CN102360529B - 直接获取城市道路通行速度的方法 - Google Patents

Abstract

直接获取城市道路通行速度的方法，可以直接获取城市每条街道实时的汽车行驶速度，能实时反映城市的交通通行现状；本发明克服了现有城市交通通行管理中不得不大量使用模糊度量值的不足，可以用具体的数字化的速度值替代“道路畅通”或“通行缓慢”等模糊说法；本发明是实现城市交通自动化的基础，通过服务器对外的实时发布，车载导航设备可以获得最新的道路通行状况信息，实现优化的导航；通过本发明可以进一步进行城市交通智能化改造，自动控制十字路口红绿灯，实现自动的交通分流。

Description

直接获取城市道路通行速度的方法

技术领域

本发明涉及城市道路通行管理技术。 

背景技术

随着城市汽车拥有量的迅速增加，城市道路通行问题日趋严重。 

目前，城市道路通行从技术层面讲主要是通过流量来控制。比如，在某些路段安装地感装置通过计数来获取车流量，或安装摄像头通过视频图像分析来获取车流量。 

其实，通过车流量来控制城市道路通行是不正确的。车流量统计与城市道路通行畅通与否，两者没有必然联系。车流量大，通行缓慢，尽管这两个本不相干的两层含意常常连在一起讲，但是，由此得出通行缓慢的原因是车流量大，这在逻辑上是不成立的。车流量大说的是单位时间内通过道路某断面的车辆数多，通行缓慢说的是车行速度低。事实上，在没有交通事故的情况下车流量大与通行畅通是不矛盾的，反之，一旦发生交通事故，即使车流量很小，也不能必然说通行畅通。车流量是一个仅能表示道路收益的概念，车流量大说明道路通行的车多，由此取得的收费多，收益好。仅此而已。 

退一步讲，即使车流量能反映通行状况，由于只能在少数十字路口等有限场合获取车流量信息，由此推导整个城市的交通通行状况也是非常不充分的。 

对于城市道路通行，不是通过车流量来推算车速，而是直接获取城市每条街道的汽车通行速度显然更能反映城市道路的通行现状。尤其是进一步能将城市每条街道的汽车通行速度实时显示或自动应用于导航设备的道路选择，其意义就更加深远，可以从根本上解决城市交通的智能化问题。整个城市的交通通行管理需要走向自动化、智能化，而自动化、智能化的基础无疑是数字化的城市道路通行信息，具体地说就是城市每条街道的汽车通行速度。能获取城市每条街道的道路通行速度就能据此进行决策，调控红绿灯信号，自动进行交通流量分流，就能发布交通通行信息，使车主的车载导航设备接收到最新的交通通行信息，使车主可以选择或使车主的车载导航设备可以自动选择优化的行驶线路，自动做到整个城市的道路流量均衡分配。 

但是，迄今为止尚无直接获取城市每条街道的汽车通行速度的系统与方法出现。 

事实是，车载导航设备和车载蓝牙设备已大量加装在汽车上。车载导航设备的主要作用是为车主提供导航服务和其他功能性服务，包括音乐、游戏等；车载蓝牙设备主要是为车主提供通讯服务，建立车载导航设备与其他设备的连接，实现信息交换。车载蓝牙设备是在车 载导航设备的控制下工作。车载导航设备本身具有CPU和存储功能，可以接收卫星信号实现汽车定位与测速。车载导航设备可以进行多任务处理。 

对于车主而言，导航并不是时时所需的，尤其是在车主所在城市。在车主所在城市，车主对道路的通行状况更为关注，但是，现在的车载导航设备是无法实时提供城市最新通行状况信息的。就导航本身而言，导航只能基于线路最短等静态参数，不能结合城市最新的交通通行状况绕开拥挤路段。而能自动绕开拥挤路段的导航功能才是车主真正需要的功能，因此车载导航设备实际上存在大量需要改进的地方。 

发明内容

直接通过获取城市每条街道汽车的行驶速度来反映城市交通通行状况，实现城市交通智能化，具有极为重要的意义。显然，对城市中每辆汽车都进行测速，以此来完整反映城市交通通行状况是不必要的。可以从城市所有汽车中选取部分汽车，通过对这部分汽车实时测速以此来反映城市交通通行现状。在本发明中，选取的此部分汽车，其特征是具有车载导航设备和车载蓝牙设备。事实上，车载导航设备和车载蓝牙设备已大量加装在汽车上。因此，本发明具有可行的前提。鉴于这些汽车在城市道路行驶的随机性，因此，可通过对这些汽车的实时测速来整体反映整个城市的交通通行状况。 

本发明所述系统，包括车载导航设备和车载蓝牙设备，蓝牙基站，基于互联网的服务器； 

一、车载导航设备和车载蓝牙设备， 

1、具有GPS功能，可以定位和进行GPS测速，目前多数车载导航设备都具有定位和测速功能，将此定位与测速在计时器控制下每隔一段时间就自动进行，这样，就可以得到一个序列值，值为定位与速度，此序列值暂存于车载导航设备的存储器上， 

2、具有蓝牙功能，可以与蓝牙基站连接，与蓝牙基站交换信息，将暂存于车载导航设备的序列值交换给蓝牙基站，同时从蓝牙基站获取信息； 

二、蓝牙基站， 

1、蓝牙基站由控制电脑和多个蓝牙设备组成， 

2、负责与汽车上的车载蓝牙设备连接与交换信息，当汽车靠近蓝牙基站，蓝牙基站检测到汽车上的车载蓝牙设备，蓝牙基站就向汽车上的车载蓝牙设备发出连接请求，汽车上的车载蓝牙设备同意并完成连接，之后蓝牙基站与汽车上的车载蓝牙设备交换信息， 

3、负责与基于互联网的服务器交换信息； 

4、蓝牙基站众多，比如，在城市的每个停车场，十字路口都建立蓝牙基站； 

三、基于互联网的服务器， 

1、根据蓝牙基站的上传，按城市道路对应更新该道路的当前通行速度，同时，将城市所有道路的当前通行速度反馈给蓝牙基站， 

2、负责实时发布城市道路通行速度信息，支持城市交通智能化服务； 

本发明所述方法，其步骤是： 

1、通过在车载导航设备中新增的定位与GPS测速任务，定时获取定位与GPS测速，形成序列值，将此序列值暂存于车载导航设备中； 

2、当汽车靠近蓝牙基站时，由蓝牙基站自动建立蓝牙基站与汽车上的车载蓝牙设备的连接并交换信息，交换信息包括两方面，车载导航设备将暂存的定位与GPS测速序列值交换到蓝牙基站，蓝牙基站将从服务器获取的整个城市的交通通行状况信息交换到车载导航设备中；车载导航设备获得整个城市的交通通行信息后，可自动向车主给出最新的行驶路线建议，或自动选择最优的行驶路线； 

3、蓝牙基站得到车载导航设备的定位与GPS测速序列值后，即与基于互联网的服务器交换信息，交换的信息包括，蓝牙基站向服务器交换刚得到的车载导航设备的定位与GPS测速序列值，服务器向蓝牙基站反馈汇总的整个城市的交通通行状况信息。 

上述步骤中，整个城市的交通通行状况信息就是整个城市的定位与GPS测速值。定位与GPS测速，实质是一个与时间相关的序列，这个序列既是实时反映城市交通通行状况，也是城市交通通行状况的历史记录。 

在上述方法中，定位与GPS测速，蓝牙连接与信息交换，与基于互联网的服务器的信息交换等都是公知的，因此，无需赘述。 

本发明的几个关键点是： 

一、定位和GPS测速 

1、就车载导航设备而言，其定位和GPS测速是其基本功能。现在只需要利用车载导航设备的多任务特性，在传统导航设备任务之外新增一个由计时器控制的定位与测速任务。在汽车行驶过程中，由车载导航设备自动定时获取定位信息和根据GPS定位计算车速。 

2、所谓计时器是指每隔一段时间，比如每分钟进行一次定位与GPS测速任务。 

3、由计时器控制得到的定位与GPS测速会形成一个序列值，每个值对应在一个具体时刻城市的一个具体位置所测得的车速，该车速实际上代表了到达该位置前汽车所经过路段或道路的通行状况，该位置即是本发明所称定位。 

4、在本发明中，由车载导航设备GPS功能定位得到的实际是一个定位点，但是，该定位点一定会对应到所位于的具体的路段或道路，也就是说，尽管由定位得到的是一个定位点但这不影响通过该定位点来反映对应路段或道路的通行状况。 

5、将序列值暂存于车载导航设备。由于目前的车载导航设备没有可以实时进行的互联网通讯，因此，经车载导航设备得到的定位与GPS测速只能先暂时存储于车载导航设备中，等待到达蓝牙基站可以与蓝牙基站连接时，才通过汽车的车载蓝牙设备与蓝牙基站交换信息将暂存的序列值传递出去。 

二、蓝牙基站 

1、蓝牙基站的作用是两方面的，一方面面向汽车上的车载蓝牙设备，负责与汽车上的车载蓝牙设备建立连接，交换信息，另一方面面向基于互联网的服务器，与服务器交换信息。 

2、汽车上的车载蓝牙设备与蓝牙基站交换信息是指将通过车载导航设备得到的定位与GPS测速序列值传递给蓝牙基站，同时从蓝牙基站获取由服务器汇总的其他道路通行信息，这些道路通行信息则是由其他汽车的车载导航设备获得的。 

3、通过蓝牙基站进行信息交换，对车主而言是不需要支付通讯费用，因此，不会增加车主负担。 

4、蓝牙基站可以建立在停车场，十字路口，利用汽车进入停车场停车前或等待红绿灯过程中完成蓝牙连接和信息交换。 

三、基于互联网的服务器 

1、基于互联网的服务器实质上是一个城市交通通行信息的汇总设备，且在汇总过程中需要计算多个GPS测速值的平均值。 

2、城市交通通行信息汇总后，既可以向大众提供，成为城市交通实时的智能化管理的数据基础，也可以通过蓝牙基站反馈到汽车的车载导航设备中，成为自动智能导航的依据，可以为车主提供优化的行驶路线选择服务。 

道路是有方向的，可能有去和来两个方向，或单一的去方向，即单行道。本发明进行定位与GPS测速时，考虑了定位的方向性，将获得的GPS测速与道路方向对应。 

由于定位与GPS测速都存在误差，因此，必须分析误差对本发明的影响。 

一、GPS技术应用于定位存在两方面误差，一是街道匹配的误差，二是在街道上具体位置的误差。在本发明中街道上的定位点将对应到街道，本发明是通过街道来反映道路通行状 况的，因此，对于街道上具体位置的误差问题可以忽略。对于街道匹配的误差，如果误差太大则放弃此次定位与GPS测速。 

二、GPS技术应用于GPS测速存在的误差主要是距离误差和时间误差，计算后就表现为速度误差。由于在多数情况下对同一定位点在同一时段可以得到多个GPS测速值，因此，本发明最终通过服务器对外更新的GPS测速值实际是一个多个GPS测速值的平均值。平均值的计算由服务器完成。 

要实现交通管理的智能化、自动化，就需要实时获取数字化的交通通行状况，即本发明所指的城市每条街道的汽车行驶速度。这里的实时需要考虑以下现实。 

在本发明中汽车上的蓝牙设备与蓝牙基站交换信息是位于停车场、十字路口等，由于汽车进入停车场需要等待，在十字路口也需要等待，在等待期间汽车车载导航设备得到的定位与GPS测速值是明显不准确的，因此，需要排除最近的定位与GPS测速值。另一方面由于汽车车载导航设备获取的定位与GPS测速值序列先暂存于车载导航设备，这个暂存时段可能太长，而影响最先获得的定位与GPS测速值失准，因此，需要排除时间太久的定位与GPS测速值。在本发明中，规定有效的定位与GPS测速值是交换信息前2分钟至62分钟内。 

也就是说，本发明所说的实时是当前时刻两分钟前的一小时。尽管这与真正的“实时”存在不同，但是，对于整个城市道路通行状况而言，这个不同是次要的，非本质的。 

本发明的有益效果是： 

一、通过本发明可以直接获取城市每条街道最近时刻的汽车行驶速度，能实时反映城市的交通通行现状。 

二、汽车行驶速度是具有方向性的数字化值。本发明克服了现有城市交通通行管理中不得不大量使用模糊度量值的不足，可以用具体的数字化的速度值替代“道路畅通”或“通行缓慢”等模糊说法。 

三、本发明是实现城市交通自动化的基础，通过服务器对外的实时发布，车载导航设备可以获得最新的道路通行状况信息，实现动态的优化的导航，克服了传统导航技术只能基于静态地图数据，无法根据交通通行现况进行优化的不足。 

四、通过本发明可以进一步进行城市交通智能化改造，自动控制十字路口红绿灯，实现自动的交通分流。 

附图说明

图1是本发明所述系统组成。 

具体实施方式

在本发明方案的阐述过程中已清楚说明本发明的实施方式。 

在本发明中，选用车载蓝牙设备和建立蓝牙基站就说明了从车载导航设备获取的定位与GPS测速序列值是通过蓝牙进行交换的。这种方式是基于现有设备状况而言的。 

如果随着互联网技术进步或网络环境改变，车载导航设备可以直接进行互联网通讯，则本发明基于蓝牙的信息交换就可以改用直接互联网通讯。因此，用互联网通讯、蓝牙通讯或其他无线通讯只是达到通讯目的，达到信息交换目的，是非本质的。换句话说，本发明同样适用用互联网通讯或其他无线通讯替代蓝牙通讯。 

另一方面，定位与GPS测速，从技术上讲也将不断发展变化，但是，本发明的思想是通过卫星或通讯基站获取地理位置信息，从而进一步计算出汽车行驶速度，以此来反映城市交通通行状况，所以，只要定位与GPS测速技术的变化是非本质的，本发明所要求的权利同样适用。 

Claims (1)

1.直接获取城市道路通行速度的方法，步骤是：

1、车载导航设备通过定位与GPS测速任务，定时获取定位与GPS测速，形成序列值，将此序列值暂存于车载导航设备中；

2、当车载蓝牙设备靠近蓝牙基站时，由蓝牙基站自动建立蓝牙基站与车载蓝牙设备的连接并交换信息，交换信息包括两方面，车载导航设备将暂存的定位与GPS测速序列值交换到蓝牙基站，蓝牙基站将从服务器获取的整个城市的定位与GPS测速序列值交换到车载导航设备中；

3、蓝牙基站得到车载导航设备的定位与GPS测速序列值后，即与基于互联网的服务器交换信息，交换的信息包括，蓝牙基站向服务器交换刚得到的车载导航设备的定位与GPS测速序列值，服务器向蓝牙基站反馈汇总的整个城市的定位与GPS测速序列值；

其中，所述序列值，蓝牙设备与蓝牙基站交换信息时取其前2分钟至62分钟的部分；

其中，所述蓝牙基站，建立在停车场、十字路口。

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