[发明专利]基于轨迹数据的自行车道线网规划方法

权利要求书

1.一种基于轨迹数据的自行车道线网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、建立以自行车道连通性和覆盖率为目标，以政府实际成本和施工区域数量为约束的优化模型；

B、路网数据获取，利用开源地图网站OpenStreetMap获取路网拓扑结构，进行索引值建设，将经纬度坐标系转化为直角坐标系；

C、轨迹数据处理，删除停滞的轨迹点，利用均值滤波对轨迹点中的异常值进行修正，将经纬度坐标系转化为直角坐标系；

D、根据轨迹点的置信区域确定匹配路段的候选集合，再利用基于权重的几何算法将轨迹点匹配到路网上，获取路段的轨迹数量分布情况；

F、利用贪婪算法求解模型，以轨迹数量分布最多的路段为初始解，以单位成本下最高建设效益为目标扩张路网，直至满足最大成本约束；

G、模型检验，对比轨迹点热力图分布和POI(兴趣点)分布，验证模型可靠性。

2.如权利要求1所述的基于轨迹数据的自行车道线网规划方法，其特征在于，所述步骤A中，基于政府的实际约束和目标建立自行车道线网规划模型，利用连续自行车道的长度和覆盖轨迹数量量化连通性和覆盖率。

设给定的道路网为G＝(V,E),V表示路段端点集合，E表示路网路段集合，e_i(e_i∈E)表示路段，建立模型的目的就是找到一个路段集合的子集在满足以下2个条件：(1)建设成本约束；(2)施工管理区域数量约束条件的同时，实现最大建设效益。模型表示为：

其中，E'.g表示自行车道规划方案E'的建设效益，tr_j.g表示对于轨迹j该方案的建设效益值，T_r表示所有轨迹的集合，e'_i表示E'中的路段，e'_i.l表示该路段的长度(实际模型中将成本约束转化为建设路段总长度约束)，L表示总成本所对应的总建设长度，C(E')表示规划方案E'的施工区域数量。

其中，tr_j.g展开为：

式中：S_j表示自行车道建设方案E'与出行轨迹tr_j重合的连续路段的集合，s_k表示S_j集合中的一条连续路段，表示路段长度的标准化，忽略路段长度单位的影响，其中min(e.l)表示路网中最短的路段的长度，取路网中最短路段长度是为保证的值始终大于等于1，α是一个调节参数，表示在自行车道线网规划模型中，建设者更加偏向于覆盖率还是连通性。

3.如权利要求2所述的基于轨迹数据的自行车道线网规划方法，其特征在于，所述步骤C中，基于均值滤波对轨迹异常值进行处理，对于一条轨迹中的第n个轨迹点x_n(lng_n,lat_n)(lng_n表示经度，lat_n表示纬度)，用x_n，以及前m-1个轨迹点的经纬度坐标的均值来代替：

4.如权利要求3所述的基于轨迹数据的自行车道线网规划方法，其特征在于，所述步骤B、C中，利用公式将经纬度坐标系转化为直角坐标系。