[发明专利]一种基于用户历史GPS轨迹的协同旅行路线推荐方法

说明书

本发明公开了一种基于用户历史GPS轨迹的协同旅行路线推荐方法，属于路线规划技术领域，其目的在于提供一种基于用户历史GPS轨迹的协同旅行路线推荐方法，通过估计旅行行为的频率来解决用户在未旅行的路段上旅行行为数据不可知的问题，为用户推荐更适合的个性化旅行路线。该推荐方法通过提取道路网络和用户的历史GPS轨迹，并构建用户旅行行为矩阵来估计旅行行为频率，根据估计的旅行行为频率计算旅行行为概率，并根据旅行行为概率来加权道路网络图，得到推荐的旅行路线，为用户推荐更适合的个性化旅行路线，推荐出来的旅行路线能够更加符合用户的需求。

技术领域

本发明属于路线规划技术领域，涉及一种路线的推荐方法，尤其涉及一种基于用于历史GPS轨迹的路线推荐方法。

背景技术

近年来，随着交通工具的普及以及人们出行尤其是远距离出行的增多，运行在各类导航仪、移动终端上的路线导航系统(包含汽车、自行车、步行导航)得到快速发展。尤其是安装在移动终端的利用GPS的电子地图程序，凭借其低廉的价格、实时更新的地图数据以及与其他应用软件方便结合的能力，给人们出行的方案带来了一场革命。用户只需要在电子地图上标出起点和终点，就可以方便的找到出行的路线。

在当前背景下，导航路线的自动、优化规划算法成为热门研究领域。国内外地图、位置、导航等领域的服务厂商均投入大量精力进行导航算法的优化改进。国外较著名的包括谷歌地图和苹果地图等，国内较著名的有百度地图、高德地图等，以及各类导航仪生产商家自己生产制作的地图服务系统。从用户体验度来说，在最短的时间内提供出使用者所认为的最优化的道路行驶方案是该领域的终极目标。

对于这个目标可从两个方面来看：根据距离计算出距离最短路径，或者根据道路情况推荐的用时最短的路径。现有的线路推荐大多要么是最短用时或者是最短路径的方案，而现实生活中，一大部分人往往更喜欢在自己喜欢或熟悉的路段行驶，现在的路径推荐服务往往都没有考虑到用户的这种偏好，没有个性化的路线推荐方案。换句话说，有的人不看重行驶的距离和时间，只想在自己喜欢的路线行驶。

个性化旅行路线推荐是一个重要的研究课题。基于道路网络和用户的旅游偏好，个性化的行驶路线的建议引用了两个地理位置之间的平均路线规划。但用户的具体旅行偏好受到许多因素的影响，如距离、交通量、旅行时间、天气、燃料消耗、安全性以及许多其他隐含和隐藏的因素。因此，难以确定综合用户旅行偏好度量以开发个性化旅行路线推荐。随着全球定位系统技术的进步和移动设备的普及，GPS轨迹中的大量人类运动数据已经被收集并可用于研究、加以利用，为提供个性化旅行路线推荐提供了重要的数据支撑。用户的历史GPS轨迹通常会包含有关旅行时间和位置的信息，这有助于了解用户的旅行行为。

数年来，国内外学者对路线轨迹推荐进行了深入的研究，取得了丰硕的成果，包括对推荐模型的讨论，提出新方案，对现有方案的分析和改进等。然而，当使用GPS轨迹进行个性化旅行路线推荐时，将会面临如下常见问题：

(1)、随着时间的推移记录GPS读数，并且由于设备故障或人类中断等行为导致GPS读数长时间丢失，可能会出现不确定性问题，这可能导致用户旅行中提取的GPS轨迹不够精确。

(2)、用户通常每天仅在几条例行路线上行驶，所以每个用户的GPS轨迹仅覆盖道路网的有限路段。因此，在从未旅行的路段上的用户旅行行为数据不可知。另外，概率估计对于路线推荐也是至关重要的，特别是对于旅行行为不可用的用户以及用户打算去不熟悉的地点的用户。此外，时间因素也在路线推荐中起着重要的作用，如何利用历史轨迹中的时间信息也值得研究。

(3)、现有的路线推荐方法太注重路线的距离，而忽略了距离与用户旅行行为概率的结合，从而不能确定旅行最可能的路线。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于用户历史GPS轨迹的协同旅行路线推荐方法，通过估计旅行行为的频率来解决用户在未旅行的路段上旅行行为数据不可知的问题，为用户推荐更适合的个性化旅行路线。

本发明采用的技术方案如下：