CN101188063A - 交通信息提供装置及系统、交通信息的发送及请求方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的交通信息提供装置(10),将路段对特征空间的映射范数设为用于判断可否弥补的指标,事先进行过滤,将不能弥补的路段通知给探测终端(20),从探测终端(20)将实测探测数据作为优先上载对象进行收集。通过事先构筑严格区别相关低的路段的组成,从而对应弥补数据实现探测数据提供区域的覆盖率的扩大。
Description
技术领域
本发明涉及实时地推断并弥补探测数据(交通信息)的缺陷,并能向探测终端提供完善的推断弥补信息的交通信息提供装置、交通信息提供系统、交通信息的发送方法、及交通信息的请求方法的技术。
背景技术
交通信息服务的作用是:向驾驶者通知拥堵位置,以最佳的路径进行引导,并估算所需时间。从社会的观点出发,期待通过有效活用有限的道路资源,改善供需平衡,从而达到环境负荷的降低以及因拥堵带来的经济损失的抑制等效果。
最初的交通信息服务是从提供特定的道路区间的现状信息开始的,但目前为止形态趋于多样化。该多样化的方向被分为两大类。一类是称作预测信息的提供的这种时间方向的扩展,其通过利用预测信息,即使在长距离的移动或长期的配送计划中也能选择最佳的路径和估算所需时间。另一类是通过探测车扩大交通信息区域的提供,即空间方向的扩展,其目标是:通过对已有的路上传感器没有被覆盖的道路(路段:link)也收集、提供交通信息,从而确立更有效的服务。
这里所说的交通信息例如是指相应的路段的行程时间。
在探测车系统中由于车辆自身是传感器,所以如VICS(VehicleInformation and Communication System:登记商标)等那样能收集不依靠路上基础设施的交通信息,能从原理上提供全部道路的交通信息。但是,由于作为传感器的车辆的行驶位置以及将探测数据(从探测车发出的数据)发送给探测数据中心的时刻是随机的信息,所以其信息品质与由路上传感器收集的连续的数据有较大不同,在空间和时间上含有较大欠缺。
例如,当探测车的台数在全国为10万台的情况下,探测车能取得的时间密度是,平均每个路段每小时1次左右。将此用作与当前路上传感器同等的5分钟周期的数据,在此基础上时序列上的欠缺率达到8成~9成以上。这样,为了将疏散的探测数据活用做路上传感器的互补的信息源,需要某种数据弥补技术。
作为根据由路上传感器收集的交通信息弥补其他路段的交通信息的技术,例如公知以下技术:根据与交通信息欠缺的路段连接的上游以及下游的路段、或并行的路段的交通信息,来推断交通信息欠缺的路段的交通信息(例如参照专利文献1)。
另外还公知以下技术:根据过去探测数据生成表示多个路段中的路段间的相关关系的特征空间,并根据其欠缺将现状的探测数据映射到特征空间,由此进行欠缺的路段的交通信息的推断和弥补。通过特征空间映射进行推断和弥补的优点是:通过将交通信息分解为在多个路段之间相关的某成分,并按照该成分进行弥补数据的计算以及合成,由此能实现活用了过去的探测数据中包含的多样的相关信息的弥补处理(例如参照专利文献2以及非专利文献1)。
专利文献1:特开平7-129893号公报(段落【0012】~段落【0038】图1)
专利文献2:特开2005-64767号公报(段落【0007】、图1)
非专利文献1:信息处理学会研究报告『高度交通系统』、熊谷正俊著,No.20,2005年3月
但是,根据所述的专利文献1中公开的技术,当欠缺值占探测数据的数据序列的比率(欠缺率)高时,存在不能得到探测数据的路段。因此,使用这样的探测数据不能推断多个路段间的交通信息。即,在探测数据的欠缺率高时(现状的交通信息中欠缺的路段多时),产生作为对象的路段的周边路段的交通信息完全不明了的状况很多,因此不能从周边路段来推断弥补。另外,即使从周边的路段推断某路段的交通信息,在路段的连接关系复杂的区域,存在推断精度显著降低,推断信息远远背离现状的交通信息的问题。
另外,若统计利用过去的探测数据则即使在欠缺率高的情况下也能进行推断,但由于统计处理后的探测数据是过去的数据,其并非能显示当前的状况。
另一方面,在专利文献2或非专利文献1中公开的技术中,根据过去蓄存的探测数据、和在作为对象的路段以外的路段中收集的现状的探测数据,基于预先计算出的路段间的交通信息的相关,来推断没有收集现状的探测数据(现状探测数据:现状交通信息)的路段(现状的交通信息欠缺的路段)的交通信息,由此进行推断弥补。
另外,由于在不用严格区别相关高的路段和低的路段的情况下进行推断弥补,所以就相关低的路段而言,弥补运算不稳定,结果特定路段的信息包括现状与推断弥补,容易欠缺。进一步,由于根据推断弥补处理的结果即结果论只能判断相关的高低,所以存在以下问题:在推断弥补处理结束后对相关低的路段不能将其用于推断弥补,不能高效实现交通信息提供区域的覆盖率的扩大。
这里,路段的连接关系是指实际的路段的连接,路段的相关是指某路段的交通信息对其他路段的交通信息的影响。例如是指:若某路段A的交通信息(例如行程时间)增减,则伴随于此其他的路段B的交通信息也增减时,路段A的交通信息和路段B的交通信息具有相关。另外,在路段B的交通信息的增减、与路段A的交通信息的增减独立,即没有关系时,路段A的交通信息和路段B的交通信息没有相关(无相关)。
以后,将路段间的交通信息的相关的有无或高低适当记载为路段的相关(路段相关)的有无或高低。
发明内容
本发明正是为了解决上述课题而作出的发明,其目的在于提供交通信息提供装置、交通信息提供系统、交通信息的发送方法、及交通信息的请求方法,通过事先构筑严格区别相关低的路段的结构,从而与推断弥补(也仅称作弥补)的数据相应地实现信息提供区域的覆盖率(区域覆盖率)的扩大。
即,本发明的目的是:通过将路段对特征空间的映射范数(norm)设为用于判断可否推断弥补的指标,从而能事先判断路段相关的高低,另外,通过提高相关低的路段的数据收集优先度,从而实现信息提供区域的覆盖率的扩大。
为了解决上述课题,本发明的交通信息提供装置,根据伴随欠缺的交通信息历史记录生成表示多个路段的相关关系的特征空间,并将现状交通信息映射到该特征空间中,通过来自特征空间的逆映射,根据从交通信息历史记录分析的相关关系,进行现状交通信息的推断弥补,该交通信息提供装置被构成为:将路段对特征空间的映射范数设为用于判断可否弥补的指标,事先进行过滤,将不能弥补的路段通知给探测终端,从探测终端将该路段的现状交通信息作为优先上载对象进行收集。
发明效果
根据本发明,通过将路段对特征空间的映射范数设为用于判断可否弥补交通信息的指标,从而能事先判断路段的相关的高低,另外,通过提高相关低的路段的数据收集优先度,来实现信息提供区域的覆盖率的扩大。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的交通信息提供装置的内部构成的框图。
图2是以多个基底表现探测数据的示意图。
图3是在特征空间坐标上表现各个基底的示意图。
图4是表示第一实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
图5是表示第二实施方式所涉及的交通信息提供装置的内部构成的框图。
图6是表示第二实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
图7是表示第三实施方式所涉及的交通信息提供装置的内部构成的框图。
图8是表示第三实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
图9是表示第二实施方式中的部分基底的提取处理的示意图,(a)是表示过滤前的特征空间基底的示意图,(b)是将过滤后的部分基底分别与每个路段对比来表示的示意图。
图10是示意性表示现状信息和统计信息的合并方法的图,(a)表示每个路段的现状信息、(b)表示统计信息、(c)表示输入到合成系数运算装置的统计信息和合并后的信息的关系。
图11是表示交通信息提供系统的第一实施方式所涉及的系统构成一例的图。
图12是表示第一实施方式所涉及的交通信息提供系统的动作的流程图。
图13是表示交通信息提供系统的第二实施方式所涉及的系统构成一例的图。
图14是表示第二实施方式所涉及的交通信息提供系统的动作的流程图。
图中:10、10a-交通信息提供装置(探测中心服务器);11、21、31、101-过去探测数据数据库12、22、32、102-过滤用基底运算装置13、23、33、103-映射范数运算装置14、24、34、104-相关过滤器15、35-弥补用基底运算装置;16、26、36-合成系数运算装置17、27、37-交通信息推断装置;20、20a-探测终端;25-部分基底运算装置30-通信网络;105、202-现状探测数据数据库;106-上载请求装置;201-弥补对象路段一览表存储装置;203-上载过滤器。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式所涉及的例如设置于探测数据中心的交通信息提供装置的内部构成的框图。
第一实施方式所涉及的交通信息提供装置包括:作为存储装置的过去探测数据数据库11;作为运算装置的过滤用基底运算装置12;映射范数运算装置13;相关过滤器14;弥补用基底运算装置15;合成系数运算装置16;交通信息推断装置17。
在过去探测数据数据库11中,存储有多个对规定区域的路段所收集的过去探测数据历史记录(交通信息历史记录)。
探测数据历史记录例如由时间戳、路段ID、每个路段的行程时间、速度、拥堵度的相关信息的时序列集合构成。
过滤用基底运算装置12从过去探测数据数据库11取得伴随多个路段欠缺的探测数据历史记录,进行带欠缺值的主成分分析,作为进行了带欠缺值的主成分分析结果,将得到的多个路段中具有相关地变化的交通信息的成分作为与该路段组相关的特征空间的基底(特征空间基底),输出到映射范数运算装置13。关于带欠缺值的主成分分析由于在所述的专利文献2以及非专利文献1中被详细地公开,所以在此省略其说明。
另外,映射范数运算装置13将从过滤用基底运算装置12输出的特征空间基底设为轴向量,而生成表示多个路段的相关关系的特征空间,计算出该特征空间上的映射向量的范数(映射范数)并输出到相关过滤器14。对于特征空间基底在后面描述。这里所说的映射向量是指在以向量来表现作为对象的路段时,将该向量映射到特征空间的向量。例如通过计算以向量表现路段的向量和特征空间之间的角度,使用该角度求得所述的向量的余弦,以此来计算映射范数。
相关过滤器14根据从映射范数运算装置13输出的映射范数判断可否对每个路段推断弥补,生成弥补对象路段一览表并输出到弥补用基底运算装置15。
另外,这里所说的弥补对象路段一览表列举了映射范数超过可弥补的阈值的路段,至少由路段编号、弥补可否模式(0:不可、1:可)(弥补对象路段的信息)构成。详情后述。
另外,弥补用基底运算装置15对过去探测数据数据库11所存储的探测数据历史记录中,作为可弥补的路段而登记在从相关过滤器14输出的弥补对象路段一览表中的路段的探测数据历史记录,进行带欠缺值的主成分分析。然后,弥补用基底运算装置15将带欠缺值的主成分分析的结果、在作为生成的弥补对象的弥补对象路段中具有相关地变化的交通信息的成分设为与该路段组相关的弥补用基底,并输出到合成系数运算装置16和交通信息推断装置17中。
合成系数运算装置16根据从未图示的探测车取得的现状的探测数据(现状探测数据),由通过弥补用基底运算装置15输出的弥补用基底计算合成系数用基底。然后,合成系数运算装置16根据现状探测数据和合成系数用基底,通过加权映射计算针对该合成系数用基底的权重即合成系数,并输出到交通信息推断装置17。
这里所说的合成系数用基底是:仅由弥补用基底的要素中,与现状探测数据中没有欠缺的路段对应的要素构成的基底。
这里,所谓要素是指基底向量的要素(即成分)。例如,若存在由100条路段构成的基底,则与各路段对应的成分成为要素。参照图2在后面详细描述。
交通信息推断装置17基于从合成系数运算装置16输出的合成系数,对通过弥补用基底运算装置15输出的弥补用基底进行线性结合,由此算出用于弥补的交通信息的推断值(推断弥补信息),并发送到车载终端。
另外,关于所述的合成系数运算装置16、交通信息推断装置17,由于在对比文件2中分别以合成强度运算装置104、交通信息推断装置105进行了详细的公开,因此在这里省略说明。
下面,在对图1所示的第一实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作进行说明之前,参照图2对本实施方式中的带欠缺值的主成分分析的基本方法进行说明。图2是以多个基底表现探测数据的示意图。
在图2中,等号的左边以线的粗细表示多个路段(路段1~路段3)的某一瞬间的交通信息(这里为行程时间)的值,等号的右边将所述值表示为多个基底的线性结合。在右边,各个基底分别由(基底W(1)、W(2))各路段中具有相关地变化的交通信息的成分构成,各基底的合成系数无相关地变化。通过这样表示交通信息,从而能通过各基底的合成系数的大小表现多个路段的交通状况的倾向。
例如,若将基底W(1)中的路段1、路段2、路段3各个成分分别设为[111,112,113]=[0.1,0.1,1.0],则在路段1~3的交通信息中包括以“1∶1∶10”的比例关系变化的成分。而且,在基底W(2)中,若将路段1~3各个成分设为[121,122,123]=[1.0,0.1,0.5],则也包括以与先前“1∶1∶10”的比例关系不同的“10∶1∶5”的比例关系变化的成分。
而且,通过以“1∶1∶10”变化的成分的强度(基底W(1)的合成系数a1)、以“10∶1∶5”变化的成分的强度(基底W(2)的合成系数a2),能表现:与路段1和路段2相比,路段3更拥堵;或者路段1拥堵,路段2不堵等,路段1~3的交通状况趋于何种倾向。即,某一瞬间的交通信息可以通过多个基底和合成系数表现。表现这样的路段间的相关关系的基底的变化根据该路段组的交通信息具有的信息量的次数(成分的数量)决定。
此时,各基底的成分为要素。例如,在基底W(1)中,0.1,0.1,1.0分别是要素,各要素对应于路段1、路段2、路段3。
图3是在特征空间坐标上表现各个基底的示意图。
若通过特征空间的观点获得图2所示的基底的方法,如图3所示,各基底是构成特征空间的轴向量,合成系数相当于特征空间中的坐标。即,图2所示的该路段组的某一瞬间的交通信息能通过特征空间的1点近似表现。
相反,即使现状的交通信息如探测数据那样包括大的欠缺,若能将该信息映射到特征空间上的一点,则通过将该特征空间坐标的1点逆映射到原来的交通信息数据空间(以N条路段为轴的N维空间),由此能推断弥补交通信息欠缺的路段。在使用了向这样的特征空间的映射的推断弥补中,由于在按照各多个路段间具有相关的成分来计算推断值,所以具有以下优点,即:能适当地弥补因各种因素引起的复合现象观测到的交通信息。
在图3中,以基底向量Pm(m是1~M的整数)=[pm1,pm2,…pmN]’表示基底m。将该成分标记称作路段坐标系。同样,若以路段坐标系表示,则路段i的单位向量是Ei=[0,0,…,1,0…,0]这种仅第i要素为1,其余要素为0的向量。
此时,对于以基底1~基底M扩展的特征空间(图中带网格的平行四边形),由于基底向量Pm(m=1~M)为正规正交基底,所以路段i的单位向量的映射点Ti由向量Ei和基底向量Pm的内积构成,Ti=[P1,P2,…,PM]’Ei=P’(M维特征空间坐标系)。这里标记为P=[P1,P2,…,PM]。若以N维的路段坐标系表示该映射点,则PTi=PP’Ei。
另外,相关过滤器14也可取代以所述的方法进行过滤,而采用以下所述的方法进行过滤。
若单纯展开映射矩阵PP’的要素(i,j),则为PliPlj+P2iP2j…+PMiPMj,具有PmiPmj作为要素(i,j)的矩阵可表示为PmPm’。由此,能够变形为PP’=P1P1’+P2P2’…+PMPM’。
这里,若使用主成分分析的波谱分解,则路段1~N的数据的协方差矩阵V能分解表示为V≈λ1(P1P1’)+λ2(P2P2’)…+λM(PMPM’)。这里,λM是基底m中数据的方差。该形式只不过是在构成所述的映射矩阵PP’的各基底向量Pm中用方差λm进行了加权的形式。因此,利用波谱分解的该性质,图1所示的相关过滤器14也可以取代使用映射向量PP’Ei的范数(映射范数),使用以方差加权了的映射向量{λ1(P1P1’)+λ2(P2P2’)…+λM(PMPM’)}Ei的范数,对可否进行推断弥补进行过滤。
通过使用所述的主成分分析的波谱分解,能更重视方差大的基底,来进行过滤。
图4是表示第一实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
以下,参照图4所示的流程图,对图1所示的本发明的第一实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作进行详细说明。
首先,过滤用基底运算装置12从过去探测数据数据库11读出探测数据历史记录。读出的对象期间,考虑道路结构的变化或季节的变化、星期的变化、或事故或工程等引起的特殊的拥堵的影响等反映在基底中的影响,可以一周、一个月,任意制定。另外,读出的探测数据历史记录需要与交通信息推断装置17推断的交通信息的种类对应,但路段行程时间和路段的平均速度可以利用路段长相互变换,拥堵度也能根据路段的平均速度估算,因此这里代表性地使用路段行程时间。
然后,过滤用基底运算装置12取得读出的探测数据历史记录进行带欠缺值的主成分分析,作为进行了带欠缺值的主成分分析结果,将得到的多个路段中具有相关地变化的交通信息的成分作为与该路段组相关的过滤用的基底即特征空间基底,将算出的特征空间基底输出到映射范数运算装置13(步骤S401)。
接着,映射范数运算装置13将由过滤用基底运算装置12输出的特征空间基底作为轴向量(轴),生成特征空间,计算将与各路段对应的向量映射到特征空间而得到的映射向量的映射范数,将算出的映射范数输出到相关过滤器14(步骤S402)。所述的映射范数例如可以通过计算以向量表现路段的向量和特征空间之间的角度,利用该角度求得所述的向量的余弦来计算。
相关过滤器14通过比较映射范数和可弥补的阈值,判断可否对各路段进行推断弥补,(步骤S403),判断的结果,生成映射范数超过可弥补的阈值的路段(即成为弥补对象的路段)的一览表即弥补对象路段一览表,并输出到弥补用基底运算装置15。另外,可弥补的阈值根据由过滤用基底运算装置12输出的特征空间基底的数量决定。
下面,对可否推断弥补的判断进行详细说明。
另外,以下根据一般的基底进行说明。
原数据的各样本(时序列上的片段,即某一瞬间的探测数据)能以这些基底的线性结合来表现。在该线性结合中,与各基底相关的合成系数是主成分,表示各样本中包含的各基底的权重。另外,若考虑以基底为轴向量的特征空间,则与基底有关的合成系数只不过是特征空间中的坐标。
由主成分分析得到的基底具有顺序,越高位的基底则越表现关于原来的数据的主要成分(信息量大的成分,例如多个路段的交通信息以相同的倾向变化的成分),越低位的基底则越表现次要成分(例如仅某一路段中包含的噪声等)。即,使用的基底越多,越能细微地再现原来的信息(数据的恢复率提高,即累计贡献率提高),不管什么路段的交通信息都能够表现。此时,向与各路段的交通信息相当的单位向量的特征空间的映射范数在任何路段中都接近于1(例如映射到x-y-z空间)。
另一方面,若限定基底的数量(限定特征空间的维),则只表现主要的成分,所以对于只具有次要成分的路段而言,向特征空间的映射范数无限接近于0(例如将与z轴平行的向量映射到x-y平面)。另外,对比而言,包含主要成分的路段以与其成分相当的量,在特征空间映射中具有大的映射范数(例如将包括较多的x轴成分、y轴成分的向量映射到x-y平面)。
以上若进行总结,一旦增加基底的数量,就会让噪声的成分也表现出来,所以即使是相关低的路段,向由基底扩展的特征空间的映射范数也变大。由此,增大对映射范数的可弥补阈值变大,具有比该可弥补的阈值大的映射范数的路段并不是噪声路段,判断为可进行弥补。
另一方面,若减少基底的数量,则其特征空间中表现的信息量自然而然地减少,因此若不是与其他路段具有高的相关地变化的路段,就得不到大的映射范数。因此,判断为可对路段进行弥补,该路段是缩小可对映射范数弥补的阈值并多少包括些主要的数据成分的路段。
因此,为了免除只具有次要成分的路段,基底的数量越多,越是需要提高映射范数的可弥补的阈值。
另外,可弥补的阈值的大小判断相对地如所述那样,但当将可弥补的阈值设为绝对量时,在实际应用中需要进行调整。
这里作为决定可弥补的阈值指标,采用所述的累计贡献率。这是表示原来信息量的多少比例能够通过基底来表现的指标。如上所述,若增多基底的数量且累计贡献率接近100%,便让与其他的路段的相关低的次要的探测数据也表现出来。
返回到图4进行说明。
通过相关过滤器14生成的弥补对象路段一览表列举了超过可弥补的阈值的映射范数的路段。相关过滤器14比较各路段的映射范数和可弥补的阈值,至少将超过了可弥补的阈值的路段的路段编号(对路段唯一地赋予的ID(Identification))和可否弥补码构成的弥补对象路段一览表登记到未图示的存储装置中,同时输出到弥补用基底运算装置15中。相关过滤器14对作为交通信息的提供对象的区域中的全部路段进行该处理。
这里,所谓可否弥补码是:按照每个路段ID,以1(可)、0(不可)的组合表现是否能对每个路段弥补的码。
接着,弥补用基底运算装置15对过去探测数据数据库11中所存储的探测数据历史记录中登记的路段的交通信息中,在弥补对象路段一览表中登记的弥补对象路段的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,在该弥补对象路段中,将具有相关地变化的交通信息的成分作为与该路段组有关的弥补用基底并输出到合成系数运算装置16以及交通信息推断装置17(步骤S404)。即,选择过去探测数据数据库中所存储的探测数据历史记录中可弥补的路段中的探测数据历史记录,对这些探测数据历史记录再次进行带欠缺值的主成分分析。
另外,弥补对象路段无论时刻和日期,可以是恒定的也可以是可变的。例如,可以根据时刻或日期(星期、五天~十天、平常/休息日、长假、学校休息期间、天气等)计算弥补用基底,也可以不考虑时刻或日期,来计算弥补用基底。另一方面,在根据时刻或日期计算了弥补用基底的情况下,通过将计算出的弥补用基底与时刻或日期对应并分开使用探测数据历史记录中的交通信息,能够期待弥补精度的提高。
所述的步骤S401~步骤S404的处理在图4所示的流程图中的循环1中执行。循环1是根据过去数据决定弥补用基底的处理,是在每个弥补用基底的更新周期执行的循环。循环1例如通过每日一次,或者每周一次等周期来执行。
另一方面,循环2是采用现状探测数据与弥补用基底的合成系数的系数(推断值)的决定,以及使用该合成系数计算交通信息的推断值的处理,在每个现状探测数据的收集定时或提供定时实施,其中所述合成系数利用了现状探测数据和弥补用基底。
合成系数运算装置16若从车载终端接收交通信息的提供请求,则从探测车取得现状探测数据,以该现状探测数据为基础,根据通过弥补用基底运算装置15输出的弥补用基底,计算合成系数用基底,通过加权映射计算用于将所取得的现状探测数据表示为所计算出的合成系数用基底的和的合成系数,并输出到交通信息推断装置17(步骤S405)。
加权映射例如在『线性代数及其应用』(G.ストラング著、山口昌哉、监译、井上昭译,产业图书)中有详细说明。
这里,所谓合成系数用基底是仅由弥补用基底的要素中,在现状探测数据中没有欠缺的路段所对应的要素构成的基底。
然后,交通信息推断装置17根据由合成系数运算装置16输出的合成系数,对由弥补用基底运算装置15输出的弥补用基底进行线性结合,计算现状探测数据欠缺的路段的推断弥补中所使用的交通信息的推断值(推断弥补信息)(步骤S406)。
最后,交通信息推断装置17对没有收集现状的探测数据的路段(交通信息欠缺的路段)输出在S406中计算出的推断弥补信息(步骤S407)。
另外,若探测车按照每5分钟周期提供现状探测数据,则在同一个5分钟周期执行所述的步骤S405~S407的处理。
如上所述根据本发明的第一实施方式,将路段对特征空间的映射范数作为用于判断可否推断弥补的指标,并通过事前进行过滤,从而不会发生使用相关低的路段进行推断弥补,结果能避免特定的路段的信息包括现状、弥补而容易欠缺的情况。
(第二实施方式)
图5是表示第二实施方式所涉及的交通信息提供装置的内部构成的框图,图6是表示第二实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
另外,对于与第一实施方式相同的要素省略说明。
在图6中,步骤S601~步骤S603,与图4的步骤S401~步骤S403是相同的处理,所以省略说明。
在图5所示的第二实施方式中,与图1所示的实施方式1的不同点在于,代替第一实施方式的弥补用基底运算装置15,采用部分基底运算装置25,参照从相关过滤器24输出的弥补对象路段一览表,选择交通信息的提供对象区域的路段中,没有登记于弥补对象路段一览表的路段作为弥补对象外的路段,从与路段组有关的特征空间基底除去与该弥补对象外的路段相当的要素,将弥补用的部分基底输出到合成系数运算装置26以及交通信息推断装置27(图6的步骤S604)。
另外,对从与路段组有关的基底除去与上面所说的弥补对象外的路段相当的要素的意思进行补充。
当作为交通信息的提供对象的区域中的路段为100条时,各基底成为由100个成分构成的100维向量。若能以5个基底向量表现该100维向量,则所述的100维向量成为由5个基底向量构成的5维部分空间。
在第二实施方式中,若100条路段中弥补对象外的路段有10条,则从原来的空间除去这些要素(对弥补对象外的路段的要素),在90维空间之中使用5维特征空间进行弥补。
以下概述第二实施方式与第一实施方式的不同点。
在第一实施方式中,根据在步骤S401(参照图4)算出的特征空间基底,相关过滤器14选择弥补对象路段,弥补用基底运算装置15使用该选择的弥补对象路段的探测数据历史记录,通过再度进行主成分分析,算出免除了弥补对象外的路段的影响的弥补用基底。
在第二实施方式中,相关过滤器24根据在步骤S601中算出的特征空间基底,选择弥补对象路段,这一过程是与第一实施方式同样的处理。但是与第一实施方式不同点在于:该处理的结果,部分基底运算装置25从在步骤S601中计算出的特征空间基底的要素,除去所得到的弥补对象外路段所对应的要素。即,在第二实施方式中,交通信息提供装置不进行第一实施方式中的第二次的主成分分析。
具体而言,参照图9(a)、(b)说明部分基底提取处理的概要。图9是表示第二实施方式的部分基底提取处理的示意图,(a)是表示过滤前的特征空间基底的示意图,(b)是将过滤后的部分基底分别与每个路段对比来表示的示意图。这里,路段2和路段4是从弥补对象中排除的路段。
由图9可明确,在过滤前,各特征空间基底(基底P1~基底PM)都是由N维向量表现的,但在过滤后,特征空间基底的数量没有变化的各基底的要素减少,成为(N一2)维向量。
虽然在制作特征空间基底时使用N条路段,但在图9的例子中,由于在使用映射范数的判断中路段2和路段4成为弥补对象外的路段,所以除去了这些要素的向量成为弥补用基底即部分基底。
如上所述,选择作为除去路段2和路段4的路段的处理,通过根据映射范数判断可否对每个路段弥补来实现(与图4的步骤S403同样的处理)。
根据所述的本发明的第二实施方式,在第一实施方式中,根据所述的理由分别在过滤用基底运算装置12和弥补用基底运算装置15中进行的带欠缺值的主成分分析可以在过滤用基底运算装置22中仅进行一次。由此,交通信息提供装置能减轻计算量。另外,虽然作为通过部分基底运算装置25输出的部分基底不是正规正交基底这一点不同,但不会对合成系数运算装置26和交通信息推断装置27的处理带来影响。
合成系数运算装置26根据由探测车得到的现状探测数据,根据由部分基底运算装置25输出的部分基底,计算合成系数用部分基底,通过加权映射,由现状探测数据计算出针对该合成系数用部分基底的合成系数(图6的步骤S605)。
这里,所谓合成系数用部分基底是指,只由部分基底的要素中,在现状探测数据中没有欠缺的路段对应的要素所构成的基底。
交通信息推断装置27根据从合成系数运算装置26输出的合成系数,对由部分基底运算装置25输出的部分基底进行线性结合,计算现状探测数据欠缺的路段的推断弥补所使用的推断值(推断弥补信息)(图6的步骤S606)。然后,交通信息推断装置27对没有收集现状探测数据的路段(交通信息欠缺的路段)输出在步骤S606中计算出的推断弥补信息(图6的步骤S607)。
另外,图5的过滤用基底运算装置22、映射范数运算装置23、相关过滤器24、部分基底运算装置25、合成系数运算装置26以及交通信息推断装置27,作为运算装置进行动作,过去探测数据数据库21作为存储装置进行动作。
(第三实施方式)
图7表示第三实施方式所涉及的交通信息提供装置的内部构成的框图,图8是表示第三实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作的流程图。
关于与第一实施方式相同的要素省略说明。
在图7所示的本发明的第三实施方式中,与图1所示第一实施方式的不同点在于,不光是现状信息(现状探测数据),还将从未图示的统计信息DB所取得的统计信息也输入到合成系数运算装置36。具体而言,将通过统计信息补充现状信息的欠缺值而得到的值作为合成系数运算装置36的输入。进一步,合成系数运算装置36计算对弥补用基底进行了加权后的加权弥补用基底,根据该加权弥补用基底计算合成系数。此外与第一实施方式相同。
统计交通信息例如是对某条件下的交通信息进行平均化等统计处理的交通信息。
下面对使用统计信息的理由进行说明。从欠缺值和现状信息(观测值)的混合之中决定特征空间坐标,是通过多个基底的线性结合决定线性结合的合成系数,使得误差(通过观测值和基底的线性结合而得到的值的误差)范数能够最小地近似观测值。
这里,统计信息例如从未图示的交通信息中心被下载到交通信息提供装置的交通信息DB中,并存储于统计交通信息DB中。
此时,误差范数是以下所述的值,该值是:若观测到路段3、路段5……,则以路段3的观测值的平方误差+路段5的观测值的平方误差+……的形式,对得到了观测值的各路段的观测值运算近似误差的平方和而得到的值。这里,关于没有得到观测数据的路段1、路段2、路段4,取代欠缺值而使用统计信息,使用加权W进行加权映射,从而若以路段3的平方误差+路段5的平方误差+……+W×(路段1的平方误差+路段2的平方误差+路段3的平方误差+路段4的平方误差+……)形式定义误差范数,则根据包含有统计信息的近似误差,可决定特征空间坐标,即使在观测值少的情况下,也不会受小的观测值的左右,能稳定地决定特征空间。
另一方面,由于本实施方式的目的在于实时反映所得到的观测值并进行弥补,所以通过适当减小所述的运算式的加权W,从而能够在维持稳定性的同时,实现重视观测值的弥补。
这里,加权W是通过实验获得的值。
图10是示意表现现状信息和统计信息的合并的方法的图,(a)表示每个路段的现状信息、(b)表示统计信息、(c)表示输入到合成系数运算装置的统计信息和合并后的信息的关系。
图中,被涂黑的块表示观测值,空白块表示欠缺值,阴影线块表示统计信息。如图10所示,合并后的输入通过合成系数运算装置26,将现状探测数据的欠缺值置换成了统计信息。
接着,参照图7和图8,图8是为了说明第三实施方式所涉及的交通信息提供装置的动作而引用的流程图。
另外,在图8中,由于步骤S801~S804与图4的步骤S401~S404的处理相同,所以省略说明。
合成系数运算装置36将现状探测数据的欠缺值置换为从统计交通信息DB所取得的统计信息,根据该信息计算合成系数,该合成系数是对加权弥补用基底的权重,该加权弥补用基底对通过弥补用基底运算装置35输出的弥补用基底进行了加权(步骤S805)。接着,交通信息推断装置37根据从合成系数运算装置36输出的合成系数,对由弥补用基底运算装置35输出的弥补用基底进行线性结合,计算探测数据欠缺的路段的推断弥补所使用的推断值(推断弥补信息)(步骤S806)。另外,加权弥补用基底是在得到了现状探测数据的要素和得到了统计交通信息的要素中改变了加权的弥补用基底。
然后,交通信息推断装置37对没有收集现状探测数据的路段(交通信息欠缺的路段)输出在步骤S806中算出的推断弥补信息(步骤S807)。
在第三实施方式中,使用通过弥补用基底运算装置35输出的弥补用基底,合成系数运算装置计算合成系数,但并不限定于此,也可以使用在第二实施方式中使用的部分基底运算装置25(参照图5)所输出的弥补用基底。
此时,图8的步骤S804置换为图6的步骤S604,图8的步骤S805的处理成为:合成系数运算装置36(参照图7)将现状探测数据的欠缺值置换为从统计交通信息DB取得的统计信息,由置换后的信息除去与弥补对象外路段相当的要素,根据除去了该弥补对象外路段的信息计算合成系数,该合成系数是对加权部分基底的权重,该加权部分基底对通过部分基底运算装置25输出的部分基底进行了加权。然后,图8的步骤S806以及步骤S807被置换为图6的步骤S606以及步骤S607。
这里,对部分基底的加权是与第三实施方式同样的加权。
根据本发明的第三实施方式,通过让合成系数运算装置36所进行的合成系数计算稳定,且根据现状探测数据较低地设定统计信息的加权W,从而通过了合成系数运算装置36和交通信息推断装置37的处理,得到了以现状探测数据的实测值来修正统计信息的效果。
另外,所述的交通信息提供装置被安装于探测数据中心中设置的探测中心服务器中,与搭载于探测车的探测终端之间进行用于交换现状探测数据的通信。
以下,作为所述的第一实施方式~第三实施方式的应用,对根据可否弥补而高效地进行现状探测数据的上载控制的交通信息提供系统进行说明。
(交通信息提供系统的第一实施方式)
图11是表示交通信息提供系统的第一实施方式所涉及的系统构成一例的图。
第一实施方式所涉及的交通信息提供系统中,通过通信网络30连接作为交通信息提供装置的探测中心服务器10和多个探测终端20。
探测中心服务器10包括:过去探测数据数据库101;过滤用基底运算装置102;映射范数运算装置103;相关过滤器104。另外,图1、图5以及图7所示的弥补用基底运算装置15、35、部分基底运算装置25、合成系数运算装置16、26、36、交通信息推断装置17、27、37,以与图1、图5以及图7同样的形态构成,在图11中省略了图示。
如上所述,在过去探测数据数据库101中存储有对规定区域的路段收集的过去探测数据历史记录。另外,过滤用基底运算装置102从过去探测数据数据库101取得伴随多个路段欠缺的探测数据历史记录,进行带欠缺值的主成分分析,将多个路段中具有相关地变化的交通信息的成分作为与该路段组相关的特征空间的基底输出到映射范数运算装置103。映射范数运算装置103将从过滤用基底运算装置102输出的基底作为轴向量,生成表示多个路段的相关关系的特征空间,计算特征空间上的映射向量的范数(映射范数)并输出到相关过滤器14。
相关过滤器14根据从映射范数运算装置103输出的映射向量的映射范数判断可否对各路段进行推断弥补,生成弥补对象路段一览表。由相关过滤器104生成的弥补对象路段一览表从未图示的通信装置被发送到有交通信息发送请求的探测车(探测终端20)。
下面,说明对探测中心服务器10发行了信息请求的探测车(探测终端20)成为现状探测数据的上载对象的情况。
另一方面,探测终端20包括:弥补对象路段一览表存储装置201;作为存储装置的现状探测数据数据库202;作为运算装置以及通信装置的上载过滤器203(上载过滤装置)。
在弥补对象路段一览表存储装置201中存储有从探测中心服务器10发送来的弥补对象路段一览表。另外,这里所说的弥补对象路段一览表列举了路段编号和可否弥补码(0:可,1:不可)。另外,现状探测数据数据库202(交通信息存储装置)中按照每个路段存储有从最近到现在例如最新30分钟内收集的现状探测数据。
上载过滤器203具有以下功能:使用存储于弥补对象路段一览表存储装置201中的弥补对象路段一览表挑选现状探测数据(探测数据),将挑选出的现状探测数据上载到探测中心服务器10。图12以流程图表示:上载过滤器203将现状探测数据上载到探测中心服务器10的顺序。
图12是表示第一实施方式所涉及的交通信息提供系统的动作的流程图。
另外,关于上载过滤器203,在收到对探测中心服务器10上载现状探测数据的通知时,从探测中心服务器10接收弥补对象路段一览表,并将其存储于弥补对象路段一览表存储装置201。
在图12的流程图中,探测终端20对探测中心服务器10发行现状探测数据的发送请求,借此,上载过滤器203首先,参照存储于现状探测数据数据库202中的探测终端20收集的现状探测数据,根据发送来的全部现状探测数据的容量、通信网络30的通信容量、通信成本等,比较探测终端20算出的上载容量的上限值(步骤S121),由此判断发送来的全部现状探测数据是否能容纳于上载容量(步骤S122)。在全部探测数据比上载容量的上限值小时(容纳于上载容量:步骤S122“是”),上载过滤器203直接将全部现状探测数据上载到探测中心服务器10(步骤S123)。
在全部探测数据比上载容量的上限值大时(无法容纳于上载容量:步骤S122“否”),上载过滤器203对根据弥补对象路段一览表存储装置201中存储的弥补对象路段一览表所判断的弥补对象外路段的现状探测数据(数据)和上载容量上限值进行比较(步骤S124),由此判断发送来的全部弥补对象外数据是否能容纳于上载容量(步骤S125)。在可容纳于上载容量时(步骤S125:是),上载过滤器203将现状探测数据数据库202中存储的现状探测数据中,弥补对象外路段的现状探测数据全部上载到探测中心服务器10中(步骤S127),然后,以剩余的上载容量,按照新的顺序将现状探测数据数据库202中存储的现状探测数据中弥补对象路段的现状探测数据上载到探测中心服务器10中(步骤S128)。在无法容纳于上载容量时(步骤S125:否),上载过滤器203按照新的顺序将现状探测数据数据库202中存储的现状探测数据中弥补对象外路段的现状探测数据上载到探测中心服务器10中(步骤S126)。然后,当上载的现状探测数据达到上载容量时,上载过滤器203中止上载,结束处理。
再有,为了避免按照新的顺序上载时产生的路段的偏差,需要每次从探测中心服务器10对探测终端20动态通知上载对象的路段的组成。具体而言,需要以下的处理:除了弥补对象/对象外路段一览表,还准备现状探测数据的已收集/未收集路段的一览表,将弥补对象外路段一览表和未收集路段一览表的并集作为上载对象通知给探测终端20。
另外,由于弥补对象外路段不能由其他路段推断弥补,所以在探测中心服务器10中不能生成交通信息。进而,上载过滤器203也可以将映射范数的大小的倒数作为优先度而并非弥补对象/对象外这两个值,按照优先度高的顺序进行上载。
(交通信息提供系统的第二实施方式)
图13是表示交通信息提供系统的第二实施方式所涉及的系统构成一例的图。
对与第一实施方式相同的要素省略说明。
与图11所示的第一实施方式的区别在于:图11所示的第一实施方式是探测终端20根据静态弥补对象一览表控制现状探测数据的上载数量,而图13所示的第二实施方式是探测中心服务器10a根据动态的弥补对象一览表控制上载数量。
第二实施方式所涉及的交通信息提供系统与图11所示的第一实施方式同样,通过通信网络30连接作为交通信息提供装置的探测中心服务器10a和多个探测终端20a而构成。
探测中心服务器10a除了图11所示的实施方式具有的构成外,还包括现状探测数据数据库105和上载请求装置。在现状探测数据数据库105中,存储有对规定区域的路段例如从30分钟前收集的现状探测数据。另外,上载请求装置106具有利用弥补对象路段一览表动态决定上载对象的功能,图14以流程图表示了其顺序。
在图14中,上载请求装置106接收从探测终端20a发行的现状探测数据的上载通知(步骤S141),借此,参照探测中心服务器10a内的现状探测数据数据库105中存储的现状探测数据,计算弥补对象路段的区域覆盖率(步骤S142)。然后,上载请求装置106比较预先设定的弥补对象路段的上载阈值(通信网络的通信容量的上限)和区域覆盖率,判断区域覆盖率是否在上载阈值以下(步骤S143)。这里所说的区域覆盖率是指,在某区域内存在的路段组中,在规定时间内收集了现状探测数据的路段的比例。本实施方式中的区域覆盖率是指,在弥补对象路段中,在规定时间内收集了现状探测数据的路段的比例。
当上载请求装置106判断区域覆盖率与上载阈值的比较的结果是区域覆盖率在上载阈值以下时(步骤S143:“是”),通知探测终端20a,使得优先发送弥补对象路段的现状探测数据的上载(步骤S144、S145)。
另一方面,当区域覆盖率超过上载阈值时(步骤S143:“否”),上载请求装置106计算弥补对象外路段的区域覆盖率(步骤S146)。这里所说的弥补对象外路段的区域覆盖率是指,在某区域内存在的弥补对象外路段中,在规定时间内收集了现状探测数据的路段的比例。然后,上载请求装置106判断在全部的弥补对象外路段中,弥补对象外路段的区域覆盖率是否在上载阈值以下(步骤S147),当在以下时(步骤S147:“是”),通知探测终端20a,使得优先发送弥补对象外路段的现状探测数据的上载(步骤S148、S145)。在超过时(步骤S147:“否”),上载请求装置106通知探测终端20,使得优先发送弥补对象路段的现状探测数据的上载(步骤S149、S145)。这里,所谓“优先发送”是指,首先发送了相应的路段的现状探测数据后,以新顺序发送其余通信容量的非相应的路段的现状探测数据。
如上所述,根据第一和第二实施方式所涉及的交通信息提供系统,利用表示可否进行欠缺路段数据的推断弥补的弥补对象路段一览表,在探测中心服务器10、10a和探测终端20、20a之间进行现状探测数据的收集控制,从而能组合实测数据和推断弥补数据,有效地扩大探测数据适用范围。因此,探测中心服务器10、10a进行与可否推断弥补对应的优先度控制。
由于将路段对特征空间的映射范数设为路段的优先度,若相关低,则不能根据其他的路段进行推断弥补,所以只要没有实测值,便始终欠缺。由此,提高相关低的路段的收集优先度,积极地收集其数据。在此基础上,一边监视相关高的路段和相关低的路段的区域覆盖率,一边动态控制优先度。例如,关于相关高的路段组,若有20%左右的数据则能弥补,因此以超过20%为目标,另一方面,由于相关低的路段组不能推断弥补,因此以超过50%为目标收集数据。此时,优先度的设定成为路段组固有相关的程度和路段组中的区域覆盖率之间的函数。
下面对区域覆盖率进行补充。如上所述,所述区域覆盖率是指,在考虑某区域时(网格、都道府县、市区乡镇、干线道路等),在该区域中,在某个时间窗期间收集了现状探测数据的道路的比例。虽然有与道路距离有关的比例、路段数量的比例等,但这里采用路段数量。
例如,考虑将从过去15分钟到现在为止的路段数据作为现状信息时,若能在100条路段中,对20条路段在过去15分钟期间收集现状探测数据,则区域覆盖率为20%。
另外,在上载时作为对象的探测终端20为处于能上载交通信息的状态的探测车。具体而言,相当于即将下载交通信息的探测终端20。为了始终动态控制收集对象,进行上载的探测终端20需要每次都接收优先度信息。
另一方面,若将上述相关高的路段20%,相关低的路段50%的这一目标值应用到探测终端20,则能获得在例如在最新30分钟的现状探测数据中,按照满足该比率的方式上载现状探测数据的方法。此时,只要不更新相关的高低、即推断弥补可否的判断,就能固定使用优先度信息。
另外,根据所述的实施方式,通过相关过滤器104生成的弥补对象路段一览表举出了路段编号和可否弥补码的组合后被发送,但也考虑按照每个可否弥补码来排序路段编号,进而添加路段数量作为参数的方式。
另外,此时虽然需要另外发送用于决定可否弥补的可弥补阈值,但也考虑在可弥补阈值中,给编号添加由映射范数算出的优先度信息的方式,以及添加优先度等级的方式。
如上所述,本实施方式采用的构成是:将路段对特征空间的映射范数作为用于判断可否弥补的指标,并事先进行过滤,作为不可弥补的路段通知给探测终端,从探测终端作为现状探测数据的优先上载对象而收集现状探测数据。由此,通过将路段对特征空间的映射范数作为用于判断可否弥补的指标,从而可事先判断路段相关的高低,另外,通过提高相关低的路段的数据的收集优先度,从而有效地实现信息提供区域的覆盖率的扩大。
另外,在图1、图5以及图7所示的各实施方式中,过滤用通过将基底运算装置12、22、32、映射范数运算装置13、23、33、相关过滤器14、24、34、弥补用基底运算装置15、35、部分基底运算装置25、合成系数运算装置16、26、36、交通信息推断装置17、27、37分别具有的功能编为程序并存储于未图示的存储装置,由计算机逐次读出存储装置中存储的程序并实行,当然也能得到相同的作用效果。
另外,图11与图13所示的各实施方式中,通过将过滤用基底运算装置102、映射范数运算装置103、相关过滤器104、上载请求装置106以及上载过滤器203分别具有的功能编为程序,并存储于未图示的存储装置中,由计算机逐次读出存储装置中存储的程序并实行,当然也能得到相同的作用效果。
Claims (10)
1.一种交通信息提供装置,其提供与交通信息的提供对象的区域中路段有关的交通信息,包括:
过滤用基底运算装置,其取得所述区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的所述交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段中具有相关地进行变化的交通信息的成分,作为与由所述多个路段构成的路段组有关的特征空间基底而输出;
映射范数运算装置,其将所述输出的特征空间基底作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;
相关过滤器,其通过比较所述计算出的映射范数和可弥补阈值,由此对每个路段判断可否弥补,生成并输出弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表含有判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
弥补用基底运算装置,其将所述生成并输出的弥补对象路段一览表作为分析对象,对所述交通信息历史记录中所登记的交通信息中,所述弥补对象路段的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将在所述弥补对象路段的交通信息中具有相关地进行变化的交通信息的成分作为与所述路段组有关的弥补用基底而输出;
合成系数运算装置,其根据由探测车取得的现状交通信息和所述弥补用基底,算出合成系数用基底,并算出合成系数,该合成系数是对所述合成系数用基底的权重;和
交通信息推断装置,其根据所述算出的合成系数,通过对由所述弥补用基底运算装置输出的所述弥补用基底进行线性结合,由此算出所述现状交通信息欠缺的路段中的交通信息的推断值。
2.一种交通信息提供装置,其提供与交通信息的提供对象的区域中路段有关的交通信息,包括:
过滤用基底运算装置,其取得所述区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的所述交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段中具有相关地进行变化的交通信息的成分,作为与由所述多个路段构成的路段组有关的特征空间基底而输出;
映射范数运算装置,其将所述输出的特征空间基底作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;
相关过滤器,其通过比较所述计算出的映射范数和可弥补阈值,由此对每个路段判断可否弥补,生成并输出弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表含有判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
部分基底运算装置,其根据所述生成并输出的弥补对象路段一览表,选择所述区域中的弥补对象外的路段,从所述特征空间基底除去与所述弥补对象外的路段相当的要素,输出弥补用的部分基底;
合成系数运算装置,其根据由探测车取得的现状交通信息和所述部分基底,算出合成系数用部分基底,并算出合成系数,该合成系数是对所述合成系数用部分基底的权重;和
交通信息推断装置,其根据所述算出的合成系数,通过对由所述部分基底运算装置输出的所述部分基底进行线性结合,由此算出所述现状交通信息欠缺的路段中的交通信息的推断值。
3.根据权利要求1或2所述的交通信息提供装置,其特征在于,
所述相关过滤器根据由所述过滤用基底运算装置输出的特征空间基底的数量而决定的可弥补阈值,进行可否弥补的判断。
4.根据权利要求1所述的交通信息提供装置,其特征在于,
所述合成系数运算装置,取得将所述现状交通信息的欠缺值置换成了统计信息的交通信息,根据将所述欠缺值置换成了统计信息的交通信息,计算出对弥补用基底的成分进行了加权的加权弥补用基底,并根据将所述欠缺值置换为统计信息的交通信息、和所述算出的加权弥补用基底,计算出合成系数。
5.根据权利要求2所述的交通信息提供装置,其特征在于,
所述合成系数运算装置,取得将所述现状交通信息的欠缺值置换成了统计信息的交通信息,根据将所述欠缺值置换成了统计信息的交通信息,计算出合成系数,该合成系数是对通过所述部分基底运算装置输出的所述部分基底的权重。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的交通信息提供装置,还具备上载要求装置,
该上载要求装置以接收到从经由通信网络连接的探测终端发行的上载通知为契机,参照所述现状交通信息,计算出某区域内存在的路段组中在规定时间内收集了所述现状交通信息的弥补对象路段的比例,即弥补对象路段的区域覆盖率,并对所述算出的区域覆盖率、和预先设定的所述通信网络的通信容量上限即弥补对象路段的上载阈值进行比较,由此来判断所述区域覆盖率是否小于所述上载阈值,当判断所述区域覆盖率小于所述上载阈值时,向所述探测终端通知应该让所述弥补对象路段的现状交通信息的上载优先,当判断所述区域覆盖率大于所述上载阈值时,计算出弥补对象外路段的区域覆盖率,判断在全部的所述弥补对象外路段中所述弥补对象外路段的区域覆盖率是否小于所述上载阈值,当所述弥补对象外路段的区域覆盖率小于所述上载阈值时,向所述探测终端通知应该让所述弥补对象外路段的现状交通信息向所述交通信息提供装置的上载优先,当所述弥补对象外路段的区域覆盖率大于所述上载阈值时,向所述探测终端通知应该让所述弥补对象路段的现状交通信息向所述交通信息提供装置的上载优先。
7.一种交通信息提供装置,其提供与交通信息的提供对象的区域中路段有关的交通信息,包括:
过滤用基底运算装置,其取得所述区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段间的特征空间用的相关信息输出;
映射范数运算装置,其将所述输出的相关信息作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;
相关过滤器,其通过使用所述主成分分析的波谱分解,比较基于以协方差矩阵的分解得到的方差进行了加权的所述映射范数而决定的可弥补阈值、和所述路段的范数,由此对每个路段判断可否弥补,生成并输出弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表含有所述判断的结果、判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
弥补用基底运算装置,其将所述生成并输出的弥补对象路段一览表作为分析对象,对所述交通信息历史记录中所登记的交通信息中,所述弥补对象路段的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将在所述弥补对象路段的交通信息中具有相关地进行变化的交通信息的成分作为与所述多个路段有关的弥补用的相关信息而输出;
合成系数运算装置,其根据由探测车取得的现状交通信息和所述弥补用的相关信息,算出合成系数用相关信息,并算出合成系数,该合成系数是对所述合成系数用的相关信息的权重;和
交通信息推断装置,其根据所述算出的合成系数,通过对由所述弥补用基底运算装置输出的所述弥补用的相关信息进行线性结合,由此算出所述现状交通信息欠缺的路段中的交通信息的推断值。
8.一种交通信息提供系统,其提供与交通信息的提供对象的区域中路段有关的交通信息,包括交通信息提供装置和通过通信网络与所述交通信息提供装置连接的探测终端;
所述交通信息提供装置包括:
过滤用基底运算装置,其取得所述区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的所述交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段中具有相关地进行变化的交通信息的成分,作为与由所述多个路段构成的路段组有关的特征空间的基底而输出;
映射范数运算装置,其将所述输出的特征空间基底作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;和
相关过滤器,其通过比较所述计算出的映射范数和可弥补阈值,由此判断可否对每个路段弥补,生成并输出弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表含有判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
所述探测终端包括:
弥补对象路段一览表存储装置,其接收从所述交通信息提供装置发送的弥补对象路段一览表并进行存储;
交通信息存储装置,其存储探测终端本身收集的交通信息;和
上载过滤装置,其以向所述交通信息提供装置发行所述交通信息的发送请求为契机,参照所述交通信息存储装置中存储的所述交通信息,对所述交通信息的容量、和根据所述通信网络的通信容量算出的上载容量的上限进行比较判断,当所述交通信息的容量大于所述上载容量的上限时,参照所述弥补对象路段一览表,使弥补对象外的路段的交通信息优先发送到所述交通信息提供装置。
9.一种交通信息的发送方法,其是通过通信网络连接探测终端以及交通信息提供装置而成的交通信息提供系统中的交通信息的发送方法,所述探测终端至少包括运算装置、存储装置和通信装置,所述交通信息提供装置至少包括运算装置和存储装置,
所述交通信息提供装置的所述运算装置,
从所述存储装置取得规定区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的所述交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段中具有相关地进行变化的交通信息的成分,作为与由所述多个路段构成的路段组有关的特征空间基底而计算出来;
将所述算出的特征空间基底作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;
通过比较所述计算出的映射范数和可弥补阈值,由此对每个路段判断可否弥补,生成弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表包括判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
将所述生成的弥补对象路段一览表作为分析对象,对所述存储装置中存储的所述交通信息历史记录中登记的交通信息中,所述弥补对象路段的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将在所述弥补对象路段的交通信息中具有相关地进行变化的交通信息的成分作为与所述路段组有关的弥补用基底而进行计算;
根据由探测终端取得的现状交通信息和所述弥补用基底,算出合成系数用基底,并算出合成系数,该合成系数是对所述合成系数用基底的权重;
根据所述算出的合成系数,通过对所述算出的弥补用基底进行线性结合,由此算出所述现状交通信息欠缺的路段中的交通信息的推断值,
所述探测终端的所述运算装置,
在经由所述通信装置对所述交通信息提供装置发行交通信息的发送请求的时刻,经由所述通信装置从所述交通信息提供装置接收所述弥补对象路段一览表,并将其存储于所述存储装置中;
参照所述存储装置中存储的探测终端自身收集的交通信息,对所述交通信息的容量、和根据所述通信网络的通信容量算出的上载容量的上限进行比较;
作为所述比较的结果,当判断所述交通信息的容量大于所述上载容量的上限时,参照所述存储装置中存储的所述弥补对象路段一览表,经由通信装置使弥补对象外的路段的交通信息优先发送到所述交通信息提供装置。
10.一种交通信息的请求方法,其是通过通信网络连接多个探测终端以及交通信息提供装置而成的交通信息提供系统中的交通信息的请求方法,所述交通信息提供装置至少包括通信装置、运算装置和存储装置,
所述交通信息提供装置的所述运算装置,
从所述存储装置取得规定区域中的伴随多个路段欠缺的至少登记了交通信息的交通信息历史记录,对所述交通信息历史记录中包含的所述交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将通过进行所述带欠缺值的主成分分析而得到的所述多个路段中具有相关地进行变化的交通信息的成分,作为与由所述多个路段构成的路段组有关的特征空间基底计算出来;
将所述算出的特征空间基底作为轴向量并生成表示所述多个路段的相关关系的特征空间,计算出映射范数,该映射范数是将以向量表现所述多个路段的向量映射到所述特征空间的映射向量的范数;
通过比较所述计算出的映射范数和可弥补阈值,由此对每个路段判断可否弥补,生成弥补对象路段一览表,该弥补对象路段一览表包括判断为可弥补的路段即弥补对象路段的信息;
将所述生成的弥补对象路段一览表作为分析对象,对所述存储装置中存储的所述交通信息历史记录中登记的交通信息中,所述弥补对象路段的交通信息进行带欠缺值的主成分分析,将在所述弥补对象路段的交通信息中具有相关地进行变化的交通信息的成分作为与所述路段组有关的弥补用基底而进行计算;
根据由探测终端取得的现状交通信息和所述弥补用基底,算出合成系数用基底,并算出合成系数,该合成系数是对所述合成系数用基底的权重;
以接收到经由所述通信装置从所述探测终端发行的交通信息的发送请求为契机,参照所述现状交通信息,计算出规定区域内存在的路段组中在规定时间内收集了交通信息的所述弥补对象路段的比例,即弥补对象路段的区域覆盖率,并对所述算出的区域覆盖率、和预先设定的通信网络的通信容量上限即弥补对象路段的上载阈值进行比较,
作为所述比较的结果,当判断所述区域覆盖率小于所述上载阈值时,经由所述通信装置通知所述探测终端,以使所述弥补对象路段的现状交通信息优先发送到所述交通信息提供装置;
当判断所述区域覆盖率大于所述上载阈值时,计算出弥补对象外路段的区域覆盖率,判断在全部的所述弥补对象外路段中所述弥补对象外路段的所述区域覆盖率是否小于所述上载阈值,当所述弥补对象外路段的所述区域覆盖率小于所述上载阈值时,经由所述通信装置通知所述探测终端,以使所述弥补对象外路段的现状交通信息优先发送到所述交通信息提供装置,当所述区域覆盖率大于所述上载阈值时,经由所述通信装置通知所述探测终端,以使所述弥补对象路段的现状交通信息优先发送到所述交通信息提供装置。
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