CN102679998A - 一种行驶指数算法及线路规划方法和导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行驶指数算法。该行驶指数算法包括路段行驶指数算法和路线行驶指数算法。路段行驶指数算法包括从实时动态交通信息中抽取出所述路段对应的位置码信息集合，计算所述路段的距离权重平均速度；所述路段的距离权重平均速度是该路段中各个位置码速度乘以该位置码对应距离与该路段距离的比值的累加值。并根据所述路段所处道路属性，计算所述路段的平均速度；所述路段的平均速度是对该路段的距离权重平均速度和该路段的道路属性进行综合权重得到的速度。该算法还包括依据畅行指数值与所述路段平均速度的映射关系得到所述路段的畅行指数。路线行驶指数算法在路段行驶指数基础上得到。本发明的算法能精确反映路况信息。

Description

一种行驶指数算法及线路规划方法和导航方法

技术领域

本发明涉及一种动态导航软件，更具体地，本发明涉及一种动态导航软件的行驶指数算法及其线路规划系统和导航系统。

背景技术

近几年，随着中国汽车行业爆发式增长，自驾车出行越来越普遍，城市交通拥堵日趋严重。同时，随着城市及城市间道路基础设施的快速发展，道路交通也越来越复杂，自驾车出行对行使路线的选择也越来越困扰着车主。因而，近年来，具有导航功能的软件产品在市场上得到了广泛应用。此类软件在用户输入目的地后，会为用户计算一条距离最短或行驶时间最短的行驶路线，并在行驶过程中，通过文字、图像或语音播报等方式引导车主便捷快速地到达目的地。

然而，现有的普通导航软件为用户规划的行驶路线，在进入导航状态后，未考虑前方道路交通路况的变化，随着时间的推移，行驶路线的前方可能变得拥堵不堪。另外，现有的普通导航软件无法知道行驶路线的全程或各个路段的交通状态，用户无法知道何时需要重新计算一条更优的行驶路线。

为解决上述问题，动态导航软件开始在市场上展露头脚。现有的动态导航软件将实时路况信息引入到导航地图中，实时更新显示前方道路交通状况，并以不同颜色的路况光柱来辅助展示行驶路线上各个路段及当前所在路段的综合交通状况，让用户一目了然地了解道路前方的路况信息。与普通导航软件相比较，动态导航软件的最大优点在于能够实时显示路况，以几种不同颜色代表几种不同交通状态。例如，以红、黄、绿三种颜色分别代表拥堵、缓行、畅行三种交通状态。用户可以在线路规划时查看规划的行驶线路的拥堵状态从而选择是否出行。在行驶的过程中，用户也可以查看线路路况的变化，根据路段拥堵的情况选择调整行驶路线。动态导航软件会根据收到的最新交通信息，对堵塞、顺畅线路进行重新计算，起到回避拥堵线路的作用。

然而，现有的动态导航技术简单地以几种不同的颜色代表几种不同的交通状态，不能精确地反映路况。例如，对于以红、黄、绿三种颜色分别代表拥堵、缓行、畅行三种交通状态的导航软件来说，一般“红色”标示代表车速在20KM/H以下，“黄色”标示代表车速在20KM/H到40KM/H之间，而“绿色”标示代表车速大于40KM/H。该种划分不能精确地反映路况。例如，红色虽然代表拥堵，但无法表达出拥堵的程度。另外，现有的动态导航软件在导航过程中，随着路线前方各个路段交通状态的变化，用户无法客观地评价前方总体交通情况是否变得更糟，只能凭个人的主观判断来自行切换路线，车主自行切换线路存在一定的不确定性，不能保证车主选择重新计算路线的时机最佳。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的一个目的是提供一种计算行车路段行驶指数的方法。所述方法包括从实时动态交通信息中抽取所述路段对应的位置码信息集合，计算所述路段的距离权重平均速度，其中，所述路段的距离权重平均速度是所述路段中各个位置码速度乘以该位置码对应距离与所述路段距离的比值的累加值；根据所述路段所处道路属性，计算所述路段的平均速度，其中，所述路段的平均速度是所述路段距离权重平均速度乘以所述路段道路属性的乘积；依据行驶指数与所述路段平均速度的映射关系得到所述路段的行驶指数。

本发明的另一个目的是提供一种计算行车路线行驶指数的方法。所述方法包括获取所述路线的所有路段集合，计算各个路段的距离权重平均速度，其中，路段的距离权重平均速度是该路段中各个位置码速度乘以该位置码对应距离与该路段距离的比值的累加值；计算所述路线的平均速度，其中，所述路线的平均速度是该线路中各个路段的距离权重平均速度乘以该路段距离与路线距离的比值的累加值；依据行驶指数值与所述路线平均速度的映射关系得到所述路线的行驶指数。

本发明的另一个目的是提供一种行车线路规划方法。所述行车线路规划方法包括利用线路规划引擎规划线路，并启动实时路况更新引擎，定时更新路况信息；对规划的线路进行解析，获取线路形状点，并展示规划的线路；行驶指数计算引擎结合解析出的线路信息和实时路况信息计算行驶指数，展示更新的行驶指数。

本发明的另一个目的是提供一种行车导航方法。所述行车导航方法包括步骤1：进入导航状态，开始导航；步骤2：在视图显示层中显示线路或行驶指数，且同时定时更新实时路况；步骤3：如果路况发生变化，则行驶指数计算模型结合路况信息计算行驶指数，同时结合实时路况信息对前方路况进行分析并进行路径修正计算；步骤4：根据路径修正计算的结果，判断是否需要修正线路，是则解析路径并计算行驶指数；步骤5：判断修正线路的行驶指数是否大于原线路的行驶指数，如果是则提示用户是否修正线路，转入执行步骤2；步骤6：获取当前位置给导航引擎；步骤7：检测当前车位置与终点是否匹配，是则结束导航，否则转入执行步骤6。

本发明的另一个目的是提供一种行驶指数展示方法。所述方法包括向用户展示路线及其行驶指数或者向用户展示路段信息和路段行驶指数。

利用本发明提出的方法，解决了传统动态导航软件不能精确地反映路况的问题，本发明提出的行驶指数算法通过综合性的交通状态量化指标数值能够精细地展示出交通状态的级别。

附图说明

下面的附图表明了本发明的实施方式。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本发明的一些实施例，其中：

图1示出依据本发明一个实施例的畅行指数与路径平均车速映射对应关系表格框图；

图2示出依据本发明一个实施例的畅行指数与路径平均车速映射具体对应关系表格框图；

图3示出车位置处于路段内某个位置码的示意图；

图4示出依据本发明一实施例的线路规划业务流程图；

图5示出依据本发明一实施例的导航业务流程图；

图6示出依据本发明一个实施例的路段分组及其颜色对应表格框图；

图7示出依据本发明一个实施例的畅行指数展示示意图；

图8示出依据本发明一个实施例的路段畅行指数展示示意图。

具体实施方式

下面详细说明本发明实施例的动态导航软件畅行指数算法及其相应的线路规划业务和导航业务。在接下来的说明中，一些具体的细节，例如实施例中的具体结构和这些结构的具体参数，都用于对本发明的实施例提供更好的理解。本技术领域的技术人员可以理解，即使在缺少一些细节的情况下，本发明的实施例也可以被实现。

为解决现有动态导航软件中存在的问题，本发明对导航过程中行驶线路交通状态的表示方法进行了优化创新，提出了畅行指数算法，用以精细地描述交通状态以辅助用户进行路线规划和动态导航。

畅行指数算法是通过获取实时动态交通信息来建立起路线指数计算模型，并参考道路属性计算得到一个综合性的交通状态量化指标数值。为便于描述，接下来，畅行指数在本发明中有时也称作行驶指数。

畅行指数与路径平均车速一一映射对应，不同的畅行指数使用不同的颜色表示。图1示出依据本发明一个实施例的畅行指数与路径平均车速映射对应关系表格框图。如图1所示，该映射关系将路径平均速度进行区段划分，对标准实时路况中的车速进行细化，并将每一区段映射为一数值，区段速度越大数值越大。具体地，该映射关系将路径平均速度划分为X个区段，则畅行指数的数值范围为1~X，数值越大表示道路越畅通。

图2示出依据本发明一个实施例的畅行指数与路径平均车速映射具体对应关系表格框图。在图2所示实施例中，畅行指数的数值范围为1~10，路线平均车速K1，K2，K3，……，K(X-3)，K(X-2)，K(X-1)的取值及其与畅行指数的映射对应关系如图2所示。

畅行指数包括路段畅行指数和路线畅行指数。路段畅行指数是线路上的各个路段的交通状态量化指标数值。路线畅行指数是起点（当前车位置）到终点线路上的交通状态量化指标数值。

路段是以位置码为单位的数据迭代集合，其中每个位置码代表其所在路段上某一段道路的路况信息。路段畅行指数的计算方法包括步骤S1~S3：S1：从实时动态交通信息中抽取出各个路段对应的位置码信息集合，根据位置码信息集合计算各个路段的距离权重平均速度。具体地，路段                                                

的距离权重平均速度

是路段

中各个位置码速度乘以其对应距离与路段

距离

的比值的累加值，具体如式（1）所示：

                   

                （1）

其中，

表示位置码

的速度，

表示位置码

的距离,

表示路段

中的位置码数。S2：根据路段所处道路的属性，如路段距离、道路等级、道路限速等，计算各个路段的平均速度。具体地，路段

的平均速度

是对路段的距离权重平均速度

进行综合权重计算得到的最终路段速度，具体如式（2）所示：

            

        （2）

其中，

表示路段

的属性权重值。

S3：计算畅行指数。如图1所示，依据畅行指数值与路段平均速度的映射关系得到路段的畅行指数。

路线是以路段为单位的数据迭代合集，从A点(起点或当前点)到B点(终点)的路线存在若干个路段。在一个实施例中，路段的划分可以是以道路红绿灯口或者路口为单位。路线畅行指数的计算方法包括步骤R1~R2：

R1：获取前方路线（当前车位置距离路线终点）的所有路段集合，计算路线平均速度。路线的平均速度

是各个路段的距离权重平均速度乘以该路段距离与路线距离（剩余路线距离）的比值的累加值，具体如式（3）所示：

                                   （3）

其中，

表示路段

的距离权重平均速度，

表示路段

的距离，

表示前方路线所包含的路段数。

在某一时刻，车位置可能处于路段内的某个位置码所对应的路径内，此时计算路线畅行指数要通过当前车位置所在路段的剩余距离与其后的所有路段的距离计算得到。图3示出车位置处于路段内某个位置码的示意图。如图3所示，当前车位置C处于第

个路段

的第

个位置码

所对应的路径内。其中，

为位置码对应的路径；

为车位置C距离路段

起点的距离；

为车位置C距离位置码

终点的距离；为车位置C距离路段

终点的距离；

为路段的距离。

此时，路段

的距离权重平均速度

如式（4）所示：

                         （4）

此时，剩余路线平均速度

如式（5）所示：

           

       （5）

R2：计算路线畅行指数。如图1所示，依据畅行指数值与路线平均速度的映射关系得到路线的畅行指数。

图4示出依据本发明一实施例的线路规划业务流程图。如图4所示，该线路规划业务流程包括步骤401~405：

步骤401：线路规划引擎规划线路。

步骤402：对规划的线路进行解析，获取线路形状点，转入执行步骤403，展示规划的线路。

步骤403：在地图图层中显示线路或畅行指数。

步骤404：启动实时路况更新引擎，定时更新路况信息。

步骤405：畅行指数计算引擎结合解析出的线路信息和实时路况信息计算畅行指数，转入执行步骤403，展示更新的畅行指数。

图5示出依据本发明一实施例的导航业务流程图。如图5所示，该导航业务流程包括步骤501~511。

步骤501：进入导航状态，开始导航。转入执行步骤502，在视图显示层中显示路线；另外同时转入执行步骤503。

步骤502：在视图显示层中显示线路或畅行指数。

步骤503：定时更新实时路况。如果路况发生变化，则转入同时执行步骤504和步骤505。

步骤504：畅行指数计算模型结合路况信息计算畅行指数。转入执行步骤502。

步骤505：结合实时路况信息对前方路况进行分析并进行路径修正计算。转入执行步骤506。

步骤506：根据路径修正计算的结果，判断是否需要修正线路。如果是则转入执行步骤507。

步骤507：解析路径并计算畅行指数。转入执行步骤508。

步骤508：修正线路的畅行指数是否大于原线路的畅行指数。如果大于则提示用户是否修正线路，转入执行步骤502。

步骤509：获取当前位置给导航引擎。转入执行步骤510。

步骤510：检测当前车位置与终点是否匹配。是则执行步骤511，否则执行步骤509。

步骤511：结束导航。

利用本发明提出的畅行指数算法，可以在导航仪器上展示出路段或路线的畅行指数，从而展示出当前的路况信息。

在一个实施例中，导航仪器可以向用户直接展示当前路线的畅行指数值。

在另一实施例中，导航仪器可以向用户展示具有某一颜色的畅行指数值，在该实施例中，不同的颜色和不同的畅行指数值一一对应。例如，畅行指数值的范围是1~X，则采用X种颜色和该X个畅行指数一一对应。优选地，在某些实施例中，为便于用户理解或记忆，可以将路段依顺序进行分组，对不同的分组采用不同的颜色表示。图6示出依据本发明一个实施例的路段分组及其颜色对应表格框图。如图6所示，将范围为1~10的畅行指数值分成3组并用3种不同颜色表示，具体地，畅行指数值1~3为第一组，用红色表示，以示线路拥堵；畅行指数值4~6为第二组，用黄色表示，以示线路缓行；畅行指数值7~10为第三组，用绿色表示，以示线路畅通。

图7示出依据本发明一个实施例的畅行指数展示示意图。在该实施例中，导航仪器可以向用户结合展示畅行指数值和具有与该畅行指数值对应颜色的当前路线，使得用户使用时更加一目了然。具体地，如图7所示，导航仪器示出从起点或当前点A到终点B的绿色路线，并示出当前畅行指数值为8。

用户也可以切换导航仪器的展示画面，从路线导航界面转换到路段导航界面，以方便用户参考前方线路中各个路段的畅行指数以选择一条畅行的线路来行驶。

图8示出依据本发明一个实施例的路段畅行指数展示示意图。如图8所示，路段导航界面可以包括转向、路段名、该路段的畅行指数、该路段的距离等参数。在某些实施例中，路段畅行指数还可以用不同的颜色表示。

利用本发明提出的畅行指数算法，解决了传统动态导航软件不能精确地反映路况的问题，本发明提出的畅行指数算法通过综合性的交通状态量化指标数值能够精细地展示出交通状态的级别。

利用本发明提出的基于畅行指数算法的路径规划及导航功能，解决了随着前方线路实时路况的变化，用户无法准确衡量剩余路线和各个路段的综合交通情况是否变得更糟，无法客观地选择重新计算路径时机的问题。利用本发明提出的导航软件，在导航过程中随着实时路况的更新，导航软件会实时计算前方线路及各个路段的畅行指数，同时会进行路径修正，当前方线路交通状态变化达到路径修正的临界值时，会重新规划路径并计算畅行指数，如果新规划线路的畅行指数大于原线路的畅行指数，则提示用户选择重新规划路径，并将新的线路及畅行指数显示给用户。

虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种计算行车路段行驶指数的方法，其特征在于，所述方法包括：

从实时动态交通信息中抽取所述路段对应的位置码信息集合，计算所述路段的距离权重平均速度，其中，所述路段的距离权重平均速度是所述路段中各个位置码速度乘以该位置码对应距离与所述路段距离的比值的累加值；

根据所述路段所处道路属性，计算所述路段的平均速度，其中，所述路段的平均速度是所述路段距离权重平均速度乘以所述路段道路属性的乘积；

依据行驶指数与所述路段平均速度的映射关系得到所述路段的行驶指数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射行驶指数与路段平均速度的步骤包括将路段平均速度进行区段划分，并将每一区段映射为一行驶指数，根据计算得到的所述路段平均速度查找其对应的行驶指数。

3.一种计算行车路线行驶指数的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述路线的所有路段集合，计算各个路段的距离权重平均速度，其中，路段的距离权重平均速度是该路段中各个位置码速度乘以该位置码对应距离与该路段距离的比值的累加值；

计算所述路线的平均速度，其中，所述路线的平均速度是该线路中各个路段的距离权重平均速度乘以该路段距离与路线距离的比值的累加值；

依据行驶指数值与所述路线平均速度的映射关系得到所述路线的行驶指数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述各个位置码速度以及该位置码对应距离从实时动态交通信息中抽取的所述路段对应的位置码信息集合中获得。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述映射行驶指数与路段平均速度的步骤包括将路段平均速度进行区段划分，并将每一区段映射为一行驶指数，根据计算得到的所述路段平均速度查找其对应的行驶指数。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当车位置处于路段内的某个位置码所对应的路径内时，计算路线行驶指数要通过当前车位置所在路段的剩余距离与其后的所有路段的距离计算得到。

7.一种基于权利要求1至6所述方法得到的行驶指数的行车线路规划方法，其特征在于，所述行车线路规划方法包括：

利用线路规划引擎规划线路，并启动实时路况更新引擎，定时更新路况信息；

对规划的线路进行解析，获取线路形状点，并展示规划的线路；

行驶指数计算引擎结合解析出的线路信息和实时路况信息计算行驶指数，展示更新的行驶指数。

8.一种基于权利要求1至6所述方法得到的行驶指数的行车导航方法，其特征在于，所述行车导航方法包括：

步骤1：进入导航状态，开始导航；

步骤2：在视图显示层中显示线路或行驶指数，且同时定时更新实时路况；

步骤3：如果路况发生变化，则行驶指数计算模型结合路况信息计算行驶指数，同时结合实时路况信息对前方路况进行分析并进行路径修正计算；

步骤4：根据路径修正计算的结果，判断是否需要修正线路，是则解析路径并计算行驶指数；

步骤5：判断修正线路的行驶指数是否大于原线路的行驶指数，如果是则提示用户是否修正线路，转入执行步骤2；

步骤6：获取当前位置给导航引擎；

步骤7：检测当前车位置与终点是否匹配，是则结束导航，否则转入执行步骤6。

9..一种展示利用权利要求1至6所述方法得到的行驶指数的方法，其特征在于，所述方法包括向用户展示路线及其行驶指数或者向用户展示路段信息和路段行驶指数。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将不同行驶指数和不同颜色一一对应，向用户展示具有相应颜色的行驶指数；所述路段信息包括转向信息、路段名、路段的行驶指数或者路段距离。

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