CN102622879A - 交通信息提供装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够基于用户请求输出与现有技术相比准确度更高的交通信息的交通信息提供装置。该交通信息提供装置具有：信息接收部，接收浮动车数据和用户请求路线数据；数据存储部，存储浮动车数据、用户请求路线数据以及地图数据；地图匹配部，对浮动车数据和地图数据进行匹配，确定浮动车数据所对应的定位点数据；数据筛选部，基于定位点数据和用户请求路线数据，从数据存储部中存储的浮动车数据中筛选出与用户请求路线全部吻合或部分吻合的定位点数据所对应的浮动车数据；以及交通信息预测部，基于筛选出的浮动车数据，计算用户请求路线的交通信息；在某一时刻，针对不同用户请求路线中的相同路段，所计算出的该路段的交通信息不同。

Description

交通信息提供装置

技术领域

本发明涉及实时交通信息采集领域，更具体地，涉及一种计算道路拥堵程度的交通信息提供装置和方法。

背景技术

近年来，随着城市化的发展，越来越多的城市利用浮动车技术采集交通信息，计算道路拥堵程度。

这里，“浮动车”是指能够向采集系统提供所在位置和速度等与行驶有关的信息的车辆，所谓“浮动车技术”是指利用由浮动车提供的信息来计算目标道路的拥堵程度的技术。例如，在日本专利07-029098(1995)、美国专利6546330(2003年)、中国专利申请200610112606.X、中国专利申请200710087223.6、中国专利申请200810112607.3等中都提出了浮动车信息处理系统和方法。这些专利文献虽然在具体的细节上各有不同，但其基本原理都是一样的，即，首先采集浮动车上传的GPS(Global Position System：全球定位系统)信息，然后将GPS信息所表示的GPS点匹配到地图上，利用规定的两点之间的各个浮动车行驶距离和时间，计算车辆的速度，利用多个浮动车的平均速度来体现道路的拥堵程度。

浮动车技术虽然被研究了很多年，但在实际应用过程中，浮动车系统的精度仍然不是很高。其原因在于，一方面，由于GPS精度不高导致地图匹配错误，GPS点采样频率不高导致对车辆行驶距离计算错误，浮动车数量不多导致浮动车的道路覆盖率低不能准确代表道路上真实情况。理论上来说，提高系统的硬件性能，例如提高GPS设备的精度，增加GPS点的采样频率，增加浮动车的数量能够提高精度。但是这样做会增加系统的投入和运营成本，在商业上缺乏可行性。

另一方面，即使GPS定位精度提高了，匹配不出错，现有浮动车系统发布的交通信息也存在与用户体验有较大差距的问题，即发布的交通信息中显示某条道路为畅通，但用户实际体验的可能是拥堵。因此现有的交通信息提供装置的预测信息准确性较差。

这主要是因为，在同一道路上，不同流向的车辆，其速度有较大差别。特别是在中国，由于右转车辆大部分情况下不需要等待交通信号灯，所以通行速度往往大于直行车辆。并且，由于大部分道路上去往不同路段(方向)的车辆在道口所等待的时间不同，因此，即使在同一路段上，由于所在车道(左转、右转、直行)不同，车辆的速度等信息差别较大。但是，现有的交通信息提供装置在计算交通信息时，是将某条路段上存在的所有浮动车的数据平均化进行计算，并不考虑各个浮动车的前进方向以及前后路段之间的关系。其结果，如果某条道路上大部分浮动车是直行的，并且由于等待红灯，平均速度比较慢，那么现有的交通信息提供装置所输出的结果是车行缓慢，该路段拥堵。但是对于一个在该路段右转的汽车来说，由于不需要等待交通信号灯，那么用户的驾驶体验可能是该路段畅通，与现有的交通信息提供装置的输出结果相反。

由于以上原因，现有的交通信息提供装置存在GPS精度要求高、样本计算数据大以及无法为用户提供准确的指引的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高了交通信息准确度的交通信息提供装置。本发明的交通信息提供装置能够基于用户请求，输出与现有技术相比准确度更高的交通信息。

本发明的交通信息提供装置是一种基于用户请求路线的交通信息提供装置，其特征在于，具有：信息接收部，接收浮动车数据和用户请求路线数据；数据存储部，存储所述浮动车数据、用户请求路线数据以及地图数据；地图匹配部，对浮动车数据和地图数据进行匹配，确定浮动车数据所对应的定位点数据；数据筛选部，基于定位点数据和用户请求路线数据，从所述数据存储部中存储的浮动车数据中筛选出与用户请求路线全部吻合或部分吻合的定位点数据所对应的浮动车数据；以及交通信息预测部，基于所述数据筛选部筛选出的浮动车数据，计算用户请求路线的交通信息；在某一时刻，针对不同用户请求路线中的相同路段，所计算出的该路段的交通信息不同。

根据本发明，交通信息提供装置基于用户请求的路线，实时生成该路线上的每条道路的交通信息。由于同一道路上的存在驶往不同方向的浮动车，用户对拥堵的感觉可能不同，本发明所生成的道路交通信息能够依据用户的行驶方向给出符合用户驾驶体验的交通信息。

此外，也可以是，交通信息预测部在计算某个路段的交通信息时，不采用该路段是行驶方向上浮动车移动轨迹与用户请求路线相吻合的连续部分中的最后一个吻合路段的浮动车的浮动车数据。

根据该技术方案，能够排出无法体现前进方向性的浮动车的数据，从而使得交通信息预测部所采用的数据更加准确。

此外，也可以是，所述数据筛选部在筛选浮动车数据时，按规定的时间窗筛选浮动车数据。

根据该技术方案，能够使用最新的浮动车数据，从而提高交通信息提供装置的实时性。

此外，也可以是，本发明的交通信息提供装置还具有交通信息自修正部，该交通信息自修正部对由数据筛选部筛选出的浮动车数据进行再次筛选，将再次筛选出的浮动车数据作为参考数据，利用根据参考数据计算出的交通信息对由交通信息预测部计算出的交通信息进行修正。

通过对数据筛选部筛选出的浮动车数据进行修正，能够进一步提高交通信息提供装置的准确度。

此外，也可以是，所述交通信息自修正部从数据筛选部筛选出的浮动车数据中提取匹配到路段端点的浮动车数据作为参考数据，所述路段至少包括一个路链或由交通信息自修正部设定的虚拟路链。

通过使得交通信息自修正部能够根据定位点的情况自行设定虚拟路链，从而能够更加灵活地设定参考数据，能够进一步提高交通信息提供装置的准确度。

本发明基于浮动车上传的GPS数据，根据用户请求的路线，沿着该路线计算实时交通信息，使得最终提供给用户的实时交通信息更加准确，更加符合用户体验。

附图说明

图1是实施方式1的系统硬件结构图。

图2是实施方式1的系统流程图。

图3是表示数据存储部中存储的浮动车数据的示例的附图。

图4是表示数据存储部中存储的用户请求路线信息的示例的附图。

图5是表示用户请求路线在地图上的显示示例的附图。

图6是表示浮动车数据与地图数据的匹配结果的示例的附图。

图7是表示数据筛选部所执行的浮动车轨迹筛选处理以及交通信息预测部所执行的实时交通信息预测处理的流程图。

图8是构成浮动车轨迹的GPS点的示例图。

图9是表示浮动车轨迹筛选结果示例的附图。

图10是表示根据浮动车数据计算出的在浮动车各路链上的速度的附图。

图11是表示根据浮动车数据计算出的浮动车各路链的平均速度的附图。

图12是实施方式2的系统硬件结构图。

图13是实施方式2的系统流程图。

图14是交通信息自修正部所执行的自修正处理的流程图。

图15是表示根据浮动车数据计算出的参考速度的示例的附图。

图16是表示表示各路链的平均参考速度的示例的附图。

图17是表示参考路线及其平均参考速度的示例的附图。

图18是表示个性化交通信息显示样例的附图。

图19是表示浮动车轨迹和用户请求路线吻合示例的附图。图19(a)表示用户请求路线与浮动车轨迹完全吻合，图19(b)表示用户请求路线与浮动车轨迹部分吻合，图19(c)表示用户请求路线与浮动车轨迹部分吻合的其他例子，图19(d)用户请求路线与浮动车轨迹部分吻合的另一其他例子。

具体实施方式

(实施方式1)

下面，参考附图描述本发明的优选的实施方式1。在附图中，对于相同的部件赋予相同的标号。此外，在本发明的下列描述中，省略对公知技术中已知的功能和配置的详细描述，以避免使本发明的主题不清楚。

图1是本发明实施方式1的硬件结构图，如图1所示，交通信息提供装置所在的信息提供系统中包含数据存储部100、地图匹配部200、数据筛选部300、交通信息预测部400、通信装置600、以及用户终端设备800。其中，数据存储部100、地图匹配部200、数据筛选部300以及交通信息预测部400构成本发明的交通信息提供装置。

数据存储部100作为存储部件，能够采用现有技术中可实现数据存储功能的所有存储装置来实现，例如RAM、ROM、存储卡、半导体存储器等。在数据存储部100中保存有从浮动车上传的浮动车数据、地图数据、用户所指定的用户请求路线数据、定位点数据、路链信息等与信息提供相关的各种数据。

图3表示了浮动车数据的例子，主要包括车辆ID、时间、位置经度、位置纬度。在本实施方式中，浮动车主要是出租车，浮动车还可以是公共汽车或私家车等等，只要能上传GPS数据，都可以作为本系统的浮动车。

地图数据包含例如道路名称、道路经纬度坐标、道路周围兴趣点等各种各样的数据。此外，地图数据的格式也可以有很多种，因为是公知的内容，在此处省略具体描述。

用户请求路线数据中存储了用户请求的路线信息，主要是路线上的路链信息。路线信息可以是预先存储在数据存储部100中的，也可以是由导航仪计算路线后将路线上传到数据存储部100中的。图4是表示数据存储部100中存储的用户请求路线信息的示例的附图。如图4所示，路线信息包括用户编号、路线编号、时间、路链序号、路链编号。

在本领域，“路链”是构成道路网络的有向边[ISO19133]，在本发明中将地图中道路称为路链，是指在交通信息提供中构成路线的各个规定路段。并且，地图的路网是由一条条路链、路链间的节点所组成的，因此，交通信息提供装置针对两个节点之间的路链提供具体的交通信息。

每个用户可能有多条路线，所以需要路线编号来区分每条路线。每条路线下一般包含多个路链，路链编号为路链在地图中的唯一编号，路链序号从小到大标明了各路链在路线上的连接顺序，即行驶方向是将按照序号从小到大的顺序，沿着路线中的各条路链行驶的。当然，图4中仅示出了一例，但是序号的顺序并不限于此，例如也可以按照从大到小的顺序对路链赋予序号，只要能够表明各个路链在沿着路线的连接顺序，可以采用任意序号顺序。图4中的“时间”是用户发送请求的时间，可以理解为用户想查询某一时刻的某条路线上各路链的交通信息。用户编号、路线编号、路链序号三者共同唯一确定一条记录。

图5是表示用户请求路线在地图上的显示示例的附图。其中，如图5所示，图中粗线部分表示的路线是图4中表示的用户U12355的路线1在地图上的显示。

本发明的交通信息提供装置的其他构成部件可以通过集成电路实现。既可以单独地单芯片化，也可以包括一部分或全部地被单芯片化。并且，还能够通过将其功能模块化后通过计算机来执行。

具体来说，地图匹配部200将从浮动车上传到数据存储部100中的浮动车GPS数据匹配到地图的路链上，从而生成定位点数据(一般是GPS点)，并将所生成的定位点数据(匹配信息)保存到数据存储部100。

由于出租车上安装的都是民用GPS，精度不是很高，GPS经常会发生漂移，即经纬度坐标不是正好落在某路链上，而在几条路链之间的某个地方。此时如果只将浮动车的GPS坐标直接匹配上最近的一条路链上，那么可能会出错，因此将离浮动车的GPS坐标最近的前几条路链都作为候选的道路，然后利用路链的连通性原则来最终判断浮动车实际上行驶在哪条路链上。这里采用GPS系统采集数据，但是当然也可以利用其他定位手段来采集数据。

图6是表示浮动车数据与地图数据的匹配结果的示例的附图。如图6所示，编号1300879的浮动车实际行驶的轨迹如阴影部分所显示的那样，是沿着路链500730、500731、500732、500845。由于GPS数据的漂移，每个GPS点可能都有多个候选匹配路链，在地图匹配这一步骤中，并不用决定选取哪条路链作为最终匹配路链，而只是列出多个候选匹配路链，数量例如为4个。图6中数据按照车辆编号进行排序，同一辆车的匹配信息都保存在一块，实际上就是保存了每辆车的轨迹信息。此外，这里仅举出了匹配的一例，关于GPS数据在地图上的匹配技术能够采用现在技术中的其他任意公知方法。因此，在此处省略更加具体的详细说明。

数据筛选部300基于地图匹配部输出的定位点数据和用户请求路线数据，从存储在数据存储部100中的浮动车数据中筛选出浮动车轨迹与用户请求路线全部吻合或部分吻合的定位点数据所对应的浮动车数据。即，通过数据筛选部300的筛选，选择出地图上的行进路线在多个路段(或路链)上与用户的请求路线相同或部分相同的浮动车，将所选择出的浮动车的相关数据作为交通信息提供装置所实际参照的浮动车数据。关于数据筛选部300的动作在后面详细说明。

交通信息预测部400基于数据筛选部300筛选出的浮动车数据，计算用户请求路线的交通信息，由于预先由数据筛选部300按照用户请求路线对浮动车数据进行了筛选，因此，在某一时刻，针对不同用户请求路线中的相同路段，所计算出的该路段的交通信息并不相同。其中，用户请求路线的交通信息由构成该用户请求路线的各个路段的交通信息构成，也可以单独向用户提供用户请求路线上的特定路段的交通信息。例如在用户请求路线上的该路段是否拥堵等信息。关于交通信息预测部400的动作在后面详细说明。

通信装置600能够与外部设备进行通信，从而与用户终端设备800相配合，来受理用户对请求路线的输入，或者通过用户终端设备800将交通信息预测部400所计算出的交通信息通知给用户。其中，用户对请求路线的输入，即可以是车辆的起点与终点，也可以是地图上指定的某个路线。

图2是实施方式1的系统工作流程图。其中，浮动车数据110(位于数据存储部100中)中保存了各个浮动车辆上传的GPS数据，包括浮动车实时的位置和速度等。浮动车如何上传GPS数据到中心系统是公知的技术，在本发明中不再进行具体描述。

接着，地图匹配部200将浮动车GPS数据匹配到数据存储部100中预先保存的地图的各个路链上，并将匹配信息作为定位点数据140保存到数据存储部100中。

数据筛选部300基于数据存储部100中存储的定位点数据140和用户请求路线数据，从存储在数据存储部100中的浮动车数据中筛选出浮动车轨迹与用户请求路线全部吻合或部分吻合的浮动车数据。

接下来，交通信息预测部400按照用户请求路线上的每个路链，利用数据筛选部300所筛选出的该路链上的浮动车数据，计算所筛选出的浮动车数据所代表的浮动车的平均速度，作为用户请求路线上的各个路链的平均速度。这里将交通信息预测部400生成的平均速度等数据定义为用户路链数据。

交通信息预测部400将计算出来的路链速度数据保存到数据存储部100中。

通信装置600在接收到用户的请求后，将用户请求路线数据130发送到交通信息提供装置，从而保存到交通信息提供装置的数据存储部100中。并且，通信装置600还负责将交通信息提供装置根据用户请求路线计算出来的用户路链数据作为交通信息反馈给用户终端设备800。

在该系统工作流程图中，数据筛选部300挑选出轨迹与用户请求路线完全吻合或部分吻合的浮动车，然后交通信息预测部400利用且仅利用这些浮动车的数据计算用户请求路线上的实时交通信息。以下利用附图7来具体说明数据筛选部300及交通信息预测部400的动作。

图7是表示数据筛选部300所执行的浮动车轨迹筛选处理以及交通信息预测部400所执行的实时交通信息预测处理的流程图。

如图7所示，步骤S310～步骤S330示出了数据筛选部300所执行的浮动车轨迹筛选处理。其中，在步骤S310中，数据筛选部300能够利用任意可确认浮动车范围的浮动车对象选定方法，初步选择符合条件的浮动车作为交通信息预测处理中要使用的浮动车候选。在本实施方式中，按照时间范围选定目标路线上的浮动车候选。具体来说，数据筛选部300选取规定时间窗内的浮动车数据，时间窗的大小可以调整，来表示某一时间段。由图3可知浮动车数据中含有时间信息，如果设定时间窗大小为Tw分钟，当前时间为Tc时刻，那么就将GPS时间与当前时间Tc差值在Tw分钟内的GPS数据挑选出来，进入下一步操作。

步骤S310中进行的初步筛选的作用是为了交通信息提供装置计算出来的交通信息的时效性，所以优选将太旧的数据除去。此外，该步骤S310并不是必需的，并且也可以使用其他现有的浮动车范围选择方法来进行。例如每隔几分钟更新一次路网的信息等方法。

在本实施方式，由于一个时间窗内一辆正在行驶的浮动车在用户请求路线上往往有多个连续的GPS点入选，每个GPS点在地图上可能有多个候选匹配点，其存储形式如图6所示。因此，步骤S310实际上选出的是时间窗内的浮动车所经过的轨迹。

接着，数据筛选部300在步骤S320中将在步骤S310中初步筛选出的浮动车轨迹与用户请求路线进行比较，找出浮动车轨迹与用户请求路线完全吻合或部分吻合的浮动车。

具体来说，在步骤S322，数据筛选部300计算在步骤S310中初步筛选出的浮动车轨迹中的GPS点是否在用户请求路线上。每个GPS点一般有多个候选匹配点，这些候选匹配点都是位于路链上的点，如果该候选匹配点所属路链是属于用户请求路线，即图6中的路链编号存在于图4中的路链编号中，那么就认为该候选匹配点属于用户请求路线上，这里，一个GPS点只要有一个候选匹配点位于用户请求路线上，就认为该GPS点是位于用户请求路线上。

接着，在步骤S324，数据筛选部300判断浮动车轨迹是否与用户请求路线部分或者完全吻合。

这里，由于在步骤S322中判断出的浮动车轨迹上的GPS点可能连续多个点都是位于用户请求路线上，也可能间断地位于用户请求路线上，即不是所有点都位于用户请求路线上，因此，如果多个连续的浮动车轨迹上的GPS点位于用户请求路线上，并且这些GPS点的个数占浮动车轨迹上的GPS点个数的百分比达到规定值R(例如设定为80％)，则认为浮动车轨迹与用户请求路线是部分吻合，如果R＝100％，则认为浮动车轨迹与用户请求路线是完全吻合。

例如，参照图4与图6来进行说明。假设用户U12355在时间14:23请求路线1的交通信息，步骤S310中的时间窗为10分钟，那么图6中车辆编号为1300879的浮动车在14:20:30上传的GPS数据点将被挑选到步骤S320中进行处理，该点经纬度坐标为116.201E、39.906N，其候选匹配路链之一500730位于用户U12355的路线1上，所以根据前述步骤S322，该GPS点属于用户请求路线上。编号为1300879的浮动车的前四个连续的GPS点(如图6所示)都属于用户U12355的路线1上，最后一个GPS点不在用户U12355的路线1上，根据步骤S324，浮动车1300879的轨迹与用户U12355的路线1是部分吻合。

接下来数据筛选部300在步骤S330整理在步骤S320中挑选出来的各个浮动车轨迹，如果浮动车轨迹完全吻合用户请求路线，那么就保留浮动车轨迹中的所有GPS点。如果浮动车轨迹部分吻合用户请求路线，则删除浮动车轨迹中不位于用户请求路线上的GPS点。

如图8所示，浮动车的5个GPS点1、2、3、4、5构成该浮动车的轨迹，该轨迹与用户U12355的路线1部分吻合，即GPS点1、2、3、4位于用户请求路线上，但点5不位于用户请求路线上，此时点4到点5之间计算出来的交通信息的方向性与用户请求路线不一致，所以没有计算的必要，故删除GPS点5，只保留GPS点1、2、3、4形成的轨迹用于后继计算。

经过前述步骤S330整理得到的浮动车数据如图9所示。数据筛选部300将整理出来的数据传送给交通信息预测部400，从而进入步骤S410。

在步骤S410，交通信息预测部400利用经步骤S330处理后的浮动车数据，计算每辆浮动车在其轨迹中的各路链上的速度，其计算结果如图10所示。

接着，在步骤S420交通信息预测部400根据在步骤S410得到的各浮动车在各路链上的速度数据，计算每条路链的平均速度，其计算结果如图11所示。图10和图11中的时间与图5中的时间相对应，即都反映的是用户设定路线的时间。并且，只要所选定的浮动车数据确定，则步骤S410和步骤S420中说明书的利用所选定的浮动车数据计算交通信息的技术可以使用本领域中已有的计算方法，并且不是本发明的重点，所以本发明中不再具体描述。

接着，本发明的交通信息提供装置能够经由通信装置600将根据用户请求路线计算出来的保存在数据存储部100中的路链交通信息反馈给用户终端设备800。

这里，数据筛选部300保留所有候选匹配点，通过对轨迹的比对来确定吻合的部分。但本发明并不限于此，也可以将定位点与用户请求路线进行匹配，将位于用户请求路线上的定位点作为吻合的GPS点。

此外，本发明中的用户终端设备800可以是车载导航仪、智能手机、客户端应用程序等。因为用户终端设备不是本发明的重点，所以对其内部结构不再仔细描述。用户终端设备800能够经由通信装置600向本发明的交通信息提供装置请求基于用户请求路线的交通信息，或者经由通信装置600向本发明的交通信息提供装置发送路线信息或预存路线信息，或向交通信息提供装置发送起终点信息而由中心系统代为计算一条路线。中心系统计算出基于用户请求路线的交通信息后，将路线上的各路链的交通信息经由通信装置600发送给用户终端设备800，该设备在用户界面上显示用户请求路线及其上的交通信息。

以下，与现有技术相比较，说明本发明的实施方式1中的不同之处。

首先，通常的浮动车系统会对所有有效的浮动车GPS数据进行处理，将其匹配到地图的道路上，对于所有匹配成功的GPS点，计算同一车辆在两点之间的速度。然后将同一道路上所有浮动车的速度信息综合，计算出道路的平均行驶速度作为浮动车系统的输出，即实时交通信息。这种系统是同时计算整个路网中所有道路的信息，而且对于每条道路，也是综合经过该道路的所有浮动车的信息。所有用户得到的每条道路的交通信息都是无差别的，无论用户在一条道路上左转还是右转，系统给出的道路拥堵信息都是一样的。这肯定会导致一些用户驾驶体验与系统输出不同。

本发明的不同之处在于，并不是计算整个路网的实时交通信息，而是根据用户的路线选择，计算用户所选路线上的实时交通信息，对于路线上的每条道路，只采集行驶路线与用户请求路线相同的浮动车的GPS数据进行处理，行驶路线与用户请求路线不同的浮动车GPS数据不参与计算，这样得到的实时交通信息更加接近用户体验。

现有的浮动车系统是每隔几分钟更新一次路网的交通信息，例如每隔5分钟更新一次。如果用户正好在一个时间窗内的第4分钟请求交通信息，那么就会有至少4分钟的延迟。本发明所述系统是在用户请求时，实时生成并实时发送交通信息给用户，信息延迟小于现有系统。

本发明的交通信息提供装置所采用的方法，首先将浮动车上传的GPS点匹配到地图上，并且将这些匹配信息保存起来，匹配信息是指该GPS点位于地图上的哪条路链的哪个位置(地图的路网是由一条条路链、路链间的节点组成的)，一个GPS点会有一个或多个可能的匹配点，称为候补匹配点。这一过程会不间断的循环进行，不断接收新的GPS数据并匹配到地图并将匹配信息保存起来。这样每辆浮动车的历史轨迹信息就保存下来了。当用户请求一条路线后，将这条路线分解为地图上的路链的集合，通过与前述保存的GPS匹配信息进行比较。例如系统得到某条用户请求路线后，将这条路线上所包含的路链提取出来定义为路链集A。某辆浮动车c上传了1个GPS点，这个GPS点有4个候补匹配点，这4个候补点中只要有一个位于路链集A中的某条路链上，就认为这个GPS点在用户请求路线上，可以将浮动车c筛选出来。将位于这个集合中的路链上的浮动车筛选出来。然后检测这些浮动车的轨迹，这些轨迹也是路链的集合。如果浮动车的轨迹与用户请求的路线完全吻合，那么就将该浮动车的数据用于实时交通信息计算，如果浮动车的轨迹与用户请求的路线部分吻合，那么就将吻合部分的该浮动车的数据用于实时交通信息计算。

(变形例1)

浮动车轨迹与用户请求路线吻合的情况有多种，图19显示了典型的几种情况，图19(a)为两者路线完全吻合，图19(b)为两者路线有一部分吻合，图19(c)为两者路线有2个部分吻合，即部分吻合也可以是分段的多次部分吻合，图19(d)为两者路线的部分吻合中只有一条路链。

为了保证计算结果的实时性，在挑选浮动车数据时，要考虑时效性，优选通过时间窗挑选最近时段内的数据参与实时交通信息的计算。用户请求的路线，既可以是车载导航仪计算出来上传到中心系统的一条路线；也可以是用户预先在中心系统设定好的路线；还可以是中心系统根据用户的起终点帮用户计算出来的一条路线。例如：车载导航仪计算出一条路线，上传到交通信息提供装置，交通信息提供装置选取经过了这条路线的浮动车，拿这些浮动车的数据来计算路链旅行时间。

在以上说明过的交通信息提供装置中，通过基于用户请求路线计算交通信息，不但考虑到浮动车所在位置，还能考虑到路线上的连续路链与路链之间的转弯方向，从而与以往相比更加准确。

此外，由于无论是部分吻合，还是完全吻合，吻合部分都包含一条或多条路链，在计算路线的行驶方向上的最后一个吻合路链时，由于浮动车接下来要行驶的方向(即下一路链)与用户请求路线不同，不会体现出行驶方向的转弯方向，所以在交通信息预测部400所执行的实时交通信息预测处理中，为了进一步提高精度，也可以是，在计算某个路链的交通信息时，不采用该路链是行驶方向上与用户请求路线相吻合的连续部分中的最后一条吻合路链的浮动车的浮动车数据。

具体来说，在图7的步骤S330与步骤S410之间可以追加浮动车数据剔除步骤，交通信息预测部400在计算某个目标路链的交通信息之前，从步骤S330中由数据筛选部300选择出的浮动车数据中，剔除该路链是行驶方向上浮动车移动轨迹与用户请求路线相吻合的连续部分中的最后一个吻合路链的浮动车的浮动车数据，从而使计算出的交通信息更加准确。

举例来说，例如三条连续的路链L1、L2、L3属于用户预设的路线。如果某浮动车A经过了路链L1、L2、L3，浮动车A轨迹和用户请求路线完全吻合。那么A就可以参与路链L1、L2的旅行时间的计算，但不参与最后一条路链L3的旅行时间计算，这样就可以保证A在L1、L2上的转弯方向与用户请求路线相同。

如果某浮动车B经过的路链L1、L2、L4，浮动车B轨迹和用户请求路线部分吻合，吻合部分为L1、L2，那么B就可以参与路链L1的旅行时间的计算，但是不能参与路链L2的计算，因为浮动车B在L1上的转弯方向与用户请求路线相同，但是浮动车B在路链L2上其转弯方向与用户不同，浮动车B从路链L2转向了路链L4，而用户请求路线是由路链L2转向路链L3。

对于部分吻合的路线，如果只有一条路链是吻合的，那么在计算这条路链的交通信息时，与之吻合的浮动车数据是不能参与计算的。即，也可以在计算目标路链的交通信息时不采用仅该目标路链与用户请求路线吻合的浮动车的浮动车数据。

例如某浮动车C经过路链L1、L5、L6，浮动车C轨迹和用户请求路线部分吻合，吻合部分为L1。但因为L1也是吻合部分中的最后一条路链，所以浮动车C不能参与路链L1的计算。因为浮动车C在L1上的转弯方向与用户请求路线不同，浮动车C从路链L1转向了路链L5，而用户请求路线是由路链L1转向路链L2。

用户还可以根据自己的需求，事先在整个路网中设定一批路线，预存在中心系统中，每个用户有自己的一批路线，中心系统可以为用户同时计算这一批路线的拥堵情况。

(实施方式2)

下面，将参考附图描述本发明的优选实施方式2。在附图中，对于与实施方式1中说明过的部件相同的部件赋予相同的标号。

本发明的实施方式2与实施方式1的不同点主要在于，除了实施方式1中的各构成部件之外，还具有交通信息自修正部，从而能够基于用户请求路线对交通信息进行自修正。其他各部分的构成与实施方式1相同，因此，根据需要，省略部分重复说明。

图12是实施方式2的系统硬件结构图。如图12所示，实施方式2中的交通信息提供装置所在的信息提供系统中包含数据存储部100、地图匹配部200、数据筛选部300、交通信息预测部400、交通信息自修正部500、通信装置600、以及用户终端设备800。其中，数据存储部100、地图匹配部200、数据筛选部300、交通信息预测部400以及交通信息自修正部500构成本发明的交通信息提供装置。

图13是实施方式2的系统流程图。浮动车数据110(位于数据存储部100)中保存了浮动车辆上传的GPS数据。浮动车如何上传GPS数据到中心系统是公知的技术，在本发明中不再进行具体描述。

地图匹配部200将浮动车GPS数据匹配到地图的路链上，并将匹配信息保存到数据存储部100中的定位点数据140中。

交通信息预测部400计算用户请求路线上的每条路链的平均速度，将所生成的数据定义为用户路链数据。交通信息预测部400将计算出来的路链速度数据保存到数据存储部100中的路链信息数据150中。

交通信息自修正部500从数据筛选部筛300选出的浮动车数据中提取位于用户请求路线上且位于路链端点的GPS数据。利用挑选出来的位于用户请求路线上且位于路链端点的GPS数据，计算这些路链端点所构成的路链的配对速度，将所生成的数据定义为参考交通信息。

交通信息自修正部500利用参考交通信息修正交通信息预测部400计算出的交通信息，然后将修正后的交通信息保存到数据存储部100中。

通信装置600用于在接收到用户的请求后，根据用户传递到中心的信息内容，生成用户请求路线数据，保存在数据存储部100中的用户请求路线数据130中。交通信息提供装置经由通信装置600将根据用户请求路线计算出来的保存在路链信息数据150中的路链交通信息反馈给用户终端设备800。

在现有技术中，通常浮动车系统会对所有有效的浮动车GPS数据进行处理，将其匹配到地图的道路上，对于所有匹配成功的GPS点，计算同一车辆在两点之间的速度。由于GPS点并不一定正好在路段的两个端点，所以计算出来的速度往往是一段道路或者跨越了多条路链的速度，浮动车系统此时会根据时间距离等因素将速度转换为每条道路上的平均速度。实际上这一转换过程本身就引入了误差。通常浮动车系统还会因为GPS地图匹配错误、相邻GPS数据间连接关系的认定错误导致计算误差。

虽然本发明的处理对象也是浮动车上传的GPS数据，但是其处理过程并不是重复浮动车系统的处理过程。

在本发明中，挑选出行驶轨迹与用户请求路线全部或部分吻合的浮动车的浮动车数据后，利用这些数据计算出用户请求路线上每条路链的平均速度。

更进一步，为了提高计算精度，本发明还具有自修正部，该自修正部会计算从行驶轨迹与用户请求路线相吻合的浮动车数据中提取出来的位于路链端点或在路链端点附近的GPS数据。这些点的匹配结果相对来说更加可靠，误差更小，可以利用这些特定点修正前述路链的平均速度。这是因为在浮动车技术领域，点到点的匹配要比点到线的匹配更加精确，而且在交叉路口，多条路链共用一个节点，只进行点到点的匹配也避免了匹配错误。

因此，交通信息自修正部500从上述提取的位于路链端点的GPS数据的集合中，找到同一辆浮动车的相邻两个点GPS点，这两个GPS点在路链的端点都有匹配点，假设为q1、q2。检验以下三个条件：

1)q1、q2是否在同一条路链上。

如果不在同一条路链上，则继续检验条件2)

2)q1、q2是否在相邻的两条路链上。

如果不在相邻的路链上，则继续检验条件3)

3)q1、q2之间是的连接通性是否唯一，即只有一种可能的路线使得车辆从q1行驶到q2。

只有满足以上三个条件中至少一条的两个GPS点才能形成一个配对，假设这种配对为p1，配对p1所包含的路线假设为r1，路线r1可以包含一条或多条路链。

因为配对p1所对应的路线r1所包含的距离和旅行时间是唯一的，所以能够准确的计算出浮动车在r1的平均速度v1。如果r1只包含一条路链，那么v1就是浮动车在这条路链上的速度，因为配对p1的两个GPS点位于路链的两个端点，所以v1是浮动车通过一条完整的路链计算出来的，不是浮动车通过一部分路链计算出来，不存在转换误差。自修正部计算输出的结果中包含大量的配对数据。如果某一配对数据只包含了一条路链，假设该路链ID为L1，那么就可以将计算出的L1上的配对速度与本发明交通信息预测部计算出的路链L1的平均速度进行对比。如果某一配对数据包含了若干条路链，在进行自修正时，可以定义一个虚拟路链的概念，即，将配对数据包含了若干条路链作为一个虚拟路链进行处理，虚拟路链对应的配对数据推算出来的配对速度，与本发明中的交通信息预测部400计算出的虚拟路链中所包含的若干条路链的平均速度的加权平均进行对比。

无论是一条实际的路链，还是一条虚拟的路链，配对速度与计算装置计算出的平均速度的对比结果决定了是否要对浮动车的输出进行修正。如果对比结果是两者相差很大，则交通信息自修正部500使交通信息预测部400的输出向配对速度靠近。

本发明中定义了虚拟路链，利用虚拟路链可以对若干路链的平均速度进行修正，并且基于虚拟路链采集和发布交通信息。自修正部因为受限于GPS数据量，所以不必修正核心系统(交通信息预测部400)的所有输出，只要修正满足预定条件的一部分输出，仍能提高系统的整体精度。

浮动车系统为了保证发布的交通信息的实效性，处理GPS数据往往是近期的，如最近5分钟内的。受限于GPS数据量的多少，位于或接近路链两端的数据可能比其它位置的GPS数据少很多，所以在挑选自修正子系统中的数据，可以放宽对时间的限制，例如认为对于自修正子系统来说，20分钟内的GPS数据都是有效的，但也要考虑自修正部输出值的可信度随着时间拉长而下降。

下面针对实施方式2中的构成的交通信息提供装置，具体举例详细说明交通信息提供装置中的交通信息提供处理及自适应修正处理。

首先，地图匹配部200将浮动车上传的数据匹配到地图中的路链上。

接着，数据筛选部300挑选出轨迹与用户请求路线完全吻合或部分吻合的浮动车，然后交通信息预测部400利用且仅利用这些浮动车的数据计算用户请求路线上的实时交通信息。

数据筛选部300从图7所示的步骤S330挑选出的浮动车数据中，进一步筛选出位于路链端点或端点附近的浮动车GPS数据。称这些浮动车数据为参考数据。在不存在参考数据时，不进行自适应修正。

从图9中可知每个浮动车数据对应的候选路链，交通信息自修正部500计算每个GPS数据到其候选路链的端点的距离，这里，对GPS数据与端点的匹配可以容许一定的误差，例如如果距离小于等于对应路链长度的10％而且小于规定值A，那么就认为其在路链的端点附近，A的大小取决于当地GPS的精度大小。如当地GPS精度为30米，则A可以取值为30米。

位于路链端点附近的GPS数据被挑选出来后，交通信息自修正部500利用这些浮动车GPS数据对交通信息预测部400计算出来的交通信息进行自修正。图14是交通信息自修正部所执行的自修正处理的流程图。

首先，在步骤S510，交通信息自修正部500将以上挑选出的GPS数据作为参考数据，计算参考速度。对于某一浮动车C1，如果其有两个GPS数据位于某一路链L1的端点，那么这两个数据就是参考数据，浮动车C1在路链L1上的计算出的速度就是参考速度V1。一条路链上有通常会有多个浮动车通行，那么就有可能计算出多个参考速度，如V1，V2，…。如图15所示。

接着，在步骤S520，交通信息自修正部500利用所计算出的各浮动车的参考速度，得到每路链的平均参考速度。因为浮动车数据是按照一定时间间隔，如30秒或1分钟，上传的GPS数据点并不能保证位于路链端点附近，所以在用户请求路线上并不是每条路链都能计算出参考速度。如图16所示。在用户请求路线上只有路链500730和500731有参考速度。

在步骤S530，交通信息自修正部500从图16所示的数据表格中筛选位于用户请求路线上且具有平均参考速度的路链，然后与交通信息预测部400得到的如图11所示的用户请求路线上的路链的平均速度进行比较，如果平均参考速度与交通信息预测部400计算出来的路链平均速度相差太大，就对路链平均速度进行修正，如图16中的路链500731的平均参考速度是19，交通信息预测部400计算出来的500731的路链平均速度31，两者相差较大。因此，交通信息自修正部500对路链平均速度进行修正，使路链平均速度31靠近平均参考速度。具体的修正算法可以采用各种修正计算方法。例如如下修正计算过程。

首先用公式(1)计算平均参考速度与路链平均速度的差异系数C_v。

$\left\{\begin{array}{c}{C}_v=\frac{S_v}{{\stackrel{\‾}{X}}_v}\\ {\stackrel{\‾}{X}}_v=\frac{N\×V_c+M\×V_r}{N+M}\\ S_v=\sqrt{\frac{N\×V_c^2+M\×V_r^2}{N+M}-{\stackrel{\‾}{X}}_v^2}\end{array}\right.---\left(1\right)$

公式中V_c是交通信息预测部400计算出来的路链平均速度，N是参与计算V_c的浮动车数量。V_r是步骤S520中计算出来的路链平均参考速度，M是参与计算V_r的浮动车数量。如果差异系数大于某一个值(例如0.1)，就认为路链平均速度与平均参考速度差距较大，需要进行修正。

例如根据图11和图16中的数据，可以知道，对于路链500731来说，V_c＝31、N＝4、V_r＝19、M＝1，用公式(1)计算可得C_v＝0.168，大于0.1，所以交通信息预测部400计算出来的路链500731的路链平均速度需要进行修正。最简单的修正措施是用路链平均参考速度替代交通信息预测部400计算出来的路链平均速度。还可以根据参与计算的浮动车数量，计算加权平均值，替代交通信息预测部400计算出来的路链平均速度。如公式(2)所示，

$V_{\mathrm{new}}=\frac{N\×V_c+M\×V_r}{N+M}---\left(2\right)$

当然还可以有其它的修正措施。比如参考路链长度信息、时间信息等，利用V_c、V_r的关系对V_c进行修正，得到新的路链平均速度。再新的路链平均速度作为路链信息保存在路链信息数据库150中。

对于某一浮动车C1，如果其有两个GPS数据分别位于路链L1和L2的端点，那么这两个数据也是参考数据，L1和L2可以直接相连，也可以是间接相连，但都是用户请求路线上的路链，L1和L2之间路线也是用户请求路线的一部分，称这两个参考数据点之间的用户请求路线为参考路线K1。在存在这种参考路线的情况下，进入步骤S540。

在步骤S540，交通信息自修正部500计算浮动车C1在参考路线K1上速的度，得到的就是参考速度V1。一条参考路线上通常会有多个浮动车通行，那么就有可能计算出多个参考速度，如V1，V2，…。

根据步骤S550，同一参考路线如果有多个参考速度，取其平均值作为该参考路线的平均参考速度，如图17所示。参考路线中一般包含两条或两条以上的路链，根据各路链的平均速度，可推算出参考路线的平均速度，正常情况下，这个平均速度应该与前述步骤S550计算出来的参考路线的平均参考速度差别不大。但如果参考路线中的某些路链的平均速度误差比较大，就会导致推算出来的参考路线的平均速度与前述步骤S550计算出来的参考路线的平均参考速度相差比较大。

在步骤S560，交通信息自修正部500通过比较参考路线的平均速度和平均参考速度差别是否明显，可以检测参考路线中是否存在速度计算误差比较大的路链，并进行修正。同样可以使用公式(1)计算参考路线的平均参考速度与平均速度的差异系数C_v。只不过公式中的公式中V_c是利用参考路线中包含的各路链的平均速度推算出来的参考路线的平均速度，N是参与计算V_c的浮动车数量。V_r是前述步骤S550计算出来的参考路线的平均参考速度，M是参与计算V_r的浮动车数量。

如果差异系数C_v大于一定的阈值(如0.2)，可以判定参考路线中存在速度计算误差比较大的路链。但是仍无法判断究竟是哪一条路链误差比较大。此时需要对整个参考路线进行修正，而不是修正参考路线中的某一条路链。即将参考路线看做是一条虚拟的长路链(由多条实际路链组成)。那么参考路线的平均速度和平均参考速度就是虚拟路链的平均速度和平均参考速度。对虚拟路链的修正方法与对实际路链的修正方法一样。最简单的就是用虚拟路链的参考速度替代虚拟路链的平均速度。当然还可以根据公式(2)或其它一些能应用于实际路链的修正方法。修正后得到的虚拟路链的新的平均速度做为路链交通信息保存在路链信息数据150中。

因为参考路线包含了多条路链，当参考路线的交通信息发送给用户时，就不再将参考路线中包含的路链的交通信息单独发送给用户。极端情况下，如果参考路线(虚拟路链)等于用户请求路线，那么只向用户发送一条虚拟路链的交通信息，就发送了用户请求路线上的交通信息。

接着，交通信息提供装置经由通信装置600将根据用户请求路线计算出来的保存在路链信息数据150中的路链交通信息反馈给用户终端设备800。

此外，在交通信息自修正部500所进行的自修正处理中，利用用户请求路线中的路链端点进行自修正，但是如果存在更加精确的GPS点，则当然也可以利用其他GPS点进行修正。

本发明中用户终端设备800可以是车载导航仪、智能手机、客户端应用程序等。因为用户终端设备不是本发明的重点，所以对其内部结构不再仔细描述。用户终端设备800主要功能是经由通信装置600向中交通信息提供装置请求基于用户请求路线的交通信息，需要向交通信息提供装置发送路线信息，或预存路线信息在交通信息提供装置中，或向交通信息提供装置发送起终点信息而由交通信息提供装置代为计算一条路线。交通信息提供装置计算出基于用户请求路线的交通信息后，将路线上的交通信息经由通信装置600发送给用户终端设备800，该设备在用户界面上显示用户请求路线及其上的交通信息。

由于本发明的经由通信装置600有独特的自修正部，自修正部为了修正用户请求路线上的交通信息有时会定义一些虚拟路链，所以发送到用户终端上的交通信息不全是以地图上的实际路链为单元，而是实际路链和虚拟路链混合的。即对于同一地图上的同一条路线，如果用户不同，由于用户请求的路线不同，那么他们收到的交通信息的包含的实际划分可能是不一样的。例如用户A和用户B都请求了某段路线1的交通信息，他们请求的时间点相同，但出发地目的地点不同，也就是实际路线不同，则如图18所示，用户A接收到5条路链信息来表示这条路线的交通信息，用户B接收到2条路链信息和1条虚拟路链信息来表示这条路线交通信息。基于不同用户请求路线而为不同用户生成个性化的交通信息也正是本发明的一个有别于传统交通信息采集系统的地方。

Claims (9)

1.一种基于用户请求路线的交通信息提供装置，其特征在于，具有：

信息接收部，接收浮动车数据和用户请求路线数据；

数据存储部，存储所述浮动车数据、用户请求路线数据以及地图数据；

地图匹配部，对浮动车数据和地图数据进行匹配，确定浮动车数据所对应的定位点数据；

数据筛选部，基于定位点数据和用户请求路线数据，从所述数据存储部中存储的浮动车数据中筛选出与用户请求路线全部吻合或部分吻合的定位点数据所对应的浮动车数据；以及

交通信息预测部，基于所述数据筛选部筛选出的浮动车数据，计算用户请求路线的交通信息；在某一时刻，针对不同用户请求路线中的相同路段，所计算出的该路段的交通信息不同。

2.如权利要求1所述的交通信息提供装置，其特征在于，

所述地图匹配部确定的定位点数据包括多个候选匹配点，

所述数据筛选部将任一候选匹配点属于用户请求路线上的定位点数据作为与用户请求路线轨迹全部或部分吻合的定位点数据。

3.如权利要求1所述的交通信息提供装置，其特征在于，

所述数据筛选部基于定位点数据确定浮动车移动轨迹，通过比对用户请求路线轨迹和浮动车移动轨迹，提取浮动车移动轨迹中与用户请求路线轨迹全部或部分吻合的路段，筛选出吻合路段上的定位点所对应的浮动车数据。

4.如权利要求3所述的交通信息提供装置，其特征在于，

交通信息预测部在计算某个路段的交通信息时，不采用该路段是行驶方向上浮动车移动轨迹与用户请求路线相吻合的连续部分中的最后一个吻合路段的浮动车的浮动车数据。

5.如权利要求1所述的交通信息提供装置，其特征在于，

所述数据筛选部在筛选浮动车数据时，按规定的时间窗筛选浮动车数据。

6.如权利要求1所述的交通信息提供装置，其特征在于，

所述用户请求路线数据，可以是起点和终点数据，也可以是用户设定的路线数据。

7.如权利要求1所述的交通信息提供装置，其特征在于，

还具有交通信息自修正部，该交通信息自修正部对由数据筛选部筛选出的浮动车数据进行再次筛选，将再次筛选出的浮动车数据作为参考数据，利用根据参考数据计算出的交通信息对由交通信息预测部计算出的交通信息进行修正。

8.如权利要求7所述的交通信息提供装置，其特征在于，

所述交通信息自修正部从数据筛选部筛选出的浮动车数据中提取匹配到路段端点的浮动车数据作为参考数据。

9.如权利要求7所述的交通信息提供装置，其特征在于，

经过所述交通信息自修正部修正后的交通信息所对应的路段至少包括一个路链或由交通信息自修正部设定的虚拟路链。

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