为起始节点在道路网络中实施单源最短路径搜索，当最短路径的距离长度大于d_threshold-d_L时，则终止搜索，判断每个被标号的节点是否有关联加油站点编号；假设在搜索终止前被标号的节点中，被关联了加油站点的节点数目为N个，这些节点分别为t[1]、t[2]…t[N]，从位置标记点L经过节点s到这些节点的距离为d[1]、d[2]…d[N]；从这些节点到所关联的加油站点的距离为d_g[1]、…d_g[N]；

则位置标记点L的加油可达指标I＝N/(d[1]+d[2]+…+d[N]+d_g[1]+…+d_g[N])；

c3、遍历路段E’上所有的位置标记点，重复上述步骤c2，计算出路段E’上每个位置标记点的加油可达指标；

c4、遍历道路网络中所有道路路段，重复上述步骤c2-c3，计算出道路网络中所有的位置标记点的加油可达指标。

优选地，所述步骤d具体为：

d1、道路网络中任意位置如果与位置标记点坐标重合，则该位置标记点的加油可达指标即为该位置标记点的加油可达指标；

d2、道路网络中任意位置如果与位置标记点坐标不重合，则取其所在的路段上前后位置标记点的加油可达指标的平均值作为该位置的加油可达指标。

本发明具有如下优点：

本发明根据加油站在城市交通道路网络中的位置构建出一套计算道路网络中任意位置到达加油站难易程度的方法，该方法可在导航数据的产生过程中应用，利于增强道路数据面向车辆加油需求的应用功能性。本发明方法采用距离描述，该描述方式与将距离变换成对应车辆行驶该距离所用时间的描述方式本质是一样的。

附图说明

图1为本发明中城市交通道路网络的加油可达指标构建方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

结合图1所示，城市交通道路网络的加油可达指标构建方法，包括如下步骤：

a通过实施投影计算，得到每个加油站点在道路网络中的最近邻路段数据；

该步骤a具体包括：

a1、定义加油站点的数量为m；确定第j个加油站点数据的一个邻近范围：加油站点坐标为P_j，计算以P_j为中心边长为200米的一个正方形R；其中，j的初始值为1，且1≤j≤m；

a2、在道路网络数据中取出道路路段E的形状点坐标序列，分别为p[0]、p[1]…p[n]，其中，E的起始节点为v，终止节点为w；

则第一个形状点坐标p[0]和最后一个形状点坐标p[n]分别和v、w的坐标重合；

a3、判断道路路段E的所有形状点坐标是否均落在步骤a1确定的正方形R内；

a4、若经过判断，道路路段E的所有形状点坐标均落在步骤a1确定的正方形R内，则表明道路路段E与正方形R相交；计算加油站点坐标P_j到形状点线段p[i]p[i+1]的距离，其中，0≤i≤n-1；加油站点坐标P_j到距离最短的形状点线段的起始点坐标序号为i_min，加油站点坐标P_j到形状点线段p[i_min]p[i_min+1]的垂足为p_f，加油站点坐标P_j到p_f的距离值为d₁，p[i_min]到p_f的距离为d₂，则加油站点坐标P_j到形状点p[i_min]的距离值d_f＝d₁+d₂，记录为(E,i_min,d_f)；

a5、重复上述步骤a2-a4，计算加油站点坐标P_j到道路网络数据中所有道路路段的距离；取加油站点坐标P_j到所有道路路段中距离最短的为加油站点的最近邻路段，记为E_min，计算路段E_min的起始节点到加油站点坐标P_j所关联的E_min的形状点p[i_min]的距离为d_p，计算E_min起始节点到加油站的距离d_g＝d_p+d_f；将该加油站点的编号j及距离值d_g形成(j,d_g)，将(j,d_g)关联记录到路段E_min的起始节点数据中；

a6、令j＝j+1，重复上述步骤a1-a5，计算出m个加油站点的最近邻路段数据。

b在道路网络的每个路段中每间隔100米得到一个位置标记点数据，该过程例如可以通过实施间隔标记计算法完成；

该步骤b具体包括：

b1、在道路网络数据中取出道路路段E的形状点坐标序列p[0]、p[1]…p[n]；计算形状点线段p[i]p[i+1]的长度，并累积路段中所有线段p[i]p[i+1]的长度和得到路段E的长度len_E；其中，0≤i≤n；

b2、如果步骤b1得到的len_E小于100米，则将路段E的两个形状点坐标p[0]和p[n]作为该路段E的位置标记点；

b3、如果步骤b1得到的len_E大于100米，则沿着路段E遍历所有形状点线段p[i]p[i+1]，从起始点p[0]开始每隔100米插入一个位置标记点；如果插入的最后一个位置标记点与终止节点p[n]不重合，则将终止节点p[n]作为位置标记点；

b4、将每个位置标记点到终止节点距离值保存在位置标记点数据中；

b5、遍历所有路段，重复上述步骤b1-b4，得到所有道路路段的位置标记点数据。

c通过对步骤a得到的加油站点的最近邻路段数据以及步骤b中生成的位置标记点数据实施计算，得到道路网络中所有位置标记点的加油可达指标；

该步骤c具体包括：

c1、设定加油可达阈值d_threshold；

c2、取道路路段E’上的位置标记点L，设定E’的终止节点为s；则位置标记点L到终止节点s的距离值为d_L；以s为起始节点在道路网络中实施单源最短路径搜索，当最短路径的距离长度大于d_threshold-d_L时，则终止搜索，判断每个被标号的节点是否有关联加油站点编号；假设在搜索终止前被标号的节点中，被关联了加油站点的节点数目为N个，这些节点分别为t[1]、t[2]…t[N]，从位置标记点L经过节点s到这些节点的距离为d[1]、d[2]…d[N]；从这些节点到所关联的加油站点的距离为d_g[1]、…d_g[N]；

则位置标记点L的加油可达指标I＝N/(d[1]+d[2]+…+d[N]+d_g[1]+…+d_g[N])；

c3、遍历路段E’上所有的位置标记点，重复上述步骤c2，计算出路段E’上每个位置标记点的加油可达指标；

c4、遍历道路网络中所有道路路段，重复上述步骤c2-c3，计算出道路网络中所有的位置标记点的加油可达指标。

d利用步骤c中生成的道路网络中所有位置标记点的加油可达指标，计算得到道路网络中任意位置的加油可达指标；

该步骤d具体包括：

d1、道路网络中任意位置如果与位置标记点坐标重合，则该位置标记点的加油可达指标即为该位置标记点的加油可达指标；

d2、道路网络中任意位置如果与位置标记点坐标不重合，则取其所在的路段上前后位置标记点的加油可达指标的平均值作为该位置的加油可达指标。

此处需要说明的是，上述道路路段E和道路路段E’不具体指道路网络中的某一特定路段，而是泛指道路网络中的任意一个路段。

本发明方法可以在导航数据中提供衡量道路上任意位置到达加油站难易程度的功能，目前市面上的导航软件中均无此应用。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。