CN109101649A - 一种可计算路网建立方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可计算路网建立方法和装置，其中方法步骤为：采集路网静态、动态数据；根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；根据路网静态、动态数据，采用标定函数对路网中交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。本发明根据标定节点建立基础路网，然后构建连通性路网并对各类交通设施进行标定，构建可计算路网，可针对不同节点、道路进行计算，获取更精确的路网信息，并且在构建过程中利用道路的拓扑关系，适用于复杂路网的计算，为交通运行、管理等提供可靠的分析数据。本发明作为一种可计算路网建立方法和装置，可广泛应用于电子地图领域。

Description

一种可计算路网建立方法和装置

技术领域

本发明涉及高精地图领域，尤其是一种可计算路网建立方法和装置。

背景技术

当前以高德地图、百度地图等为代表的电子地图技术已经较为成熟，电子地图在车辆动态导航、寻找建筑物、停车位等实物方面具有快捷、方便、定位精确度高等优势。但这些应用主要是对于驾驶员用户的，而对于交通管理者方面，仅凭电子地图只能看到空间位置、道路行驶方向、道路车道数量或是少量特殊车道(如公交专用道、非机动车道)，还有信号灯等信息，但无法确定车道之间的关系(如虚实线)，精细化的车道方向(如路口的左转待转区)、信号灯和交通标志标线的精确位置、信号灯的配时方案等。由于无法获知上述具体的信息，因此也就难以进行精确的路网通行能力计算，继而影响后续交通运行评价工作的进行，因此上述路网又可被称为是“不可计算路网”。

术语解释：

roadid：车道标号；

fpos：车道起点距离所属有向路段起点的距离；

tpos：车道终点距离所属有向路段起点的距离；

node：道路节点；

fnode：起始节点；

tnode：目的节点；

count：计数；

lane：车道；

link：连接线；

breakpoint：断点；

lane connector：车道连接器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种高精度、适用面广、利于分析计算的可计算路网的建立方法。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种高精度、适用面广、利于分析计算的可计算路网的建立装置。

本发明所采用的技术方案是：一种可计算路网建立方法，包括有以下步骤：

采集路网静态数据和路网动态数据；

根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；

根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

进一步，所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息；所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

进一步，所述根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网这一步骤中，具体包括有以下子步骤：

根据路网静态数据标定道路节点；

遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

根据上述所有道路的信息构建基础路网。

进一步，所述连通性信息包括有道路与道路节点之间的关系、道路自身属性和任意两条道路之间的关系。

进一步，所述标定函数包括有Mgr类函数、空间分析函数、用于数据库分层的DAO函数和实体Entity类函数。

本发明所采用的另一技术方案是：一种可计算路网建立装置，包括有

数据采集模块，用于采集路网静态数据和路网动态数据；

基础路网构建模块，用于根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；

连通性路网构建模块，用于根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

可计算路网构建模块，用于根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数子模块对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

进一步，所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息；所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

进一步，标定子模块，用于根据路网静态数据标定道路节点；

道路连接子模块，用于遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

构建子模块，用于根据上述所有道路的信息构建基础路网。

进一步，所述连通性信息包括有道路与道路节点之间的关系、道路自身属性和任意两条道路之间的关系，上述连通性信息用于构建连通性路网。”

进一步，所述标定函数子模块包括有Mgr类函数、空间分析函数、用于数据库分层的DAO函数和实体Entity类函数，通过上述标定函数可实现对各类信息的标定和加载，用于构建可计算路网。

本发明的有益效果是：根据标定节点建立基础路网，然后进一步根据拓扑关系构建完整的连通性路网；在连通性路网的基础上根据标定函数对各种类的交通设施进行标定，构建可用于后续分析计算的可计算路网，在构建过程中可针对不同节点、道路进行计算，获取更精确的路网信息，并且在构建过程中利用道路的拓扑关系，适用于复杂路网的计算，为交通运行、管理等工作提供可靠的分析数据。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图；

图2为路网模型中判断及迭代计算的步骤流程图；

图3为本发明方法中构建连通性路网的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

参照图1，一种可计算路网建立方法，包括有以下步骤：

步骤一：采集路网静态数据和路网动态数据；

进一步作为优选的实施方式，通过道路设置管理***、交通标志标线***等来采集路网静态数据，所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息等；通过卡口信号灯信息设备、视频监控***等来采集路网动态数据，所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

步骤二：根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；具体包括有以下子步骤：

根据路网静态数据标定道路节点，例如根据准确的车道空间位置信息标定道路节点；

遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

根据上述所有道路的信息构建基础路网。

通过路网模型的构建，可得到车道标号roadid_、断点 breakpoint、节点列表、车道起点距离所属有向路段起点的距离fpos、车道终点距离所属有向路段起点的距离tpos、起始节点fnode、目的节点tnode等指标。采用遍历搜索的同时，构建路网模型的流程中也包含一些常用判定语句(如道路与正北方向的夹角计算)和迭代语句，根据判定条件是否符合要求而进行多次的迭代计算，具体步骤可参照图2的流程图，通过迭代计算获取两个道路节点之间所有可能的道路路径，结合遍历算法可保证不会对路网中的道路造成遗漏。

步骤三：根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

进一步作为优选的实施方式，所述连通性信息包括有：

道路与道路节点之间的关系，例如道路与道路节点是否相连；

道路自身属性，例如该道路是否为进口道、隧道等；

任意两条道路之间的关系，即两者之间的拓扑关系，包括相邻、相交和分离三种。

通过连通性信息可避免以往电子地图中无法表示车道之间关系的问题，例如无法判断两条相邻车道是否可以直接跨越车道行驶；具体计算步骤可参照图3的流程图，在构建连通性路网时通过遍历搜索所有可能路径，通过迭代和条件判定完成构建过程。

步骤四：根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

在上一步骤中构建的连通性路网已经包括了基础路网以及连通性信息，为实现可计算路网，需要标定路网中的各类实体及路网的空间分析函数等要素。本发明方法中采用标定函数对路网中的交通设施实体进行精确标定，其中交通设施实体包括各种交通基础设施、交通设备；例如获知准确的信号配时信息、路口的绿信比指标、车道展宽等属性，进而进行对各条道路的通行能力的计算和后续的交通运行评价工作，便于路网静态数据和动态数据的采集以及后续的计算分析。

进一步作为优选的实施方式，所述标定函数主要包括有：

Mgr类函数，用于生成第一、第二层路网拓扑，常见的函数例如 RoadTopoMgr、FirstLayerMrg、SecondayerMrg等；

空间分析函数，用于计算各类交通要素的空间位置，例如方向、投影和相关性分析的计算函数，如Direction(方向)、Project(投影)等。

用于数据库分层的DAO函数，常见的函数例如CenterRoadDao、 LinkDao、CrosslinkLaneInfoDao等；

实体Entity类函数，用于实现地图中的各个交通实体(含动、静态交通数据采集设备)的标定，其成员函数还包括道路拓扑连接器等；常见的函数例如CenterRoadEntity、LinkEntity、 CrosslinkLaneInfoEntity、BreakpointEntity、 LaneConnectorEntity等。

进一步作为优选的实施方式，还包括有对可计算路网的维护和更新步骤。

在上述步骤的基础上，在完成基础路网模型构建、路网连通性分析和各个主要函数标定后，则可以以该可计算路网进行应用，包括生成计算道路的通行能力等指标，并对可计算路网做综合评价得出结论。为便于后续交通运行评价工作的进行，还需要对可计算路网进行维护和更新，例如根据实际道路变化的情况(如新建道路、修路等)对可计算路网增加标定节点，然后依次修改基础路网、连通性路网和可计算路网，从而实现实时更新。

对应上述一种可计算路网建立方法，本发明还提供一种可计算路网建立装置，包括有

数据采集模块，用于采集路网静态数据和路网动态数据；

基础路网构建模块，用于根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；

连通性路网构建模块，用于根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

可计算路网构建模块，用于根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数子模块对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

进一步作为优选的实施方式，所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息；所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

进一步作为优选的实施方式，标定子模块，用于根据路网静态数据标定道路节点；

道路连接子模块，用于遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

构建子模块，用于根据上述所有道路的信息构建基础路网。

进一步作为优选的实施方式，所述连通性信息包括有道路与道路节点之间的关系、道路自身属性和任意两条道路之间的关系，以构建连通性路网。

进一步作为优选的实施方式，所述标定函数子模块包括有Mgr类函数、空间分析函数、用于数据库分层的DAO函数和实体Entity类函数。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可计算路网建立方法，其特征在于，包括有以下步骤：

采集路网静态数据和路网动态数据；

根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；

根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

2.根据权利要求1所述的一种可计算路网建立方法，其特征在于：所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息；所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

3.根据权利要求1所述的一种可计算路网建立方法，其特征在于：所述根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网这一步骤中，具体包括有以下子步骤：

根据路网静态数据标定道路节点；

遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

根据上述所有道路的信息构建基础路网。

4.根据权利要求1所述的一种可计算路网建立方法，其特征在于：所述连通性信息包括有道路与道路节点之间的关系、道路自身属性和任意两条道路之间的关系。

5.根据权利要求1所述的一种可计算路网建立方法，其特征在于：所述标定函数包括有Mgr类函数、空间分析函数、用于数据库分层的DAO函数和实体Entity类函数。

6.一种可计算路网建立装置，其特征在于：包括有

数据采集模块，用于采集路网静态数据和路网动态数据；

基础路网构建模块，用于根据路网静态数据标定道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路并构建基础路网；

连通性路网构建模块，用于根据道路之间的连通性信息构建连通性路网；

可计算路网构建模块，用于根据路网静态数据和路网动态数据，采用标定函数子模块对路网中的交通设施实体进行精确标定并构建可计算路网。

7.根据权利要求6所述的一种可计算路网建立装置，其特征在于：所述路网静态数据包括有车道空间位置、车道数量、车道宽度、信号灯信息、交通标志、交通标线、路灯信息和道路管线信息；

所述路网动态数据包括有车辆的实时位置、车速、车流量、信号灯的配时信息、绿信比数据。

8.根据权利要求6所述的一种可计算路网建立装置，其特征在于：标定子模块，用于根据路网静态数据标定道路节点；

道路连接子模块，用于遍历上述被标定的道路节点，根据节点之间的连接关系将节点连接成道路；

构建子模块，用于根据上述所有道路的信息构建基础路网。

9.根据权利要求6所述的一种可计算路网建立装置，其特征在于：所述连通性信息包括有道路与道路节点之间的关系、道路自身属性和任意两条道路之间的关系。

10.根据权利要求6所述的一种可计算路网建立装置，其特征在于：所述标定函数子模块包括有Mgr类函数、空间分析函数、用于数据库分层的DAO函数和实体Entity类函数。