CN1975801B

CN1975801B - 一种城市交通信息服务系统

Info

Publication number: CN1975801B
Application number: CN200610156129.7A
Authority: CN
Inventors: 冯鲁民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2026-12-29
Also published as: CN1975801A

Abstract

本发明提出一种既可以自动采集道路交通信息，又可以完成基于当前位置，选择最短行驶时间路线的系统。该系统由系统中心和安装在车辆上的车载终端构成，无需在道路上建设任何信息发布和信息采集装置，车载终端只需向系统中心传送本车经过信息采集点时的位置信息和时刻信息，而系统中心只需向车载终端传送路段平均通过时间，就可以为驾驶员的出行提供行驶时间最短的行驶路线。系统中心发送的平均通过时间甚至还考虑到了路口交通信号灯对交通的影响。当系统中心向车载终端更新交通信息时，车载终端可以根据车辆当前的位置和全局交通态势，动态地为驾驶员选择当前最佳的行驶时间最短的行驶路线。

Description

一种城市交通信息服务系统

技术领域

本发明涉及一种基于路径行驶时间与车辆导航相结合的交通信息服务方法及系统。

背景技术

使用包括电子地图+GPS的车载终端进行路线导航，筛选到达目的地的最短行驶路线的寻路算法技术已经为世所公知，该技术已经发展到当车辆驶离预定行驶路线时，可以根据车辆的当前位置，重新选择一条到达目的地的新路线。但这种技术只能进行地理导航，不能将城市交通中常用的交通信息与地理导航结合在一起选择最佳行驶路线。

中国专利200410045137.5提出一种在既往交通信息基础上获取最短行驶时间路线的方法，但该方法不涉及交通信息采集技术，因此其所采用的信息源是来自于交通管理部门的交通检测设备。

中国专利031089753.7提出了一种智能交通系统。该发明提出了一种智能交通系统的架构，涉及自主采集交通信息以及在一个单一的技术平台上完成不停车收费、车辆动静态导航、停车场引导等功能。以往智能交通系统可以称为硬基智能交通系统(HITS：Hard-baseIntelligent Transportation System)，而该发明由于无需建设路面检测设备，而是采用了基于软件操作来采集每个个体车辆的信息，节省了大量的建设成本，因此称之为软基智能交通系统(SITS：Soft-base Intelligent Transportation System)。

本发明是SITS中信息服务方式的一种特例。

发明内容

本发明提出一种既可以自动采集道路交通信息，又可以完成基于当前位置，选择最短行驶时间路线的方法和系统。该系统由系统中心和安装在车辆上的车载终端构成，无需在道路上建设任何信息发布和信息采集装置，车载终端只需向系统中心传送本车经过信息采集点时的位置信息和时刻信息，而系统中心只需向车载终端传送路段平均通过时间，就可以为驾驶员的出行提供行驶时间最短的行驶路线。系统中心发送的平均通过时间甚至还考虑到了路口交通信号灯对交通的影响。当系统中心向车载终端更新交通信息时，车载终端可以根据车辆当前的位置和全局交通态势，动态地为驾驶员选择当前最佳的行驶时间最短的行驶路线。其特征在于：

在车载终端内的电子地图中的路段属性类别中，为路段平均通过时间增加一个属性记录；

在车载终端内的电子地图中，除在路口周边实际存在的路段之外，还需要为与该路口相关的两个相邻路段之间接续行驶所需要的道路，增加作为附加路段的路段记录；

该附加路段在信息处理上与实际存在的路段具有相同属性；

为了避免统计失效，系统中心在电子地图中的封闭路段上，至少设置一个信息采集点，或在其首末两端各设置一个信息采集点；所述封闭路段是指在该路段首末端之间，没有任何可供车辆脱离该路段的出入口；

系统中心将所有信息采集点信息发送至车载终端；

车载终端在经过信息采集点时，信息采集点信息中的位置信息与移动定位装置输出相符，这种现象将使车载终端向系统中心传送本车当时的交通状况。这种技术的原理已经在中国专利031089753.7中进行了描述；

所述本车当时的交通状况至少包括本车经过信息采集点的位置信息。在返回的本车交通信息中，通常还应包括时刻信息，但如果系统中心具有将收到的返回信息立即打上时刻标记的能力，那么在返回信息中可以不再包括时刻信息。这样可以节省系统通讯成本；

系统中心获取的某车辆通过路段两端的时刻信息后，经处理后得出该路段本车的通过时间；

系统中心将同一时间段中通过该路段所有车辆的通过时间进行统计处理后，得到该路段的平均通过时间，并将其作为车载电子地图中路段的属性发布给车载终端；

车载终端在收到路段的平均通过时间信息后，可在寻路算法中与组成预定路线的所有路段的平均通过时间信息进行累积，从而得到本车既定路线的预期行驶时间。这个过程与现有的寻路算法对路线里程的积分过程相同；

系统中心将某车辆通过前一路段末端的时刻，与该车驶进入当前路段首端时刻相减，就可以获得这两个路段之间所需要的时间；

系统中心将同一时间段中通过该两路段之间所有车辆的通过时间进行统计处理后，得到该路段的平均通过时间，并将其作为车载电子地图中路段的附加属性发布给车载终端；

当系统中心更新路段的平均通过时间信息时，车载终端将根据本车当前位置，在车载终端的电子地图上重新为本车选择到达目的地的最短行驶时间的路线；

将两个路段之间的转弯或接续行驶道路，在技术处理上作为封闭路段对待，因此需要在电子地图上，在实际存在的封闭路段之间，按实际交通状态增加所需的附加路段；

当系统中心更新路段的平均通过时间信息时，车辆的车载终端将根据本车当前位置，在电子地图上重新为本车选择到达目的地的最短行驶时间的路线。

附图说明

附图示例了路段及附加路段信息采集点。

其中：

A点是一个封闭路段AB的首端信息采集点；

B点是一个封闭路段AB的末端信息采集点；

C点是一个右转附加路段BC的末端信息采集点；

D点是一个直行附加路段BD的末端信息采集点；

E点是一个左转附加路段BE的末端信息采集点；

F点是一个调头附加路段BF的末端信息采集点，同时也是封闭路段FG的首端信息采集点；

G点是一个封闭路段FG的末端信息采集点；

Xa～Xg，Ya～Yg是在A～G点采集的卫星定位系统坐标；

优选实施例

系统由系统中心和至少一个配有电子地图+移动定位装置的车载终端组成。车载终端上至少还配有CPU以运行寻路算法软件，配有指令存储器以存储信息采集点信息，配有电子语音装置以向驾驶员播放路线语音形式的转向指令。

移动定位装置可以采用现有一切可以由运动载体获取其运动坐标的移动定位技术制成。目前广泛采用卫星定位系统，比如美国GPS、俄罗斯Glonass、我国的北斗定位系统，以及欧洲未来的Galileo系统的终端装置。

除此而外，其他的定位技术也可以组合在车载终端的定位装置中，比如RFID读取设备装置。RFID定位装置在车载终端上的应用已经在中国专利02104395.7中描述。

在系统中心和在安装在车辆上的车载终端的之间，采用移动通讯网络进行信息连接，移动通讯网络可以采用GPRS或CDMA。

在车载终端内的电子地图中的每一个路段的属性类别中，增加一个属性记录作为平均通过时间，以便存储系统中心发布的路段的平均通过时间。该属性的设置方法与该路段的路程长度属性相当。在现有寻路算法中，可以利用路段路程长度属性对路线进行里程长度的积分，得到路线的总长度，为选择最短路线提供判据。

系统中心是一个计算机信息处理系统。该系统可以在其电子地图界面中，为每个路段至少设置一个信息采集点，或在每个路段的两端各设置一个信息采集点。为了避免统计方法失效，这些路段应该是一个在路段两端之间没有出入口的封闭道路。系统中心将所有路段的信息采集点信息发送至所有车载终端。

信息采集点信息包括该信息采集点的位置信息及需要返回的交通信息类别。有关信息采集点的信息已经在中国专利031089753.7中进行了描述。简单地说，该信息采集点使车辆能够在定点位置向系统中心报告本车的交通状况，这与现行采用轨迹的方式，得到个体车辆在特定路段上的交通状态的方法相比，具有通讯成本低和效率高的特点。

安装车载终端的车辆可以在所有信息采集点位置上，经移动通讯网络向系统中心发送本车当前交通信息，所述交通信息至少包括位置信息和时刻信息。但如果系统所在的应用地区通讯信号很好，交通信息的传送不会出现明显延迟，

系统中心在接收到这些信息后，会在电子地图的定义中，根据信息中的位置信息，判断某特定车辆所在的路段，并将该车辆在该路段两端触发的时刻信息相减，得到该车辆通过该路段的时间。系统中心将其他经过同一路段的车辆，在同一时间段内返回的同类信息进行统计处理，得到该路段的平均通过时间。

同理，所有路段的平均通过时间都可以采用这种方法获得。

两个相邻路段之间的通过时间也可以用这种方法获得。也就是说，系统中心将某车辆通过前一路段末端的时刻，与该车驶入当前路段前端时刻相减，就可以获得这两个路段之间所需要的时间。这种通过时间参数，也可以用以评价交通信号灯的运行周期对路口交通的影响。

两个路段之间的通过时间将作为路段的附加属性，由系统中心传送给车载终端。车载终端内的电子地图中，还需要建立附加路段以存放这个附加属性。这个附加路段是一个路段向另一个路段接续行驶或转向行驶所经过的道路。也就是说，两个相邻路段之间的转弯或接续行驶部分道路，在技术上也作为一个独立的封闭路段来处理。

比如，在电子地图中的一个具有交通信号灯和中央隔离带的十字路口，有四条实际存在的主封闭路段。但是为了处理两个相邻主封闭路段之间的通过时间，在电子地图中同时还设置了16条附加路段，其中每个主封闭路段接续这四个附加路段。这也对应着每个路段的末端都有四个行驶方向可选，如附图所示。这些附加路段分别代表在每一个主封闭路段末端，如路段AB的末端B，都接续着执行左转BF、直行BD、右转BC和调头BG方向的单行路段。每一个附加路段在技术上都可以当作独立的封闭路段来处理。这里所述的封闭路段和附加路段，都是指只能单行方向行驶的路段。

进一步举例说明的是，在一个没有交通信号灯的“Y”型路口，位于路口中央的位置信息可以分别作为一个路段的末端位置信息和两个路段的首端位置信息。因此，这个位置信息可以作为信息采集点中的位置信息服务于三条封闭路段。

在实际使用中，当车辆在立交桥正下方或侧下方的辅路上行进时，行驶在立交桥下以及立交桥侧下方辅路上车辆，可能会将位于立交桥上和桥下的信息采集点都触发。反之，位于桥上的车辆也会误触发位于桥下以及立交桥侧下方路段上的信息采集点。

这种现象来源于卫星定位系统的误差。很多在双层交通实施上行驶的车辆都将为系统中心的对其位置的识别带来此类问题。GPS的水平精度约10米，高度约20米。这使得系统中心不易判别出该车究竟是在桥下行驶还是在桥上行驶，从而对正确计算路段通过时间产生困难。这种困难将导致系统中心无法准确地获取立交桥及其相邻路段的平均通过时间。

利用现有技术解决该问题的办法是，将采用RFID芯片制作的地标分别放置在桥上、桥下及辅路上路段的每个车道内，并将本应放在这些位置的信息采集点信息中的位置信息，分别用放置在特定位置上的RFID芯片的序列号代替。由此可以得出这样的结论：信息采集点信息中的位置信息，其形式与所采用的定位技术有关。

这样，当车载终端中的RFID设备读取路面地标中的RFID芯片时，将触发与之相关的信息采集点操作，使得系统中心得到该序列号，以及读取该序列号时的时刻信息。该序列号在系统中心中将被预先定义为特定车道，而该车道将在系统中心中的数据库中被进一步确切定义为是在桥上的车道还是在桥下的车道，以区别车辆到底是那个车道内行驶，而该车道是在桥上还是在桥下。未来水平精度＜1米、高度精度＜2米的卫星定位系统将彻底解决这个问题。

为了避免车载RFID读取设备的射频污染，该设备应该在无RFID地标的区域处于关闭状态。可以在接近RFID地标前，由其他定位装置的输出，判断是否到达RFID地标的区域，决定启动RFID读取设备的时机。当其他定位装置判断脱离RFID地标附近区域时，车载终端将关闭RFID读取设备。

系统中心在得出所有路段的平均通过时间后，将其分别作为车载电子地图中相应路段的属性发布给所有车辆的车载终端。

当驾驶员在车载终端上输入起迄地点名称后，车载终端的导航功能将在每个搜寻到的路段上，按平均通过时间属性对各个路段进行积分。如同按里程属性进行积分一样，车载终端将按照平均通过时间的积分结果来选择最佳行驶路线。

当系统中心更新所有路段的平均通过时间信息后，车载终端将根据本车当前位置，在电子地图上重新为本车选择到达目的地的最短行时时间的路线。

如果现行路线不同于重新选择的路线，车载终端将通知驾驶员预定行驶路线方案发生变更的信息。

在路口的交通中，通常接续行驶所需要的通过时间数值，按从大到小的顺序排列，分别是左转、直行、调头和右转。因此，车载终端按照这种方法得到的最短行驶时间路线，因左传车道交通过程耗时较多，在由车载终端选定的最短行驶路线中存在的可能性较低，因此，最终确定的最佳行驶路线不太可能是曲曲弯弯的多折路线，而更大可能是以直行路口居多加必要的右转路口的行驶路线。驾驶员通常也不愿意在行驶路线中自发地选择左转路口。

系统中心只是将所有路段的平均通过时间发送给车载终端，而并没有代替车载终端或驾驶员做出道路选择的决定，或者对这种决定的评价。即使是目的地相同的车辆，由于在同一时刻他们各自所处的位置不同，车载终端为它们引导的最短行驶时间的路线也不同。

如果一个在途车辆在拥堵区域面前还具有机会路口。车载终端就会引导它避开前方的拥堵。但如果穿过拥堵区域所花费的时间代价小于在机会路口的“逃生”成本，车载终端会“勇敢”地引导驾驶员穿过拥堵区域。

这种将交通信息服务与路线导航相结合的方法和系统，对城市车辆的使用非常适合。驾驶员，尤其是对于方向感很差的人士，无需聆听道路交通信息，无需熟悉路网中的地名，就可以在车载终端播出的关于前方路口如何转向的语音提示内容中，得到解决最佳行驶路线的方法。这个方法解决了在无需了解当前整体交通态势下，驾驶员如何获得有利于自己的最佳行驶路线的问题。

另外，本发明无需使用以地图形式显示交通态势，而是采用将所确定的最短行驶时间路线，以语音提示前方路口是否需要进行转向操作的方式，为驾驶员指示导航路线。因此本发明的另一个优点是，车载终端可以采用无显示屏配置的形式。这种车载终端将具有功能相同但成本更低的优势。

当然，这并不意味着这种方法将排斥采用显示屏显示电子地图的形式。同样，本发明及本优选实施例所述的方法和技术措施并不意味着本发明的技术局限。比如系统中心与车载终端的通讯方面，可以采用目前广泛使用的公共移动通讯系统提供的资源，也可以在二者之间的双向通讯链路上，采用不同的通讯系统资源。类似的技术方案取舍，总是以当地运营成本的水平、现有技术状态和系统所需技术性能来决定的，而与本发明的技术局限无关。

Claims

1.一种交通信息服务系统，由系统中心和至少一个安装在车辆上的车载终端组成，系统中心是一个计算机软件处理系统，依靠移动通讯系统网络与车载终端建立数据通讯关系，车载终端中至少配有CPU、存储器、移动定位装置、电子地图、电子语音装置，其特征为：

系统中心在电子地图中的路段上，至少设置一个信息采集点，或在其首末两端各设置一个信息采集点；

系统中心将所有信息采集点信息发送至车载终端；

车载终端在经过信息采集点时，信息采集点信息中的位置信息与移动定位装置输出相符，这种现象将使车载终端执行一个信息采集点操作；

所述信息采集点操作是向系统中心传送本车当时的交通状况；

车载终端接收来自系统中心的路段平均通过时间，并将其存储在电子地圈中的路段属性记录中，该电子地图是配置在车载终端内的；

该平均通过时间，是系统中心根据交通状态信息统计得出的，该交通状态信息是车载终端在经过信息采集点时向系统中心传送的。

2.如权利要求1所述的交通信息服务系统，系统中心在获取路段平均通过时间的方法方面，其特征为：

系统中心将同一时间段中通过该路段所有车辆的通过时间进行统计处理后，得到该路段的平均通过时间，并将其作为车载电子地图中路段的属性发布给车载终端。

3.如权利要求1或2所述的交通信息服务系统，系统中心在获取相邻两个路段之间的平均通过时间的方法方面，其特征为：

系统中心将同一时间段中通过该两路段之间所有车辆的通过时间进行统计处理后，得到该路段的平均通过时间，并将其作为车载电子地圈中附加路段的属性发布给车载终端。

4.如权利要求1或2所述的交通信息服务系统，车载终端在获取路线预定行驶时间的方法方面，其特征为：

车载终端将组成预定行驶路线的所有路段的平均通过时间信息进行累积，从而得到本车预定路线的预期行驶时间，并以此作为选择最短行驶时间路线的判据。

5.如权利要求1或2所述的交通信息服务系统，当系统中心更新路段平均通过时间属性时，车载终端重新选择最短行驶路线的方法方面，其特征为：

当系统中心更新路段的平均通过时间信息时，车载终端将根据本车当前位置，在车载终端的电子地图上重新为本车选择到这目的地的最短行驶时间的路线。

6.如权利要求2所述的交通信息服务系统，系统中心在获取相邻两个路段之间的平均通过时间的方法中，为解决关于立交桥的双层交通所带来的识别问题方面，其特征为：

在桥上或桥下车道路面上分别放置不同的RFID地标，并以其用连接在车载终端上的读取装置可读取的序列号作为位置信息，构成信息采集点信息；

当车载终端读取到某RFID地标的序列号时，将触发与之相关的信息采集点操作。

7.如权利要求6所述的交通信息服务系统，所述系统中心在获取相邻两个路段之间的平均通过时间的方法中，为读取RFID地标避免射频污染方面，其特征为：

只有在到达RFID地标所在区域时，车载终端才开启RFID读取设备。