CN113158381A - 一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法 - Google Patents

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CN113158381A CN202011585332.2A CN202011585332A CN113158381A CN 113158381 A CN113158381 A CN 113158381A CN 202011585332 A CN202011585332 A CN 202011585332A CN 113158381 A CN113158381 A CN 113158381A
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Abstract

本发明公开了一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法。所述方法包括以下步骤：基础费率表数据清洗；同路段相邻节点间距离数据挖掘；跨路段相连路由节点连通性挖掘；同路段分支路由节点连通性挖掘。由于基础费率表记录了所有实体收费站起讫组合的最短路距离以及特定涉及虚拟收费站起讫组合的最短路距离，导致原始表数据量庞大，单次查询耗时较长，而本发明仅用到该表中起讫站为同路段或相邻路段的数据，本发明可筛去相当大比例的无用数据，大大提高单次查询效率。

Description

一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法
技术领域
本发明属于交通行业数据挖掘技术领域，涉及一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法。
背景技术
高速公路网是公路运输路网的重要组成部分，由于高速公路具有需收费、全封闭、服务水平高的特点，其信息化建设程度是远高于普通道路的。为了尽可能保证对每一次高速公路出行的按实际路径基于收费标准进行收费，需要建立完备的收费***以实现对每一辆车行驶路径的精准、可靠识别，目前我国各省高速公路联网收费***已经发展到较为成熟的程度，未来更是计划取消省界收费站，这也正是以各省自身收费***趋于完备为基础的。
现有的高速公路收费基础数据资源作为确定高速公路收费路径、金额的基础参考，其所构建的概念***是以完成收费功能为目的而订立的，部分情况下不完全合乎物理含义，如所定义的虚拟收费站是为了衔接不同路段而设立的，因此会出现多个虚拟收费站在物理位置上重合的情况。
综上所述，要通过收费基础数据资源求得路网的物理拓扑信息，需要完成信息的挖掘和概念的转换。
发明内容
为此，本发明提出了一种利用高速公路费率文件所提供的现有数据资源求取高速公路网邻接节点距离和路由节点各向连通性的方法。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，包括如下步骤：
S1、基础费率表数据清洗；
S2、同路段相邻节点间距离数据挖掘；
S3、跨路段相连路由节点连通性挖掘；
S4、同路段分支路由节点连通性挖掘。
进一步地，步骤S1具体包括以下步骤：
S1.1、将高速公路路网划分为两个片区Z1、Z2，若高速公路路网中的收费站数量为双数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相等，若高速公路路网中的收费站数量为单数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相差一个；
S1.2、从高速公路联网收费***获取最新的路段基础费率表TM，该表所包括字段有入口路段编码EnRoadID、入口站编码EnStationID、出口路段编码ExRoadID、出口站编码ExStationID、里程Miles、拆分路段组合SplitRoadComb，其中里程为从入口站去往出口站的最短路距离，拆分路段组合为按行驶方向从低位到高位存放十六进制路段编码；
S1.3、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z1的数据，形成子表TMZ1；
S1.4、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z2的数据，形成子表TMZ2；
S1.5、提取基础费率表TM中起点收费站位于Z1、终点收费站位于Z2，或起点收费站位于Z2、终点收费站位于Z1的同路段数据，形成子表TMZ1Z2-Z2Z1；
S1.6、将TMZ1、TMZ2、TMZ1Z2-Z2Z1合并，形成清洗结果表TMlite。
进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：
S2.1、求取各个收费站的连通向；
S2.2、相邻收费站根据S2.1所得连通向选取适用的方案求解邻接收费站最短查询距离；
S2.3、对于有多个可选方案的相邻收费站，按方案优先顺序依次尝试求解。
进一步地，步骤S2.1具体包括如下步骤：
S2.1.1、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号小于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的前侧收费站集合
Figure RE-GDA0003070265470000021
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号小于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure RE-GDA0003070265470000022
中；
S2.1.2、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号大于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的后侧收费站集合
Figure RE-GDA0003070265470000023
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号大于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure RE-GDA0003070265470000024
中；
S2.1.3、遍历查询
Figure RE-GDA0003070265470000025
中是否存在一个与Starget前向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前前侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为前向连通，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为前向连通，则标记为前向不连通；
S2.1.4、遍历查询
Figure RE-GDA0003070265470000026
中是否存在一个与Starget后向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前后侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为后向连通，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为后向连通，则标记为后向不连通；
S2.1.5、若经步骤S2.1.3、步骤S2.1.4得到目标收费站Starget既被标记为前向连通，也被标记为后向连通，则将其标记为双向连通。
进一步地，步骤S2.2中，具体包括以下方案：
方案S2.2.1、求取邻接先前向连通站、后前向连通站间距离；记先前向连通站、后前向连通站分别为SA和SB，在收费站SA前向寻找一个与收费站SA、收费站SB均连通的参考点收费站SR1，即寻找SR1使得
Figure RE-GDA0003070265470000031
在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SA的记录的Miles字段值，记为
Figure RE-GDA0003070265470000032
又在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SB的记录的Miles字段值，记为
Figure RE-GDA0003070265470000033
则收费站SA与收费站SB的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000034
为
Figure RE-GDA0003070265470000035
方案S2.2.2、求取邻接先后向连通站、后后向连通站间距离；记先后向连通站、后后向连通站分别为SC和SD，在收费站SC前向寻找一个与收费站SC、收费站SD均连通的参考点收费站SR2，即寻找SR2使得
Figure RE-GDA0003070265470000036
在TMlite中查询站SR2与站SC间距离，记为
Figure RE-GDA0003070265470000037
又在TMlite中查询站SR2与站SD间距离，记为
Figure RE-GDA0003070265470000038
则收费站SC与收费站SD的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000039
为
Figure RE-GDA00030702654700000310
方案S2.2.3、求取邻接先后向连通站、后前向连通站间距离，具体包括以下方案：
方案S2.2.3.1、若先后向连通站SE、后前向连通站SF直接连通，即在TMlite中直接存有站SE与站SF间距离，记为
Figure RE-GDA00030702654700000311
则直接将
Figure RE-GDA00030702654700000312
作为SE与收费站SF的计算距离,即
Figure RE-GDA00030702654700000313
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.2、若先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3，使得
Figure RE-GDA00030702654700000314
则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure RE-GDA00030702654700000315
为
Figure RE-GDA00030702654700000316
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.3、若先后向连通站SE前向存在一个与后前向连通站SF连通的参考点收费站SR4，在后前向连通站SE后向存在一个与先后向连通站SE连通的参考点收费站SR5，并要求参考点收费站SR4和参考点收费站SR5相连，即SR4、SR5满足条件：(1)
Figure RE-GDA0003070265470000041
且
Figure RE-GDA0003070265470000042
(2)
Figure RE-GDA0003070265470000043
且
Figure RE-GDA0003070265470000044
(3)在TMlite中直接存有站SR4与站SR5间距离，则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000045
为
Figure RE-GDA0003070265470000046
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成
方案S2.2.4、求取邻接先前向连通站、后后向连通站间距离，具体如下：
在收费站SG前向寻找一个与收费站SG相连的参考点收费站SR6，在收费站SH后向寻找一个与收费站SH相连的参考点收费站SR7，并要求参考点收费站SR6和参考点收费站SR7相连，即寻找SR6、SR7使得满足条件(1)
Figure RE-GDA0003070265470000047
(2)在TMlite中直接存有站SR6与站SR7间距离，则收费站SG与收费站SH的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000048
为
Figure RE-GDA0003070265470000049
进一步地，步骤S2.3中，考虑到表TMlite中记录的收费站间距离数据包括了进出匝道的距离，前述各邻接收费站间距离求解方法存在不同程度的误差，各方案误差由小到大依次为：
(1)执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.4，即完成所有邻接先前向连通站和后前向连通站间距离、邻接先后向连通站和后后向连通站间距离、邻接先后向连通站和后前向连通站间距离以及邻接先前向连通站和后后向连通站间距离的求取；
(2)只执行方案S2.2.3.1，即只求取先后向连通站和后前向连通站直接连通时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离，；
(3)只执行方案S2.2.3.2，即只求取在先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离；
当相邻收费站中一个或两个为双向连通时，存在多种可选的距离求取方案，综合考虑各方***度和复杂度，制定如下优先顺序：
方案(1)：当相邻前后收费站连通性依次为前向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.4；
方案(2)：当相邻前后收费站连通性依次为后向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案2.2.3；
方案(3)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和前向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.3；
方案(4)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和后向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案S2.2.4；
方案(5)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.1、方案S2.2.3.2；
按上述优先顺序依次尝试求解站间距离，一旦有解即终止尝试，否则进行下一个方案的尝试。
进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
S3.1、获取跨路段间接相连路由节点；
S3.2、将表TMlite中间接相连路段序列的中介路段删去；
S3.3、跨路段路由节点连通性判别。
进一步地，步骤S3.1中，从高速公路联网收费***中获取路由节点表TN，表TN所包括字段有：节点编号NodeID、节点名称Name、第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码RoadID2、第二站编码StationID2，表TN 用于记录跨路段衔接点或支路分割点，其中跨路段衔接点可能在主/支线端点、或路段中段立交处，支路分割点则均为立交，每一行记录表示 RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站是连通的，但需说明的是，RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站之间的连通可能是单向连通，也可能是双向连通；
部分虚拟收费站间由于所在立交形式的特殊，从路段A到达路段B需要途径路段C，导致表TN中没有从A路段直接连接C路段的节点数据，这种形式的连接称为间接相连；
在表TN寻找所有间接相连的收费站信息，***至表TNindirect中，表TNindirect所包括字段有：第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码 RoadID2、第二站编码StationID2、中介路段编码RoadID_via、中介站编码 StationID_via；
间接相连收费站寻找方法：在表TMlite中寻找同时与两个不同站相连的收费站，将该收费站作为中介站，两个相连站的编码分别作为第一站编码和第二站编码，***到表TNindirect中；
最后将表TNindirect的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息与表TN的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息分别***到新表 TNfull中，表TNfull的结构与表TMlite一致，表TNfull储存了路网拓扑意义下的所有跨路段连接节点和支路分割点的信息。
进一步地，步骤S3.2中，遍历表TMlite所有记录，对于包括路段数大于等于 3个的SplitRoadComb字段数据，从头开始遍历所有长度为3路段的连续路段序列，从中找出表TNindirect中有记录的间接相连路段序列，并将其中的中介路段删去；假设在TNindirect中存在记录RoadID1＝RID1、RoadID2＝RID3、RoadID_via＝RID2，或RoadID3＝RID1、RoadID_via＝RID2、RoadID1＝RID3，则将该序列中的中介路段RID2删去；
步骤S3.3中，以(SM,SN)表示表TNfull中的一个路由节点，该节点连接收费站 SM所在路段
Figure RE-GDA0003070265470000061
和收费站SN所在路段
Figure RE-GDA0003070265470000062
以
Figure RE-GDA0003070265470000063
表示表TMlite中所有从收费站SM指定侧收费站出发到收费站SN指定侧收费站终止的记录的途径路段组合的集合；步骤S3.3具体包括如下步骤：
S3.3.1、一般情况下的跨路段路由节点连通性判别；
一个路由节点可能在以下8个方向连通：
(1)从路段1前侧到路段2前侧；
(2)从路段1前侧到路段2后侧；
(3)从路段1后侧到路段2前侧；
(4)从路段2后侧到路段1后侧；
(5)从路段2前侧到路段1前侧；
(6)从路段2前侧到路段1后侧；
(7)从路段2后侧到路段1前侧；
(8)从路段2后侧到路段1后侧；
遍历TNfull中所有路由节点组合，步骤S3.3.1在特定情况下无法获取路由节点在特定方向的连通性，当立交位于接近路段端点位置、且近端点侧只有虚拟站用于衔接相邻路段而无实体站，步骤S3.3.1就可能出现某些方向实际连通却由于无相关记录而被判别不相连的情况；比如，若近端点侧只有非标虚拟站，那么相邻路段的另一侧必须存在与之连通的标识虚拟站，才会在表TMlite中有记录，因此此种情况下进行步骤S3.3.1会很可能得到该方向不连通的结果，跳至步骤S3.3.2，否则以路由节点组合(SM,SN)为例，若存在
Figure RE-GDA0003070265470000064
则将该节点标记为从SM前侧到SN后侧为连通，其余路段侧组合连通性判别方法同理可得，跳至步骤S3.3.3；
S3.3.2、采取一种拼接第三邻路收费站的方法，即将与弱侧相连路段的收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性检验，具体如下：
假设欲求取路段RW的弱侧和路段RK某侧的双向连通性，且另有路段RV与路段RW的弱侧相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RK某侧和路段RV的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RK--- RW---RV，则判定从RW弱侧到RV是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RV和路段RK某侧的记录，若存在记录的 SplitRoadComb字段表示的途经路段组合为RV---RW---RK，则判定从RV到RW弱侧是连通的，否则判定为不连通；
S3.3.3、完成跨路段路由节点连通性判别。
进一步地，步骤S4中，以(SQ-main,SQ-branch)表示表TNfull中的一个分支路由节点，其中SQ-main为主线上的虚拟站、SQ-branch为支线上的虚拟站，两虚拟站所在的路段编码
Figure RE-GDA0003070265470000071
和
Figure RE-GDA0003070265470000072
是相同的；
连接支线的立交为T型立交，因此只需考察4个方向的连通性；
分支路由的特点在于其连接的是两条同编码的路段，这导致表TMlite中主线收费站与支线收费站间的途经路段组合只会有一个路段，此性质使得步骤 S3.3.1在此处并不适用；尽管如此，步骤S3.3.2在此处是可用的；支线一般长度较短、收费站数较少，接近步骤S3.3.2中对于“接近路段端点位置、且近端点侧只有虚拟站用于衔接相邻路段而无实体站”的描述；通过在弱侧拼接第三邻路收费站，所述弱侧为支线路段侧，将与弱侧相连收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性的检验；
拼接第三邻路的分支路由节点连通性判别法如下：
假设欲求取路段RU的支线路段和路段RU主线路段某侧的双向连通性，且另有路段RX与路段RU的支线路段相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RU的支线路段和路段RX的记录，若存在记录的SplitRoadComb 字段表示的路段组合为RU---RX，则判定从RU主线路段某侧到RU支线路段是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段 RX和路段RU的支线路段的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RX---RU，则判定从RU支线路段到RU主线路段某侧是连通的，否则判定不连通。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)由于基础费率表记录了所有实体收费站起讫组合的最短路距离以及特定涉及虚拟收费站起讫组合的最短路距离，导致原始表数据量庞大，单次查询耗时较长，而本发明仅用到该表中起讫站为同路段或相邻路段的数据，经步骤S1处理可筛去相当大比例的无用数据，清洗后基础费率表数据量约为原表的50％，大大提高单次查询效率；
(2)基础费率表尽管并未提供所有相邻收费站的距离数据，但通过步骤 S2所提出的求解方案，本发明可间接求得目标相邻收费站间距离，对于可选求解方案不只1个的相邻收费站，按基于精度的优先顺序依次尝试求解，可尽可能高效求得尽可能准确的结果值；
(3)1个高速公路立交最多有8个连通方向，本发明通过步骤S3所提出的判别方法，可准确挖掘出所有方向的连通性，此外所提出的备选方法考虑到路网可能出现的特殊情况，具有强通用性；
(4)步骤S4结合了分支路由节点的数据可用性与跨路段连接立交的异同，本发明所提出的判别方法可有效实现对此类路由节点连通性的挖掘求取。
附图说明
图1为本发明实施例中本路段前侧收费站示意图；
图2为本发明实施例中本路段后侧收费站示意图；
图3为本发明实施例中前向连通收费站示意图；
图4为本发明实施例中后向连通收费站示意图；
图5为本发明实施例中双向连通收费站示意图；
图6为本发明实施例中邻接先前向连通站、后前向连通站间距离求取方法示意图；
图7为本发明实施例中邻接先后向连通站、后后向连通站间距离求取方法示意图；
图8为本发明实施例中邻接先后向连通站、后前向连通站间距离求取方法示意图(一个参考点站)；
图9为本发明实施例中邻接先后向连通站、后前向连通站间距离求取方法示意图(两个参考点站)；
图10为本发明实施例中邻接先前向连通站、后后向连通站间距离求取方法示意图；
图11为本发明实施例中路由节点可能连通方向示意图；
图12为本发明实施例中立交接近路段端点情况示意图；
图13为本发明实施例中分支路由节点可能连通方向示意图；
图14为本发明实施例中基础费率表中起终点收费站分别在同路段主线和支线上情况的记录示例示意图。
图15为本发明实施例中高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法总流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例：
一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，如图15所示，包括如下步骤：
S1、基础费率表数据清洗，具体包括以下步骤：
S1.1、将高速公路路网划分为两个片区Z1、Z2，若高速公路路网中的收费站数量为双数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相等，若高速公路路网中的收费站数量为单数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相差一个；
S1.2、从高速公路联网收费***获取最新的路段基础费率表TM，该表所包括字段有入口路段编码EnRoadID、入口站编码EnStationID、出口路段编码 ExRoadID、出口站编码ExStationID、里程Miles、拆分路段组合SplitRoadComb，其中里程为从入口站去往出口站的最短路距离，拆分路段组合为按行驶方向从低位到高位存放十六进制路段编码；详细表结构及字段含义见表1：
表1路段基础费率表数据结构
Figure RE-GDA0003070265470000091
S1.3、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z1的数据，形成子表TMZ1；
S1.4、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z2的数据，形成子表TMZ2；
S1.5、提取基础费率表TM中起点收费站位于Z1、终点收费站位于Z2，或起点收费站位于Z2、终点收费站位于Z1的同路段数据，形成子表TMZ1Z2-Z2Z1；
S1.6、将TMZ1、TMZ2、TMZ1Z2-Z2Z1合并，形成清洗结果表TMlite。
S2、同路段相邻节点间距离数据挖掘，具体包括以下步骤：
S2.1、求取各个收费站的连通向，规定主线或支线路段前向为沿物理序号(StationIndex)递增方向，后向则为沿物理序号(StationIndex)递减方向；具体包括如下步骤：
S2.1.1、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号小于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的前侧收费站集合
Figure RE-GDA0003070265470000101
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号小于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure RE-GDA0003070265470000102
中；
指本路段中，物理序号小于基准站物理序号的站，若某支线在主路的分支连接点之物理序号小于基准站物理序号，则该支线的所有站亦需纳入前侧收费站集合。图1为示意图，图中收费站SA为基准站，竖条纹标记的收费站为SA的本路段前侧收费站集合，符号表示为
Figure RE-GDA0003070265470000103
S2.1.2、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号大于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的后侧收费站集合
Figure RE-GDA0003070265470000104
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号大于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure RE-GDA0003070265470000105
中；
指本路段中，物理序号大于基准站物理序号的站，若某支线在主路的分支连接点之物理序号大于基准站物理序号，则该支线的所有站亦需纳入前侧收费站集合。图2为示意图，图中收费站SA为基准站，竖条纹标记的收费站为收费站SA的本路段后侧收费站集合，符号表示为
Figure RE-GDA0003070265470000106
S2.1.3、遍历查询
Figure RE-GDA0003070265470000107
中是否存在一个与Starget前向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前前侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为前向连通，示意图见图3，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为前向连通，则标记为前向不连通；
S2.1.4、遍历查询
Figure RE-GDA0003070265470000108
中是否存在一个与Starget后向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前后侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为后向连通，示意图见图4，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为后向连通，则标记为后向不连通；
S2.1.5、若经步骤S2.1.3、步骤S2.1.4得到目标收费站Starget既被标记为前向连通，也被标记为后向连通，则将其标记为双向连通，示意图见图5。
S2.2、相邻收费站根据S2.1所得连通向选取适用的方案求解邻接收费站最短查询距离，具体包括以下方案：
方案S2.2.1、求取邻接先前向连通站、后前向连通站间距离；记先前向连通站、后前向连通站分别为SA和SB，在收费站SA前向寻找一个与收费站SA、收费站SB均连通的参考点收费站SR1，即寻找SR1使得
Figure RE-GDA0003070265470000111
在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SA的记录的Miles字段值，记为
Figure RE-GDA0003070265470000112
又在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SB的记录的Miles字段值，记为
Figure RE-GDA0003070265470000113
则收费站SA与收费站SB的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000114
为
Figure RE-GDA0003070265470000115
示意图见图6；
方案S2.2.2、求取邻接先后向连通站、后后向连通站间距离；记先后向连通站、后后向连通站分别为SC和SD，在收费站SC前向寻找一个与收费站SC、收费站SD均连通的参考点收费站SR2，即寻找SR2使得
Figure RE-GDA0003070265470000116
在TMlite中查询站SR2与站SC间距离，记为
Figure RE-GDA0003070265470000117
又在TMlite中查询站SR2与站SD间距离，记为
Figure RE-GDA0003070265470000118
则收费站SC与收费站SD的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000119
为
Figure RE-GDA00030702654700001110
示意图见图7；
方案S2.2.3、求取邻接先后向连通站、后前向连通站间距离，具体包括以下方案：
方案S2.2.3.1、若先后向连通站SE、后前向连通站SF直接连通，即在TMlite中直接存有站SE与站SF间距离，记为
Figure RE-GDA00030702654700001111
则直接将
Figure RE-GDA00030702654700001112
作为SE与收费站SF的计算距离,即
Figure RE-GDA00030702654700001113
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.2、若先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3，使得
Figure RE-GDA00030702654700001114
则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure RE-GDA00030702654700001115
为
Figure RE-GDA00030702654700001116
示意图见图8，邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.3、若先后向连通站SE前向存在一个与后前向连通站SF连通的参考点收费站SR4，在后前向连通站SE后向存在一个与先后向连通站SE连通的参考点收费站SR5，并要求参考点收费站SR4和参考点收费站SR5相连，即SR4、SR5满足条件：(1)
Figure RE-GDA00030702654700001117
且
Figure RE-GDA00030702654700001118
(2)
Figure RE-GDA00030702654700001119
且
Figure RE-GDA00030702654700001120
(3)在TMlite中直接存有站SR4与站SR5间距离，则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000121
为
Figure RE-GDA0003070265470000122
示意图见图9，邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成
方案S2.2.4、求取邻接先前向连通站、后后向连通站间距离，具体如下：
在收费站SG前向寻找一个与收费站SG相连的参考点收费站SR6，在收费站 SH后向寻找一个与收费站SH相连的参考点收费站SR7，并要求参考点收费站SR6和参考点收费站SR7相连，即寻找SR6、SR7使得满足条件(1)
Figure RE-GDA0003070265470000123
(2)在TMlite中直接存有站SR6与站SR7间距离，则收费站SG与收费站SH的计算距离
Figure RE-GDA0003070265470000124
为
Figure RE-GDA0003070265470000125
示意图见图10。
S2.3、对于有多个可选方案的相邻收费站，按方案优先顺序依次尝试求解；
考虑到表TMlite中记录的收费站间距离数据包括了进出匝道的距离，前述各邻接收费站间距离求解方法存在不同程度的误差，各方案误差由小到大依次为：
(1)执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.4，即完成所有邻接先前向连通站和后前向连通站间距离、邻接先后向连通站和后后向连通站间距离、邻接先后向连通站和后前向连通站间距离以及邻接先前向连通站和后后向连通站间距离的求取；
(2)只执行方案S2.2.3.1，即只求取先后向连通站和后前向连通站直接连通时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离，；
(3)只执行方案S2.2.3.2，即只求取在先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离；
当相邻收费站中一个或两个为双向连通时，存在多种可选的距离求取方案，综合考虑各方***度和复杂度，制定如下优先顺序：
方案(1)：当相邻前后收费站连通性依次为前向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.4；
方案(2)：当相邻前后收费站连通性依次为后向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案2.2.3；
方案(3)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和前向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.3；
方案(4)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和后向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案S2.2.4；
方案(5)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.1、方案S2.2.3.2；
按上述优先顺序依次尝试求解站间距离，一旦有解即终止尝试，否则进行下一个方案的尝试。
由此可得，本发明为高速公路网距离矩阵提供邻接节点距离信息。
S3、跨路段相连路由节点连通性挖掘，具体包括以下步骤：
S3.1、获取跨路段间接相连路由节点；
从高速公路联网收费***中获取路由节点表TN，表TN所包括字段有：节点编号NodeID、节点名称Name、第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码RoadID2、第二站编码StationID2，该数据表详细数据结构及字段含义见表2。表TN用于记录跨路段衔接点或支路分割点，其中跨路段衔接点可能在主/支线端点、或路段中段立交处，支路分割点则均为立交，每一行记录表示RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站是连通的，但需说明的是，RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站之间的连通可能是单向连通，也可能是双向连通；
表2路由节点表数据结构
字段含义 字段名
节点编号 NodeID
节点名称 Name
路段编码1 RoadID1
站编码1 StationID1
路段编码2 RoadID2
站编码2 StationID2
部分虚拟收费站间由于所在立交形式的特殊，从路段A到达路段B需要途径路段C，导致表TN中没有从A路段直接连接C路段的节点数据，这种形式的连接称为间接相连；
在表TN寻找所有间接相连的收费站信息，***至表TNindirect中，表TNindirect所包括字段有：第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码 RoadID2、第二站编码StationID2、中介路段编码RoadID_via、中介站编码 StationID_via；
间接相连收费站寻找方法：在表TMlite中寻找同时与两个不同站相连的收费站，将该收费站作为中介站，两个相连站的编码分别作为第一站编码和第二站编码，***到表TNindirect中；
最后将表TNindirect的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息与表TN的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息分别***到新表 TNfull中，表TNfull的结构与表TMlite一致，表TNfull储存了路网拓扑意义下的所有跨路段连接节点和支路分割点的信息。
S3.2、将表TMlite中间接相连路段序列的中介路段删去；
遍历表TMlite所有记录，对于包括路段数大于等于3个的SplitRoadComb 字段数据，从头开始遍历所有长度为3路段的连续路段序列，从中找出表TNindirect中有记录的间接相连路段序列，并将其中的中介路段删去；假设在TNindirect中存在记录RoadID1＝RID1、RoadID2＝RID3、RoadID_via＝RID2，或RoadID3＝RID1、 RoadID_via＝RID2、RoadID1＝RID3，则将该序列中的中介路段RID2删去；
S3.3、跨路段路由节点连通性判别；
步骤S3.3中，以(SM,SN)表示表TNfull中的一个路由节点，该节点连接收费站 SM所在路段
Figure RE-GDA0003070265470000141
和收费站SN所在路段
Figure RE-GDA0003070265470000142
以
Figure RE-GDA0003070265470000143
表示表TMlite中所有从收费站SM指定侧收费站出发到收费站SN指定侧收费站终止的记录的途径路段组合的集合；步骤S3.3具体包括如下步骤：
S3.3.1、一般情况下的跨路段路由节点连通性判别；
如表3、图11所示，一个路由节点最多可能在以下8个方向连通：
(1)从路段1前侧到路段2前侧；
(2)从路段1前侧到路段2后侧；
(3)从路段1后侧到路段2前侧；
(4)从路段2后侧到路段1后侧；
(5)从路段2前侧到路段1前侧；
(6)从路段2前侧到路段1后侧；
(7)从路段2后侧到路段1前侧；
(8)从路段2后侧到路段1后侧；
表3路由节点可能连通起终路段侧组合列表
Figure RE-GDA0003070265470000144
Figure RE-GDA0003070265470000151
遍历TNfull中所有路由节点组合，步骤S3.3.1在特定情况下无法获取路由节点在特定方向的连通性，当立交位于接近路段端点位置、且近端点侧只有虚拟站用于衔接相邻路段而无实体站，步骤S3.3.1就可能出现某些方向实际连通却由于无相关记录而被判别不相连的情况；比如，若近端点侧只有非标虚拟站，那么相邻路段的另一侧必须存在与之连通的标识虚拟站，才会在表TMlite中有记录，因此此种情况下进行步骤S3.3.1会很可能得到该方向不连通的结果；此种情况示意图见图12，图中直线为路段，线型区分不同路段，圆形均为虚拟站，箭头所示方向为进行步骤S3.3.1得出不连通结果的方向；跳至步骤S3.3.2，否则以路由节点组合(SM,SN)为例，若存在
Figure RE-GDA0003070265470000152
则将该节点标记为从SM前侧到SN后侧为连通，其余路段侧组合连通性判别方法同理可得，跳至步骤S3.3.3；
S3.3.2、采取一种拼接第三邻路收费站的方法，即将与弱侧相连路段(图12 长虚线路段)的收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性检验，具体如下：
假设欲求取路段RW的弱侧和路段RK某侧的双向连通性，且另有路段RV与路段RW的弱侧相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RK某侧和路段RV的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RK--- RW---RV，则判定从RW弱侧到RV是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RV和路段RK某侧的记录，若存在记录的 SplitRoadComb字段表示的途经路段组合为RV---RW---RK，则判定从RV到RW弱侧是连通的，否则判定为不连通；
S3.3.3、完成跨路段路由节点连通性判别。
由此可得，本发明为高速公路网邻接矩阵提供跨路段互通立交处节点邻接信息。
S4、同路段分支路由节点连通性挖掘；
以(SQ-main,SQ-branch)表示表TNfull中的一个分支路由节点，其中SQ-main为主线上的虚拟站、SQ-branch为支线上的虚拟站，两虚拟站所在的路段编码RIDSQ-main和RIDSQ-branch是相同的；
连接支线的立交为T型立交，因此只需考察4个方向的连通性，如图13 所示；
分支路由的特点在于其连接的是两条同编码的路段，这导致表TMlite中主线收费站与支线收费站间的途经路段组合只会有一个路段，如图14所示，此性质使得步骤S3.3.1在此处并不适用；尽管如此，步骤S3.3.2在此处是可用的；支线一般长度较短、收费站数较少，接近步骤S3.3.2中对于“接近路段端点位置、且近端点侧只有虚拟站用于衔接相邻路段而无实体站”的描述；通过在弱侧拼接第三邻路收费站，所述弱侧为支线路段侧，将与弱侧相连收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性的检验；
拼接第三邻路的分支路由节点连通性判别法如下：
假设欲求取路段RU的支线路段和路段RU主线路段某侧的双向连通性，且另有路段RX与路段RU的支线路段相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RU的支线路段和路段RX的记录，若存在记录的SplitRoadComb 字段表示的路段组合为RU---RX，则判定从RU主线路段某侧到RU支线路段是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段 RX和路段RU的支线路段的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RX---RU，则判定从RU支线路段到RU主线路段某侧是连通的，否则判定不连通。
由此可得，本发明为高速公路网邻接矩阵提供同路段分支立交处节点邻接信息。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基础费率表数据清洗；
S2、同路段相邻节点间距离数据挖掘；
S3、跨路段相连路由节点连通性挖掘；
S4、同路段分支路由节点连通性挖掘。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
S1.1、将高速公路路网划分为两个片区Z1、Z2，若高速公路路网中的收费站数量为双数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相等，若高速公路路网中的收费站数量为单数，则片区Z1和Z2中的收费站数量相差一个；
S1.2、从高速公路联网收费***获取最新的路段基础费率表TM，该表所包括字段有入口路段编码EnRoadID、入口站编码EnStationID、出口路段编码ExRoadID、出口站编码ExStationID、里程Miles、拆分路段组合SplitRoadComb，其中里程为从入口站去往出口站的最短路距离，拆分路段组合为按行驶方向从低位到高位存放十六进制路段编码；
S1.3、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z1的数据，形成子表TMZ1；
S1.4、提取基础费率表TM中起讫收费站均位于Z2的数据，形成子表TMZ2；
S1.5、提取基础费率表TM中起点收费站位于Z1、终点收费站位于Z2，或起点收费站位于Z2、终点收费站位于Z1的同路段数据，形成子表TMZ1Z2-Z2Z1；
S1.6、将TMZ1、TMZ2、TMZ1Z2-Z2Z1合并，形成清洗结果表TMlite。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
S2.1、求取各个收费站的连通向；
S2.2、相邻收费站根据S2.1所得连通向选取适用的方案求解邻接收费站最短查询距离；
S2.3、对于有多个可选方案的相邻收费站，按方案优先顺序依次尝试求解。
4.根据权利要求3所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S2.1具体包括如下步骤：
S2.1.1、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号小于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的前侧收费站集合
Figure FDA0002865504140000011
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号小于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure FDA0002865504140000021
中；
S2.1.2、将待求取连通向的目标收费站定义为Starget，获取Starget所在路段中所有物理序号大于Starget物理序号的收费站，定义为Starget的后侧收费站集合
Figure FDA0002865504140000022
若所在路段存在支线，且支线在主路的分支连接点之物理序号大于Starget的物理序号，则该支线上所有站亦需纳入到
Figure FDA0002865504140000023
中；
S2.1.3、遍历查询
Figure FDA0002865504140000024
中是否存在一个与Starget前向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前前侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为前向连通，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为前向连通，则标记为前向不连通；
S2.1.4、遍历查询
Figure FDA0002865504140000025
中是否存在一个与Starget后向连通的收费站，具体查询方法：以第i次迭代为例，假设当前后侧收费站为Si，查询表TMlite中是否存在起点站为Si而终点站为Starget、或起点站为Starget而终点站为Si的记录，若存在，则终止遍历，将Starget标记为后向连通，若不存在，则进行下一次迭代，若遍历完成而Starget仍未被标记为后向连通，则标记为后向不连通；
S2.1.5、若经步骤S2.1.3、步骤S2.1.4得到目标收费站Starget既被标记为前向连通，也被标记为后向连通，则将其标记为双向连通。
5.根据权利要求3所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S2.2中，具体包括以下方案：
方案S2.2.1、求取邻接先前向连通站、后前向连通站间距离；记先前向连通站、后前向连通站分别为SA和SB，在收费站SA前向寻找一个与收费站SA、收费站SB均连通的参考点收费站SR1，即寻找SR1使得
Figure FDA0002865504140000026
在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SA的记录的Miles字段值，记为
Figure FDA0002865504140000027
又在TMlite中查询起点站为SR1、终点站为SB的记录的Miles字段值，记为
Figure FDA0002865504140000028
则收费站SA与收费站SB的计算距离
Figure FDA0002865504140000029
为
Figure FDA00028655041400000210
方案S2.2.2、求取邻接先后向连通站、后后向连通站间距离；记先后向连通站、后后向连通站分别为SC和SD，在收费站SC前向寻找一个与收费站SC、收费站SD均连通的参考点收费站SR2，即寻找SR2使得
Figure FDA0002865504140000031
在TMetil中查询站SR2与站SC间距离，记为
Figure FDA0002865504140000032
又在TMlite中查询站SR2与站SD间距离，记为
Figure FDA0002865504140000033
则收费站SC与收费站SD的计算距离
Figure FDA0002865504140000034
为
Figure FDA0002865504140000035
方案S2.2.3、求取邻接先后向连通站、后前向连通站间距离，具体包括以下方案：
方案S2.2.3.1、若先后向连通站SE、后前向连通站SF直接连通，即在TMlite中直接存有站SE与站SF间距离，记为
Figure FDA0002865504140000036
则直接将
Figure FDA0002865504140000037
作为SE与收费站SF的计算距离,即
Figure FDA0002865504140000038
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.2、若先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3，使得
Figure FDA0002865504140000039
则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure FDA00028655041400000310
为
Figure FDA00028655041400000311
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成；
方案S2.2.3.3、若先后向连通站SE前向存在一个与后前向连通站SF连通的参考点收费站SR4，在后前向连通站SE后向存在一个与先后向连通站SE连通的参考点收费站SR5，并要求参考点收费站SR4和参考点收费站SR5相连，即SR4、SR5满足条件：(1)
Figure FDA00028655041400000312
且
Figure FDA00028655041400000313
(2)
Figure FDA00028655041400000314
(3)在TMlite中直接存有站SR4与站SR5间距离，则收费站SE与收费站SF的计算距离
Figure FDA00028655041400000315
为
Figure FDA00028655041400000316
邻接先前向连通站、后后向连通站间的距离求取完成
方案S2.2.4、求取邻接先前向连通站、后后向连通站间距离，具体如下：
在收费站SG前向寻找一个与收费站SG相连的参考点收费站SR6，在收费站SH后向寻找一个与收费站SH相连的参考点收费站SR7，并要求参考点收费站SR6和参考点收费站SR7相连，即寻找SR6、SR7使得满足条件(1)
Figure FDA00028655041400000317
(2)在TMlite中直接存有站SR6与站SR7间距离，则收费站SG与收费站SH的计算距离
Figure FDA00028655041400000318
为
Figure FDA00028655041400000319
6.根据权利要求5所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S2.3中，表TMlite中记录的收费站间距离数据包括了进出匝道的距离，各邻接收费站间距离求解方法存在不同程度的误差，各方案误差由小到大依次为：
(1)执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.4，即完成所有邻接先前向连通站和后前向连通站间距离、邻接先后向连通站和后后向连通站间距离、邻接先后向连通站和后前向连通站间距离以及邻接先前向连通站和后后向连通站间距离的求取；
(2)只执行方案S2.2.3.1，即只求取先后向连通站和后前向连通站直接连通时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离，；
(3)只执行方案S2.2.3.2，即只求取在先后向连通站SE与后前向连通站SF之间存在一个与两者均相连的参考点收费站SR3时邻接先后向连通站和后前向连通站间距离；
当相邻收费站中一个或两个为双向连通时，存在多种可选的距离求取方案，综合考虑各方***度和复杂度，制定如下优先顺序：
方案(1)：当相邻前后收费站连通性依次为前向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.4；
方案(2)：当相邻前后收费站连通性依次为后向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案2.2.3；
方案(3)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和前向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.3；
方案(4)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和后向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.2、方案S2.2.4；
方案(5)：当相邻前后收费站连通性依次为双向连通和双向连通时，可选方案优先顺序为执行方案S2.2.1、方案S2.2.2、方案S2.2.3.3、方案S2.2.3.1、方案S2.2.3.2；
按上述优先顺序依次尝试求解站间距离，一旦有解即终止尝试，否则进行下一个方案的尝试。
7.根据权利要求1所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
S3.1、获取跨路段间接相连路由节点；
S3.2、将表TMlite中间接相连路段序列的中介路段删去；
S3.3、跨路段路由节点连通性判别。
8.根据权利要求7所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S3.1中，从高速公路联网收费***中获取路由节点表TN，表TN所包括字段有：节点编号NodeID、节点名称Name、第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码RoadID2、第二站编码StationID2，表TN用于记录跨路段衔接点或支路分割点，其中跨路段衔接点可能在主/支线端点、或路段中段立交处，支路分割点则均为立交，每一行记录表示RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站是连通的，RoadID1-StationID1收费站与RoadID2-StationID2收费站之间的连通可能是单向连通，也可能是双向连通；
部分虚拟收费站间由于所在立交形式的特殊，从路段A到达路段B需要途径路段C，导致表TN中没有从A路段直接连接C路段的节点数据，这种形式的连接称为间接相连；
在表TN寻找所有间接相连的收费站信息，***至表TNindirect中，表TNindirect所包括字段有：第一路段编码RoadID1、第一站编码StationID1、第二路段编码RoadID2、第二站编码StationID2、中介路段编码RoadID_via、中介站编码StationID_via；
间接相连收费站寻找方法：在表TMlite中寻找同时与两个不同站相连的收费站，将该收费站作为中介站，两个相连站的编码分别作为第一站编码和第二站编码，***到表TNindirect中；
最后将表TNindirect的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息与表TN的RoadID1、StationID1、RoadID2、StationID2字段信息分别***到新表TNfull中，表TNfull的结构与表TMlite一致，表TNfull储存了路网拓扑意义下的所有跨路段连接节点和支路分割点的信息。
9.根据权利要求7所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S3.2中，遍历表TMlite所有记录，对于包括路段数大于等于3个的SplitRoadComb字段数据，从头开始遍历所有长度为3路段的连续路段序列，从中找出表TNindirect中有记录的间接相连路段序列，并将其中的中介路段删去；假设在TNindirect中存在记录RoadID1＝RID1、RoadID2＝RID3、RoadID_via＝RID2，或RoadID3＝RID1、RoadID_via＝RID2、RoadID1＝RID3，则将该序列中的中介路段RID2删去；
步骤S3.3中，以(SM,SN)表示表TNfull中的一个路由节点，该节点连接收费站SM所在路段
Figure FDA0002865504140000051
和收费站SN所在路段
Figure FDA0002865504140000052
以
Figure FDA0002865504140000053
表示表TMlite中所有从收费站SM指定侧收费站出发到收费站SN指定侧收费站终止的记录的途径路段组合的集合；步骤S3.3具体包括如下步骤：
S3.3.1、一般情况下的跨路段路由节点连通性判别；
一个路由节点可能在以下8个方向连通：
(1)从路段1前侧到路段2前侧；
(2)从路段1前侧到路段2后侧；
(3)从路段1后侧到路段2前侧；
(4)从路段2后侧到路段1后侧；
(5)从路段2前侧到路段1前侧；
(6)从路段2前侧到路段1后侧；
(7)从路段2后侧到路段1前侧；
(8)从路段2后侧到路段1后侧；
遍历TNfull中所有路由节点组合，当立交位于接近路段端点位置、且近端点侧只有虚拟站用于衔接相邻路段而无实体站，跳至步骤S3.3.2，否则若存在
Figure FDA0002865504140000061
则将该节点标记为从SM前侧到SN后侧为连通，其余路段侧组合连通性判别方法同理可得，跳至步骤S3.3.3；
S3.3.2、采取一种拼接第三邻路收费站的方法，即将与弱侧相连路段的收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性检验，具体如下：
假设欲求取路段RW的弱侧和路段RK某侧的双向连通性，且另有路段RV与路段RW的弱侧相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RK某侧和路段RV的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RK---RW---RV，则判定从RW弱侧到RV是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RV和路段RK某侧的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的途经路段组合为RV---RW---RK，则判定从RV到RW弱侧是连通的，否则判定为不连通；
S3.3.3、完成跨路段路由节点连通性判别。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种高速公路网邻接节点距离和路由节点连通性求取方法，其特征在于，步骤S4中，以(SQ-main,SQ-branch)表示表TNfull中的一个分支路由节点，其中SQ-main为主线上的虚拟站、SQ-branch为支线上的虚拟站，两虚拟站所在的路段编码
Figure FDA0002865504140000062
和
Figure FDA0002865504140000063
是相同的；
连接支线的立交为T型立交，因此只需考察4个方向的连通性；
分支路由的特点在于其连接的是两条同编码的路段，这导致表TMlite中主线收费站与支线收费站间的途经路段组合只会有一个路段；通过在弱侧拼接第三邻路收费站，所述弱侧为支线路段侧，将与弱侧相连收费站作为附加参考站，辅助进行路由节点连通性的检验；
拼接第三邻路的分支路由节点连通性判别法如下：
假设欲求取路段RU的支线路段和路段RU主线路段某侧的双向连通性，且另有路段RX与路段RU的支线路段相连，遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RU的支线路段和路段RX的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RU---RX，则判定从RU主线路段某侧到RU支线路段是连通的，否则判定不连通；遍历寻找表TNfull中所有起终点收费站分别位于路段RX和路段RU的支线路段的记录，若存在记录的SplitRoadComb字段表示的路段组合为RX---RU，则判定从RU支线路段到RU主线路段某侧是连通的，否则判定不连通。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109271562A (zh) * 2018-09-30 2019-01-25 广东利通科技投资有限公司 通行费用确定方法、路网节点关系模型构建方法及装置
CN109472880A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 广州交嵌信息技术有限公司 基于射频识别技术的云路径***及实现方法
CN110570534A (zh) * 2019-09-12 2019-12-13 招商华软信息有限公司 一种费率的处理方法、装置、设备和存储介质

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109271562A (zh) * 2018-09-30 2019-01-25 广东利通科技投资有限公司 通行费用确定方法、路网节点关系模型构建方法及装置
CN109472880A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 广州交嵌信息技术有限公司 基于射频识别技术的云路径***及实现方法
CN110570534A (zh) * 2019-09-12 2019-12-13 招商华软信息有限公司 一种费率的处理方法、装置、设备和存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梅乐翔等: "广东省高速公路"一张网"联网收费费率快速计算方法研究", 《公路交通科技(应用技术版)》, 30 December 2014 (2014-12-30), pages 376 *

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