CN102402864A - 基于无线通信网络的交互式交通导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通导航技术。本发明针对现有技术在交通导航过程中，缺乏区域内交通路况信息的输入和信息双向互动，导致导航路径不理想，无法有效回避交通拥堵路段，造成车辆行驶时间延长，不能满足驾车出行要求的缺点，公开了一种基于无线通信网络的交互式交通导航方法及系统，以提高交通管理效率和导航路径的合理性。本发明基于当前已经成熟或者已经应用的技术为车辆驾驶员提供道路交通状况的直观呈现，通过从本车位置到终点各条行驶线路的动态比较和优选，尽可能回避前方的拥堵路段，按照同向车辆达到某地的时间顺序，适当动态分流部分车辆，科学规划出车辆最佳行驶路径，从而有效提升车辆驾驶员交通参与的主动性，实现动态智能交通导航的目的。

Description

基于无线通信网络的交互式交通导航方法及系统

技术领域

本发明涉及交通导航技术，特别涉及一种基于GPS和无线通信网络的交互式交通导航方法和系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，家庭轿车的拥有量日益增长，截至2009年底，全国机动车保有量已经突破1.8亿辆，其中汽车保有量已经接近8千万辆。由于国内城市道路建设的速度远远跟不上机动车数量的增长，因此造成了交通压力迅速增大，道路交通拥堵已成为人们驾车出行遇到的头号难题。交通拥堵带来的不仅是交通参与者时间上的损失，同时交通秩序的混乱会进一步加剧拥堵状况，影响驾驶员情绪，造成交通事故的上升；更重要的是频繁的拥堵使车辆长时间处于怠速行驶状态，将会增加汽车燃料的无效消耗，造成汽车尾气的大量排放，影响空气质量，恶化居住和生活环境。要逐步缓解交通拥堵的状况，除了加快城市道路的建设速度外，对车辆和交通实行智能化管理，合理规划车辆出行的行驶路线，充分发挥现有交通设施的通行能力就显得尤为迫切和必要。

从目前来看，车辆驾驶员在参与交通的过程中基本上是处于被动参与的状态。从每个车辆驾驶员的驾车经历就可以看出，当驾驶员驾车出行的时候，他对到达目的地途经道路的交通状况是基本不清楚的，他将经过的道路有可能正好是城市中最拥堵的路线，这时候由于驾驶员并不知情，他也只能按照自己以往的经验朝最拥堵的道路驶去，从而丧失了在最初出发时选择另一条更快捷线路的机会。只有等到驾驶员发现前方交通拥堵的时候，他才会临时选择自己认为的快捷线路，但这个时候，驾驶员一方面已经错过了最佳的行驶线路，另一方面他所选择的临时线路往往都并不快捷，因为这条临时选择的线路很大程度上也会被达到该路段的其他驾驶员所选择，从而造成所选临时线路的二次拥堵，行驶时间同样被浪费。因此，不改变车辆驾驶员被动参与交通的角色，这种行驶线路的“非优选择”就会始终存在，道路交通压力就不能更好地得到缓解。

国内目前正处于城市化高速发展的时期，旧城区不断改造，新城区不断建设，城市路网状况日新月异，派生出很多新的道路；同时，交通管理部门为了提高路网通行效率，缓解道路交通压力，也经常对片区路网进行通行调整和限制行驶，这就造成了驾驶员在行驶过程中经常会突然面临陌生的道路和不适应的交通通行方案(主要是限行规定，如单行道、转弯限制等)，从而感觉不知所措。在这种情况下，车载导航仪就受到了很多驾驶员的欢迎，它能够帮助驾驶员更快地识别和规划行驶线路，从而达到直观、方便、快捷的目的。但是目前的车载导航仪基本都只是单向接收卫星信号，只能在屏幕上标示出本车的坐标点以及从起点到终点的最短规划线路，同样无法知晓所规划线路上的交通状况，无助于驾驶员回避拥堵路段、选择最佳行驶线路的目的，因此现有的车载导航仪并不能有效提升车辆驾驶员参与交通的主动性。

从现有广泛应用的定位技术来看，主要分为两类：一类是卫星定位(代表性的如GPS(全球定位系统))，另一类是无线通信网络定位。目前基于GPS系统的车辆定位技术已经非常成熟，其优点是卫星信号向地面进行单向传输，车辆定位服务可以不需支付任何费用，定位误差相对较小；但是该技术需要定位仪器对三颗以上在轨的导航卫星进行观测和信号接收，卫星信号的接收质量受当时的气象条件、建筑物、桥梁、隧道和树木等状况的影响，因此很难实现全天候的定位服务，同时定位精度也受到干扰，开机响应较慢。

随着移动通信技术的发展和大规模普及应用，无线通信网络的基站建设和信号覆盖已经能够满足语音通信和数据传输等多方面的业务需求，这其中也包括移动定位服务。基于无线通信网络的定位技术是通过对接收到的无线电信号进行某些参数的测量，并根据基站坐标，通过特定的算法解析出被测物体的位置坐标。利用无线通信网络来实现车辆定位，其优点是通信信号的覆盖面广，基本不受气象条件和建筑物遮挡的影响，能够提供全天候的定位服务，而且开机响应速度较快。其缺点是会产生相应的服务费用，且定位精度较低。

上述两种定位技术虽各有其优缺点，但是各自的优缺点在使用过程中能够彼此进行互补。目前在技术上，综合了全球定位系统和无线通信网络定位的混合定位技术已经成为成熟技术，并投入了实际应用。它结合了卫星定位和地面定位技术的优点，能够为车辆提供全天候、高精度、快速响应的移动定位服务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术在交通导航过程中，车辆只是进行本车坐标定位或位置查询，同时只能从本车自身角度出发规划最短行驶路径，缺乏区域内交通路况信息的输入和信息双向互动，导致所提供的导航路径不理想，无法有效回避交通拥堵路段，造成车辆行驶时间延长，不能满足驾车出行要求的缺点，提供一种基于无线通信网络的交互式交通导航方法及系统，以提高交通管理效率和导航路径的合理性。

本发明解决所述技术问题，采用的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，包括如下步骤：

A、车辆将其实时位置坐标和目的地坐标发送到控制中心；

B、控制中心将接收到的每辆车的位置坐标标注到电子地图上，并结合其采集的交通路况信息建立区域车辆动态分布图；

C、控制中心根据区域车辆动态分布图，结合道路情况为每辆车规划行驶路线，并将该行驶路线和区域车辆动态分布图发送到对应车辆的车载导航设备上；

D、车辆接收控制中心的导航信息，按照所述行驶路线行驶。

具体的，步骤A中，车辆的实时位置坐标通过GPS系统和无线通信网络联合定位获得。

具体的，步骤B中，采集的交通路况信息是指除车辆传送的位置坐标以外的其他交通信息，包括但不限于由天网系统采集的道路车辆分布密度、相关部门发布的交通信息。

具体的，步骤C中，所述道路情况包括但不限于：交通管理部门规划的道路通行方案、每条道路的限速值、车道数量、交叉路口数量及车辆排队等待时间。

进一步的，车辆在行驶过程中保持与控制中心的信息交互。

更具体的，所述信息交互包括：车辆实时地将其位置坐标和/或变化了的目的地坐标传送到控制中心；控制中心实时地向车辆传送更新的车辆导航信息。

本发明的基于无线通信网络的交互式交通导航系统，由车载导航设备和控制中心构成。所述车载导航设备包括通信模块、定位模块、存储模块和显示模块：

所述通信模块，通过无线通信网络与控制中心保持联系，用于与控制中心进行信息交互；

所述定位模块，接收定位数据，根据接收的数据进行车辆定位，并将定位坐标传送到存储模块；

所述存储模块，用于存储车辆的坐标及其接收的控制中心传输的数据和信息；

所述显示模块，与存储模块连接，用于显示控制中心传送的车辆导航信息。

所述控制中心包括，数据采集模块、数据交互模块、运算处理模块、数据存储模块和中心显示模块：

所述数据采集模块，通过天网系统及各种监控装置采集交通路况信息，并向数据存储模块传送数据；

所述数据交互模块，与数据存储模块连接，通过无线通信网络接收车辆的位置坐标及目的地坐标，并向车辆传送导航信息；

所述运算处理模块，用于对数据采集模块和数据交互模块传送的数据进行运算处理，实时地生成各车辆的导航信息；

所述数据存储模块，用于存储输入和输出控制中心的各种数据及系统控制程序，并进行数据库的实时更新；

所述中心显示模块，用于控制中心显示整个区域的动态交通状况。

具体的，所述通信模块基于GSM网络、CDMA2000网络、WCDMA网络或TD-SCDMA网络。

具体的，所述定位模块根据GPS系统数据信号和/或通信网络数据信号进行定位。

进一步的，所述车载设备和控制中心实时进行信息交互。

本发明的有益效果是，能够实时地生成整个区域内的交通态势电子地图，从区域全局的角度为车辆规划一条到达目的地的最佳路径，充分发挥现有交通设施的通行能力。在本发明中，每一个交通参与者(驾驶员)都是区域内交通管理的主导者，其实时传输的信息为控制中心进行车辆导航和交通规划提供了依据，使控制中心能够实时、全面地掌握整个区域的车辆交通状况，而反过来控制中心又能够为每辆车的行驶提供导航帮助，整个过程动态进行，车辆坐标信息和导航信息实时更新，全面提高了车辆导航的适应性和实时性。

附图说明

图1是本发明的车辆导航流程图；

图2是实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明基于当前已经成熟或者已经应用的定位技术和无线通信技术，为车辆驾驶员提供道路交通状况的直观呈现，通过从本车位置到终点各条行驶线路的动态比较和优选，尽可能回避前方的拥堵路段，按照同向车辆达到某地的时间顺序，适当动态分流部分车辆，科学规划出车辆最佳行驶路径，从而有效提升车辆驾驶员交通参与的主动性，实现动态智能交通导航的目的。

实施例

本例的基于无线通信网络的交互式交通导航方法步骤如图1所示，包括：

第一步、车辆通过GPS系统和无线通信网络联合定位获得车辆的实时坐标，将其实时位置坐标和目的地坐标发送到控制中心。

第二步、控制中心将所接收到的每辆车的位置坐标标注到电子地图上，并结合其采集的交通路况信息建立区域车辆动态分布图。控制中心采集的交通路况信息是指除车辆传送的位置坐标以外的其他交通信息，如由天网系统采集的道路车辆分布密度、相关部门发布的交通信息。控制中心根据采集的这些信息，结合数据库中的电子地图，生成整个区域的车辆动态分布图(或称为区域交通态势图)。

第三步、控制中心根据区域车辆动态分布图，结合道路情况为每辆车规划行驶路线，并为该行驶路线配上相应导航指令，连同区域车辆动态分布图发送到对应车辆的车载导航设备上。这里的道路情况包括交通管理部门规划的道路通行方案(包括车辆在道路上的行驶方向、交叉路口的转向规定等)、每条道路的限速要求、道路车道数量、路径上的交叉路口数量及每个路口需要等待的时间等。控制中心根据这些道路情况，合理分配车辆流量，进一步优化车辆行驶路径。

第四步、车辆接收控制中心的导航信息，按照所述行驶路线行驶，并在行驶过程中保持与控制中心的信息交互。车辆在行驶过程中，坐标位置不断变化，需要实时地将其位置坐标传送到控制中心。同时在此过程中道路的车辆数量有可能发生改变，本车辆也有可能改变目的地，这些信息都需要实时地传送到控制中心，控制中心根据这些交通态势的实时变化，动态地更新车辆行驶路线和导航信息并传送到对应的车载导航设备。这些都需要车辆与控制中心保持实时的信息交互。

本例的基于无线通信网络的交互式交通导航系统结构如图2所示，由车载设备和控制中心两部分构成。车载设备包括通信模块、定位模块、存储模块和显示模块。其中：

本例通信模块，可以是基于GSM网络、CDMA2000网络、WCDMA网络或TD-SCDMA网络的通信模块，车载设备通过这些通信网络与控制中心保持通信联系，与控制中心进行信息交互。

本例定位模块，可以通过接收GPS系统数据信号和/或通信网络数据信号进行定位，并将车辆定位坐标传送到存储模块，由存储模块存储，并通过通信模块向控制中心传送。

本例存储模块，选用半导体存储器，用于存储车辆的坐标及其接收的控制中心传输的数据和信息。

本例的显示模块，采用液晶显示屏，与存储模块连接，将接收的由控制中心传送的导航信息显示在屏幕上，配合车辆的语音系统进行语音导航提示。

本例控制中心包括，数据采集模块、数据交互模块、运算处理模块、数据存储模块和中心显示模块，如图2：

本例数据采集模块，利用现有技术的天网系统及各种监控装置采集交通路况信息，并向数据存储模块传送数据。这些数据包括道路车辆分布密度、相关部门发布的交通信息等方面。

本例数据交互模块，与数据存储模块连接，通过通信网络接收车辆发送的位置坐标及目的地坐标，并向车辆传送导航信息。车载设备和控制中心在车辆行驶过程中，实时地保持信息交互，数据交互模块一方面接收车辆实时坐标的变化，另一方面传输控制中心实时更新的导航信息。

本例运算处理模块，是控制中心的中枢，主要用于对数据存储模块中存储的数据进行运算处理，实时地生成各车辆的导航信息；

本例数据存储模块，可以是专门的数据存储器，用于存储输入和输出控制中心的各种数据及系统控制程序，并进行数据库的实时更新；

本例中心显示模块，可以是大型的LED显示屏，用于控制中心显示整个区域的动态交通状况。

本发明采用车载设备与控制中心的两级架构，从整体上看，系统架构相对简单，管理和功能更集中，便于日常的运营和维护管理，能够有效降低系统的运营成本。因此本发明具有良好的经济性。

Claims (10)

1.基于无线通信网络的交互式交通导航方法，包括如下步骤：

A、车辆将其实时位置坐标和目的地坐标发送到控制中心；

B、控制中心将接收到的每辆车的位置坐标标注到电子地图上，并结合其采集的交通路况信息建立区域车辆动态分布图；

C、控制中心根据区域车辆动态分布图，结合道路情况为每辆车规划行驶路线，并将该行驶路线和区域车辆动态分布图发送到对应车辆的车载导航设备上；

D、车辆接收控制中心的导航信息，按照所述行驶路线行驶。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，其特征在于，步骤A中，车辆的实时位置坐标通过GPS系统和无线通信网络联合定位获得。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，其特征在于，步骤B中，采集的交通路况信息是指除车辆传送的位置坐标以外的其他交通信息，包括但不限于由天网系统采集的道路车辆分布密度、相关部门发布的交通信息。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，其特征在于，步骤C中，所述道路情况包括但不限于：交通管理部门规划的道路通行方案、每条道路的限速值、车道数量、交叉路口数量及车辆排队等待时间。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，其特征在于，车辆在行驶过程中保持与控制中心的信息交互。

6.根据权利要求5所述的基于无线通信网络的交互式交通导航方法，其特征在于，所述信息交互包括：车辆实时地将其位置坐标和/或变化了的目的地坐标传送到控制中心；控制中心实时地向车辆传送更新的车辆导航信息。

7.基于无线通信网络的交互式交通导航系统，由车载导航设备和控制中心构成。所述车载导航设备包括通信模块、定位模块、存储模块和显示模块：

所述通信模块，通过无线通信网络与控制中心保持联系，用于与控制中心进行信息交互；

所述定位模块，接收定位数据，根据接收的数据进行车辆定位，并将定位坐标传送到存储模块；

所述存储模块，用于存储车辆的坐标及其接收的控制中心传输的数据和信息；

所述显示模块，与存储模块连接，用于显示控制中心传送的车辆导航信息。

所述控制中心包括，数据采集模块、数据交互模块、运算处理模块、数据存储模块和中心显示模块：

所述数据采集模块，通过天网系统及各种监控装置采集交通路况信息，并向数据存储模块传送数据；

所述数据交互模块，与数据存储模块连接，通过无线通信网络接收车辆的位置坐标及目的地坐标，并向车辆传送导航信息；

所述运算处理模块，用于对数据采集模块和数据交互模块传送的数据进行运算处理，实时地生成各车辆的导航信息；

所述数据存储模块，用于存储输入和输出控制中心的各种数据及系统控制程序，并进行数据库的实时更新；

所述中心显示模块，用于控制中心显示整个区域的动态交通状况。

8.根据权利要求7所述的基于无线通信网络的交互式交通导航系统，其特征在于，所述通信模块基于GSM网络、CDMA2000网络、WCDMA网络或TD-SCDMA网络。

9.根据权利要求7或8所述的基于无线通信网络的交互式交通导航系统，其特征在于，所述定位模块根据GPS系统数据信号和/或通信网络数据信号进行定位。

10.根据权利要求9所述的基于无线通信网络的交互式交通导航系统，其特征在于，所述车载设备和控制中心实时进行信息交互。

Images