城市建成区内共享单车出行展示方法及系统与流程

1.本发明涉及地理信息与城市规划技术领域，尤其涉及一种城市建成区内共享单车出行展示方法及系统。


背景技术：

2.共享单车作为新型的交通方式，目前仍缺乏相应城市基础设施的保障，部分地区缺乏自行车骑行空间，或者骑行区域的通道十分窄小，影响骑行速度和骑行安全。
3.在慢行空间规划领域，优化集中停放区位、重视骑行功能的忙碌路段两方面都极为重要。目前针对这两个问题，现有技术主要有一下几个思路：
4.一、有发明提出对所有共享单车数据信息进行综合管理，为政府、运营企业、用户提供精准数据，提高共享单车的监管、运营和使用效果，该方式是对实施大数据的展示以满足管理需求，为针对城市规划方面需求提出有效技术方案。
5.二、有发明提出以网格将实际地图划分后，结合共享单车位置数据，将单车停放趋势在网格内进行展示，并将沿道路的数据量作为判定该条道路是否比较适合建设自行车道的依据。该方案未将单车停放趋势与实际的城市空间结合，同时，以单车停放数据作为适建自行车道的依据，忽视了动态的骑行需求。
6.三、还有发明提出将城市空间划分格网，利用共享单车历史od数据结合实际地物信息来确定单车投放点，但将数据与所在格网结合赋值，最后将格网所携带信息根据实际地物信息进行调整，该方案存在两次地理信息的调整，同时忽视了可能存在错误的数据。


技术实现要素：

7.本发明主要目的在于：提供一种城市建成区内共享单车出行展示方法及系统，分析城市建成区内不同时段共享单车出行规律，以辅助建成区慢行交通空间改造类规划项目。
8.本发明所采用的技术方案是：一种城市建成区内共享单车出行展示方法，本方法包括以下步骤：
9.s1、数据采集及分析：
10.数据采集：按数组a＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}采集共享单车的数据，其中数组a的停放时间以预设的第一标准时段为间隔；
11.获取有效停放点数据：拉取数组a内的相关数据，形成新的数组b
t
＝{(停放经度,停放维度,停放时间)
……
(停放经度,停放维度,停放时间)}，其中t代表一个历史日内某个第一标准时段，b
t
为该第一标准时段t下所停放的单车数据；
12.获取有效骑行行为数据：预设最低骑行速度v；遍历数组a，提取同一单车编号的两个相邻停放时间的位置数据，时间差为δt；绘制并提取出该单车在这两处位置数据之间沿道路的理论骑行距离s，若s＜δt*v，则认为这两处位置数据之间的骑行无效，剔除前一停
放时间的数据；如此构成新的数组a’；预设第二标准时段，拉取数组a’对数据，形成二维数组c＝{cp1,
……
,cpn}，cpi＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}，p1-pn为一个历史日内的第二标准时段编号，其中cpi表示一个历史日内第i个第二标准时段下所停放的单车数据；
13.s2、城市地图数据导入：
14.导入的城市地图数据包括：publicspacelayer图层，表示包含建筑前区用地及人行道用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，包含相应地段内的现状专用停车面积字段，作为可停车空间数据；roadlayer图层，表示不包含人行道的道路用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，作为骑行空间数据；roadlinelayer图层，作为道路网络数据；
15.s3、停放点展示：
16.3.1将单车停放数据与地理空间结合：
17.将s1得到的数组b
t
和二维数组c，与s2的可停车空间数据和骑行空间数据，进行叠加分析，分别统计与可停车空间数据或骑行空间数据各自存在空间连接的数据总量，分别赋值给相应的可停车空间数据或骑行空间数据的各个面要素；
18.3.2对地理空间中的各标准时段停放数据进行统计，并提取最大瞬时单车停放量：
19.遍历面要素携带的总量数据进行对比，只保留不同标准时段内统计结果中最大值；
20.3.3将骑行空间上的数据统一于可停放空间内：
21.对可停车空间数据与骑行空间数据中各面要素进行空间分析，依据共享边的面邻接关系，将相邻的两类空间面进行链接，最终将骑行空间数据携带的统计结果加到可停放空间数据的统计结果内；
22.3.4针对每个可停车空间，计算理论停放面积，与实际面积比较分析，根据比较结果对可停车空间进行分类标注和展示；
23.s4、骑行路段展示：
24.4.1提取各第二标准时段内的单车轨迹数据；
25.4.2将单车轨迹数据与地理空间结合：
26.分析单车轨迹数据与骑行空间数据的空间关系，切割与骑行空间数据存在包含关系的单车轨迹数据线要素，统计各路段内出现单次骑行行为的总次数；通过对比提取出各路段最大骑行次数值及其第二标准时段，并赋值给各对应路段骑行空间的面要素；
27.4.3展示各路段最忙碌的时段及忙碌程度。
28.按上述方法，所述的第一标准时段为一分钟；所述的第二标准时段为一小时。
29.按上述方法，所述的最低骑行速度v预设为6.5km/h。
30.按上述方法，所述的s2中，地图数据通过arcgis server进行发布，在webgis系统中进行链接。
31.按上述方法，所述的3.4具体为：预设每辆单车停放所需面积，针对每个可停车空间、各第一标准时段内，根据所停单车数量，计算理论停放面积，与该可停车空间的实际面积比较，若理论停放面积大于该可停车空间的实际面积，则将该可停车空间作为重点停放点，否则作为一般停放点。
32.按上述方法，所述的s3和s4中，分别在显示界面设有时间滑块，通过滑动时间滑
块，显示对应时段内停放点的数据和骑行路段的数据。
33.按上述方法，所述的s3和s4分别通过arcgis自定义工具发布到arcgis server，结合采用javascript工具完成。
34.按上述方法，所述的4.3具体展示各段骑行空间各第二标准时段的最大骑行流量。
35.一种城市建成区内共享单车出行展示系统，本系统包括：
36.数据采集及分析模块，用于按数组a＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}采集共享单车的数据，其中数组a的停放时间以预设的第一标准时段为间隔；拉取数组a内的相关数据，形成新的数组b
t
＝{(停放经度,停放维度,停放时间)
……
(停放经度,停放维度,停放时间)}，其中t代表一个历史日内某个第一标准时段，b
t
为该第一标准时段t下所停放的单车数据；获取有效骑行行为数据：预设最低骑行速度v；遍历数组a，提取同一单车编号的两个相邻停放时间的位置数据，时间差为δt；绘制并提取出该单车在这两处位置数据之间沿道路的理论骑行距离s，若s＜δt*v，则认为这两处位置数据之间的骑行无效，剔除前一停放时间的数据；如此构成新的数组a’；预设第二标准时段，拉取数组a’对数据，形成二维数组c＝{cp1,
……
,cpn}，cpi＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}，p1-pn为一个历史日内的第二标准时段编号，其中cpi表示一个历史日内第i个第二标准时段下所停放的单车数据；
37.城市地图数据导入模块，用于导入城市地图数据，且导入的城市地图数据包括：publicspacelayer图层，表示包含建筑前区用地及人行道用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，包含相应地段内的现状专用停车面积字段，作为可停车空间数据；roadlayer图层，表示不包含人行道的道路用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，作为骑行空间数据；roadlinelayer图层，作为道路网络数据；
38.停放点展示模块，用于将单车停放数据与地理空间结合，对地理空间中的各标准时段停放数据进行统计，并提取最大瞬时单车停放量，将骑行空间上的数据统一于可停放空间内，针对每个可停车空间，计算理论停放面积，与实际面积比较分析，根据比较结果对可停车空间进行分类标注和展示；
39.具体的，将得到的数组b
t
和二维数组c，与可停车空间数据和骑行空间数据，进行叠加分析，分别统计与可停车空间数据或骑行空间数据各自存在空间连接的数据总量，分别赋值给相应的可停车空间数据或骑行空间数据的各个面要素；遍历面要素携带的总量数据进行对比，只保留不同标准时段内统计结果中最大值；对可停车空间数据与骑行空间数据中各面要素进行空间分析，依据共享边的面邻接关系，将相邻的两类空间面进行链接，最终将骑行空间数据携带的统计结果加到可停放空间数据的统计结果内；然后展示；
40.骑行路段展示模块，用于提取各第二标准时段内的单车轨迹数据，并与地理空间结合，分析单车轨迹数据与骑行空间数据的空间关系，切割与骑行空间数据存在包含关系的单车轨迹数据线要素，统计各路段内出现单次骑行行为的总次数；通过对比提取出各路段最大骑行次数值及其第二标准时段，并赋值给各对应路段骑行空间的面要素；展示各路段最忙碌的时段及忙碌程度。
41.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的城市建成区内共享单车出
行展示方法的步骤。
42.本发明产生的有益效果是：通过对共享单车的数据进行分析，更加精准的获取有效的停车数据和骑行行为数据，然后利用这些数据与空间相结合，进行停放点展示和骑行路段展示，同时对停放点进行了分类，对路段进行了忙碌程度的展示，不仅提升了数据利用的有效性，还能够辅助建成区慢行交通空间改造类规划项目。
附图说明
43.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
44.图1是本发明一实施例的有效骑行数据导入流程图。
45.图2是本发明一实施例的publicspacelayer、roadlayer图层要素示意图。
46.图3是本发明一实施例的roadlinelayer图层要素示意图。
47.图4是本发明一实施例停放点展示流程图。
48.图5是本发明一实施例骑行路段展示流程图。
具体实施方式
49.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
50.本发明提供一种城市建成区内共享单车出行展示方法，包括以下步骤：
51.s1、数据采集及分析：
52.数据采集：按数组a＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}采集共享单车的数据，其中数组a的停放时间以预设的第一标准时段为间隔；每一项均反映出单个共享单车的单次停放情况。数组a不便于高效分析，需要进行有效的停放点数据处理。
53.获取有效停放点数据：拉取数组a内的相关数据，形成新的数组b
t
＝{(停放经度,停放维度,停放时间)
……
(停放经度,停放维度,停放时间)}，其中t代表一个历史日内某个第一标准时段，b
t
为该第一标准时段t下所停放的单车数据；本实施例以一分钟为第一标准时段，也可选用其它时间段。
54.本实施例中，将数组b的数据录入sql数据库1，共t张表，每张表结构需固定，格式可如下表：
55.字段名称字段类型字段格式中文描述parking_timedatetimeyyyy-mm-ddhh:mm标准时段parking_lonfloat-停放经度parking_latfloat-停放纬度
56.获取有效骑行行为数据：
57.因为单车的gps信息在不同时间点可能出现微小误差，以及用户骑行时发现单车无法用于骑行行为而放弃车辆的情况，因此需要首先筛选出历史数据中，发生有效骑行行为的数据。
58.如图1所示，预设最低骑行速度v，本实施例参照北京清华同衡规划设计研究院和
摩拜单车共同发布的《2017年共享单车与城市发展白皮书》，取报告中最低骑行速度v，约为6.5km/h。
59.遍历数组a，提取同一单车编号的两个相邻停放时间的位置数据，例a[a]与a[b]，时间差为δt。
[0060]
绘制并提取出该单车在这两处位置数据之间沿道路的理论骑行距离s，若s＜δt*v，则认为这两处位置数据之间的骑行无效，剔除前一停放时间的数据；如此构成新的数组a’。
[0061]
预设第二标准时段，本实施例以一小时作为第二标准时段，也可设置其它时间间隔。以第二标准时段作为时间间隔，拉取数组a’对数据，形成二维数组c＝{cp1,
……
,cpn}，cpi＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}，p1-pn为一个历史日内的第二标准时段编号，其中cpi表示一个历史日内第i个第二标准时段下所停放的单车数据。
[0062]
将数组c的数据录入sql数据库2，共p张表，其结构需固定，格式可如下表：
[0063]
字段名称字段类型字段格式中文描述bike_timedatetimeyyyy-mm-dd hh标准时段bike_idvarchar-单车编号bike_lonfloat-停放经度bike_latfloat-停放纬度
[0064]
s2、城市地图数据导入：
[0065]
完成地图数据，通过arcgis server进行发布，在webgis系统中进行链接。导入的城市地图数据包括：publicspacelayer图层，表示包含建筑前区用地及人行道用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，如图2所示，包含相应地段内的现状专用停车面积字段，作为可停车空间数据；roadlayer图层，表示不包含人行道的道路用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，作为骑行空间数据；roadlinelayer图层，作为道路网络数据，如图3所示。
[0066]
s3、停放点展示：本实施例中，停放点展示部分采用时间滑块，可以展示不同时段内单车停放情况；分析可停车空间上的单车使用情况，以得到各段空间最大瞬时单车停放量，进行重点停放点分析。可通过arcgis自定义工具发布到arcgis server，结合采用javascript工具完成。具体的分析方案如下：
[0067]
3.1将单车停放数据与地理空间结合：
[0068]
将s1得到的数组b
t
和二维数组c，与s2的可停车空间数据和骑行空间数据，进行叠加分析，分别统计与可停车空间数据或骑行空间数据各自存在空间连接的数据总量，分别赋值给相应的可停车空间数据或骑行空间数据的各个面要素。
[0069]
3.2对地理空间中的各标准时段停放数据进行统计，并提取最大瞬时单车停放量：
[0070]
遍历面要素携带的总量数据进行对比，只保留不同标准时段内统计结果中最大值。
[0071]
3.3为解决数据偏差和部分用户停车不规范导致的可停放空间数据缺失，将骑行空间上的数据统一于可停放空间内：
[0072]
对可停车空间数据与骑行空间数据中各面要素进行空间分析，依据共享边的面邻
接关系，将相邻的两类空间面进行链接，最终将骑行空间数据携带的统计结果加到可停放空间数据的统计结果内。
[0073]
3.4针对每个可停车空间，计算理论停放面积，与实际面积比较分析，根据比较结果对可停车空间进行分类标注和展示。
[0074]
如图4所示，依据《停车场规划设计规则》规范计算停放当前数量单车所需的理论面积(1.51平方米/辆)，并与当前实际的可停放空间面积比较，将空间分类标注，类别为理论面积大于实际面积、理论面积小于实际面积。具体为：预设每辆单车停放所需面积，针对每个可停车空间、各第一标准时段内，根据所停单车数量，计算理论停放面积，与该可停车空间的实际面积比较，若理论停放面积大于该可停车空间的实际面积，则将该可停车空间作为重点停放点，否则作为一般停放点。
[0075]
s4、骑行路段展示：与s3类似，采用时间滑块，可以展示不同时段内，城市道路上的单车路径情况；分析各段骑行空间上的单车骑行情况，以得到各段空间骑行交通流量，从而展示骑行忙碌的路段及相应时段。可通过arcgis自定义工具发布到arcgis server，结合采用javascript工具完成，如图5所示，具体数据分析方案如下：
[0076]
4.1提取各第二标准时段内的单车轨迹数据。
[0077]
分别对数据库2中各表内的数据，利用城市道路网络数据，绘制出单车连续的理论最优骑行路径，提取各标准时段的轨迹数据。
[0078]
4.2将单车轨迹数据与地理空间结合：
[0079]
分析单车轨迹数据与骑行空间数据的空间关系，切割与骑行空间数据存在包含关系的单车轨迹数据线要素，统计各路段内出现单次骑行行为的总次数；通过对比提取出各路段最大骑行次数值及其第二标准时段，并赋值给各对应路段骑行空间的面要素。
[0080]
所述的线要素和面要素是gis对于矢量的线和面的固定称谓，其中包含了矢量的线和面的数据。
[0081]
4.3展示各路段最忙碌的时段及忙碌程度。
[0082]
本实施例中，在地图中各段骑行空间上标注出最大的骑行流量，并生成相关表格以服务未来规划分析工作，表格格式为：
[0083]
道路段编号最大骑行流量忙碌时段
ꢀꢀꢀ
[0084]
本发明还提供一种城市建成区内共享单车出行展示系统，包括：
[0085]
数据采集及分析模块，用于按数组a＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}采集共享单车的数据，其中停放时间为预设的时间间隔；获取有效停放点数据：以所述停放时间为第一标准时段，拉取数组a内的相关数据，形成新的数组b
t
＝{(停放经度,停放维度,停放时间)
……
(停放经度,停放维度,停放时间)}，其中t代表一个历史日内某个第一标准时段，b
t
为该第一标准时段t下所停放的单车数据；获取有效骑行行为数据：预设最低骑行速度v；遍历数组a，提取同一单车编号的两个相邻停放时间的位置数据，时间差为δt；绘制并提取出该单车在这两处位置数据之间沿道路的理论骑行距离s，若s＜δt*v，则认为这两处位置数据之间的骑行无效，剔除前一停放时间的数据；如此构成新的数组a’；预设第二标准时段，拉取数组a’对数据，形成二维数组c＝{cp1,
……
,cpn}，cpi＝{(单车编号,停放经度,停放维度,停放时间)
……
(单
车编号,停放经度,停放维度,停放时间)}，p1-pn为一个历史日内的第二标准时段编号，其中cpi表示一个历史日内第i个第二标准时段下所停放的单车数据；
[0086]
城市地图数据导入模块，用于导入城市地图数据，且导入的城市地图数据包括：publicspacelayer图层，表示包含建筑前区用地及人行道用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，包含相应地段内的现状专用停车面积字段，作为可停车空间数据；roadlayer图层，表示不包含人行道的道路用地的polygon数据，以各地块沿街面分段，作为骑行空间数据；roadlinelayer图层，作为道路网络数据；
[0087]
停放点展示模块，用于将单车停放数据与地理空间结合，对地理空间中的各标准时段停放数据进行统计，并提取最大瞬时单车停放量，将骑行空间上的数据统一于可停放空间内，针对每个可停车空间，计算理论停放面积，与实际面积比较分析，根据比较结果对可停车空间进行分类标注和展示；
[0088]
具体的，将得到的数组b
t
和二维数组c，与可停车空间数据和骑行空间数据，进行叠加分析，分别统计与可停车空间数据或骑行空间数据各自存在空间连接的数据总量，分别赋值给相应的可停车空间数据或骑行空间数据的各个面要素；遍历面要素携带的总量数据进行对比，只保留不同标准时段内统计结果中最大值；对可停车空间数据与骑行空间数据中各面要素进行空间分析，依据共享边的面邻接关系，将相邻的两类空间面进行链接，最终将骑行空间数据携带的统计结果加到可停放空间数据的统计结果内；然后展示；
[0089]
骑行路段展示模块，用于提取各第二标准时段内的单车轨迹数据，并与地理空间结合，分析单车轨迹数据与骑行空间数据的空间关系，切割与骑行空间数据存在包含关系的单车轨迹数据线要素，统计各路段内出现单次骑行行为的总次数；通过对比提取出各路段最大骑行次数值及其第二标准时段，并赋值给各对应路段骑行空间的面要素；展示各路段最忙碌的时段及忙碌程度。
[0090]
本发明提供的城市建成区内共享单车出行展示系统，可作为系统平台，各功能模块对gis数据具备良好兼容性，可以快速导入不同城市区域的基础数据，以自动化程序开展相关的数据分析展示工作，对比现有技术需要专业人员开展而言，更为易用、高效，更科学的利用共享单车数据辅助规划分析工作。
[0091]
本发明提出了有效数据筛选方案、数据与空间结合的方案，可以提升数据利用的有效性，使其在规划中的利用方式进一步科学、准确。
[0092]
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的城市建成区内共享单车出行展示方法的步骤。
[0093]
本发明中有效数据的筛选可独立成方案，对数据进行了有效筛选，提升了数据利用的有效性；停放点的展示和骑行路段的展示也可独立成方案，分别进行了停放点、骑行路段的数据分析及展示；本发明将以上结合到一起，成为更加全面的系统平台，分析城市建成区内不同时段共享单车出行规律，以辅助建成区慢行交通空间改造类规划项目。
[0094]
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。