[发明专利]基于拓扑和权重的超标排放车辆最短路径跟踪匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于拓扑和权重的超标排放车辆最短路径跟踪匹配方法,本发明针对遥测设备获取到的超标排放车辆的GPS定位数据的轨迹跟踪匹配问题，一般的路网拓扑构建方式只考虑各路段之间的拓扑关系，本发明采用基于广度优先遍历的拓扑构建算法考虑了各路段节点之间的拓扑关系，利用空间和拓扑约束构建出轨迹跟踪匹配的邻近候选路段集合，把每个候选路段的距离、方向、相对位置关系权重值之和作为求解最短路径的条件，以该集合中轨迹起点至终点的最短路径作为匹配结果，提高了计算效率，同时也保证了超标排放车辆跟踪匹配的准确率。

主权项

1.基于拓扑和权重的超标排放车辆最短路径跟踪匹配方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤；步骤一：数据清洗；进行删除无效数据和重复数据，其中在每个GPS定位数据输入之前对无效数据进行处理，先将跟踪匹配区域的经度和纬度范围作为条件添加到输入的判断条件，如果输入的GPS定位数据不符合该条件，那么删除该无效数据进行下一个数据的输入判断；重复数据对应着超标排放车辆的状态为驻车，遥测设备一直监测到同一辆超标排放车辆的本体数据以及定位数据超过一段时间不发生变化，本体数据指车牌、车型、车身颜色；注意不发生变化并不是指超标排放车辆的数据所有属性均为一个固定值，GPS定位数据与定位时间还是会发生变换；步骤二：一般提取和构建道路网络的拓扑结构是指：从电子地图中提取道路网络中各个路段的属性数据以及各交叉路口的坐标信息，并利用提取的网络拓扑信息，构建道路网络拓扑结构；道路网络的拓扑构建就是根据拓扑关系把地理空间数据进行组织，表现在道路网络中就是记录和表示每条道路与对应节点之间的相互连通和关联的情况；步骤三：在步骤二的拓扑约束条件下，再结合空间约束构建出超标排放车辆轨迹跟踪的邻近候选路段集合，把候选路段的距离、方向和相对位置关系三个权重值之和作为求解最短路径的条件，以邻近候选路段集合中轨迹起点至终点的最短路径作为匹配结果；通过Dijkstra算法确定跟踪匹配路径的连接关系，候选路段本身包含路径长度信息，运用候选路段总权重，将路段长度除以该路段的总权重得到新权值，创建出新的加权图，权为非负数，利用Dijkstra算法求解；①、输入一个非负有向图G(V,E)，其中V、E均为集合，分别用来存放所有的顶点、所有的边，而函数W:定义的是边的新权值；②、设置一个辅助数组Dist，其中每个分量Dist[i]表示当前所求的从起始点到其余各个顶点vi(vi∈V)的最短路径长度；在所有从起点出发的路段中选取一条权重最小的路段，即为第一条最短路径；③、设置一个顶点集合S，用来存放已求得最短路径终点，在进行路径探索之前S中只包含起点v，再计算起点到其他各个顶点的距离，选取路径最短的那个顶点U加入到S中；从集合V‑S中选取具有最短特殊路径的顶点l，作为下次最短路径探索的起点，同时对数组Dist做相应的修改:若Dist[i]+W(vi,vj)

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