[发明专利]基于GPS数据空间匹配的车辆运行效率评价方法及系统

权利要求书

1.一种基于GPS数据空间匹配的车辆运行效率评价方法，所述方法包括：

对车辆的GPS数据进行质量控制，形成GPS有效数据集；

具体地，对车辆的GPS数据进行时序处理；

具体地，对车辆的GPS数据中缺失时间字段按照最短时间进行补充；

按照时间序列对GPS数据进行排序；

删除非本日的错误数据；

对车辆的GPS数据进行有效起始点判定，删除无效数据；

具体地，选取车辆的GPS数据的前i个点形成数组[P₁，P₂，..P_i-1，P_i]，计算数组中任意两点间的距离D、行程时间T和速度V；如果大于V大于120km/h，则删除两点中后一个点；

将多个数组的数据形成数据集合，当集合中有两组或多组数据保持一致时，选取该组数据中的第一个点作为车辆GPS数据有效起始点，该组数据的最后一个点作为计算距离的前一点；

对车辆的GPS数据进行异常点判定，删除异常点；

具体地，对车辆的GPS数据的各点经度、纬度字段进行判断，删除非指定范围的数据；

分别计算相邻点间的行驶速度V、行驶里程D和行驶时间T，对行驶速度V进行判断，如果V＞120km/h则判定为车辆经纬度漂移，将后一条数据做删除处理；

对车辆的GPS数据进行数据修复，包括：时间插值、空间插值和补充累计里程；

具体地，对车辆的GPS数据根据“行驶时间”字段进行判断，当两点间行驶时间＞60s，则需要进行数据修复，修复时采用按经纬度差值均匀补点的方法，具体如下：

在“时间”字段中，补充时间：

补充后时间＝行驶时间＞60的首行时间+插入点之间的时间间隔T，插入第a行结束；

式中：

[]——取整函数，向下取整；

在“经度”“纬度”字段中，补充经纬度：

补充后经度＝插入点之间的经度间隔*n+行驶时间＞60的首行经度，插入第a行结束；补充后纬度＝插入点之间的纬度间隔*n+行驶时间＞60的首行纬度，插入第a行结束；

在“累计里程”字段中，补充累计里程：

补充后累计里程＝插入点之间的累计里程差×n+行驶时间＞60的首行累计里程，插入第a行结束；在“修复标记”字段中写入1；n为补点序号，n＝1，2，3......a；

基于GPS有效数据集，识别车辆的停留状态，并对质量控制后的GPS数据在区域电子围栏内进行空间匹配，计算其进出区域电子围栏的次数；

具体地，提取由区域边界的各个经纬度点组成的区域电子围栏W；

根据车辆连续GPS点是否在W内判定车辆在该区域的进出情况，若P_i-1不在W范围内，而P_i在W范围内，则车辆进入该区域，更新车辆进入次数En为原次数加1；若P_i-1在W范围内，而P_i不在W范围内，则车辆驶离该区域，更新车辆驶离次数Ex为原次数加1；

根据车辆运行效率评价指标计算各车辆的运行效率，所述车辆运行效率评价指标包括：区域内有效进出次数、区域有效运行时间、区域有效运行里程、区域有效运行里程率和区域有效运行行程数。

2.根据权利要求1所述的基于GPS数据空间匹配的车辆运行效率评价方法，其特征在于，所述基于GPS有效数据集，识别车辆的停留状态，具体包括：

当车辆的连续轨迹点间T＞60min且经纬度不改变，或行驶里程≤0.005km时，判定车辆处于停留状态；

根据车辆停留状态对运行行程Veh_trip拆分，停留时段的第一个点为车辆上一行程的终点，停留时段的最后一个点为车辆下一行程的起点。

3.根据权利要求1所述的基于GPS数据空间匹配的车辆运行效率评价方法，其特征在于，所述根据车辆运行效率评价指标计算各车辆的运行效率，具体包括：

区域有效进出次数＝En+Ex；

m为GPS有效数据集中GPS点的序号，M为GPS点的总数；

D_全市指车辆在全市的运行里程；

其中，k为有效运行行程的序号，K为有效运行行程的总数。

4.一种基于GPS数据空间匹配的车辆运行效率评价系统，其特征在于，所述系统包括：

质量控制模块，用于对车辆的GPS数据进行质量控制，形成GPS有效数据集；

具体地，对车辆的GPS数据进行时序处理；

具体地，对车辆的GPS数据中缺失时间字段按照最短时间进行补充；

按照时间序列对GPS数据进行排序；

删除非本日的错误数据；

对车辆的GPS数据进行有效起始点判定，删除无效数据；

具体地，选取车辆的GPS数据的前i个点形成数组[P₁，P₂，..P_i-1，P_i]，计算数组中任意两点间的距离D、行程时间T和速度V；如果大于V大于120km/h，则删除两点中后一个点；

将多个数组的数据形成数据集合，当集合中有两组或多组数据保持一致时，选取该组数据中的第一个点作为车辆GPS数据有效起始点，该组数据的最后一个点作为计算距离的前一点；

对车辆的GPS数据进行异常点判定，删除异常点；

具体地，对车辆的GPS数据的各点经度、纬度字段进行判断，删除非指定范围的数据；

分别计算相邻点间的行驶速度V、行驶里程D和行驶时间T，对行驶速度V进行判断，如果V＞120km/h则判定为车辆经纬度漂移，将后一条数据做删除处理；

对车辆的GPS数据进行数据修复，包括：时间插值、空间插值和补充累计里程；

具体地，对车辆的GPS数据根据“行驶时间”字段进行判断，当两点间行驶时间＞60s，则需要进行数据修复，修复时采用按经纬度差值均匀补点的方法，具体如下：

在“时间”字段中，补充时间：

补充后时间＝行驶时间＞60的首行时间+插入点之间的时间间隔T，插入第a行结束；

式中：

[]——取整函数，向下取整；

在“经度”“纬度”字段中，补充经纬度：

补充后经度＝插入点之间的经度间隔*n+行驶时间＞60的首行经度，插入第a行结束；补充后纬度＝插入点之间的纬度间隔*n+行驶时间＞60的首行纬度，插入第a行结束；

在“累计里程”字段中，补充累计里程：

补充后累计里程＝插入点之间的累计里程差×n+行驶时间＞60的首行累计里程，插入第a行结束；在“修复标记”字段中写入1；n为补点序号，n＝1，2，3......a；

车辆停留状态识别及空间匹配模块，用于基于GPS有效数据集，识别车辆的停留状态，并对质量控制后的GPS数据在区域电子围栏内进行空间匹配，计算其进出区域电子围栏的次数；

具体地，提取由区域边界的各个经纬度点组成的区域电子围栏W；

根据车辆连续GPS点是否在W内判定车辆在该区域的进出情况，若P_i-1不在W范围内，而P_i在W范围内，则车辆进入该区域，更新车辆进入次数En为原次数加1；若P_i-1在W范围内，而P_i不在W范围内，则车辆驶离该区域，更新车辆驶离次数Ex为原次数加1；

运行效率计算模块，用于根据车辆运行效率评价指标计算各车辆的运行效率，所述车辆运行效率评价指标包括：区域内有效进出次数、区域有效运行时间、区域有效运行里程、区域有效运行里程率和区域有效运行行程数。