CN102903233A - 用于更新行驶时间估计的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于更新行驶时间估计的方法和设备，具体地，一种用于车辆间ad-hoc网络中的车辆的自包含式车辆交通行驶时间信息系统，包括用于与车辆间ad-hoc网络内的其它车辆通信的车载车辆广播单元。定位装置识别车辆在整个行驶过程中的位置。车载车辆处理单元存储整个车辆行驶路径中的道路路段。车载车辆处理单元确定每个相应道路路段的起始位置和结束位置。行驶通过每个相应道路路段的时长被确定。记忆存储装置存储与每个相应道路路段相关联的分段道路部分和行驶时间。车载车辆广播单元通过广播消息对车辆间ad-hoc网络内的其它车辆传播最近所行驶的道路路段的行驶时间。

Description

用于更新行驶时间估计的方法和设备

技术领域

一实施例大体涉及车辆间通信和行驶时间管理信息。

背景技术

已知在现有技术中使用车辆作为用于测量实时交通状况的探测器。单独的车辆提供能够用来估计行驶时间和交通速度的“浮动车数据”，所述“浮动车数据”诸如例如车辆的时间、速度、位置、和前进方向。这进而能够用来将接近状况变化通知给其它操作员，作为道路网络状态的指示，作为检测事故的依据，或作为动态路线引导系统的输入。

这样的现有技术系统将它们的数据传达给集中式数据处理中心用于确定所行驶的道路上的交通流量和拥堵情况。这样的系统的问题是，必须存在必须承担操作和维护集中式数据处理中心的成本的第三方实体。如果集中式数据处理中心因为任何原因而变得离线，则交通流量更新将不可用。

发明内容

实施例的优势是由车辆间ad-hoc网络内的每台车辆独立地操作的自包含式或独立式车辆行驶时间信息系统。网络内的每台车辆识别所行驶的路线的路段然后确定关于所行驶的路线的每个路段的行驶时间估计。行驶时间估计被广播向网络内的周围车辆，包括来临的交通，使得这样的由车辆所行驶的道路的行驶时间可以传播到其它车辆以协助它们沿着相同的道路路段行驶。来自确定行驶时间数据的车辆和广播这样的数据的远程车辆的历史数据可被存储和调用用于估计关于道路路段的行驶时间。此处所描述的系统不需要集中式数据处理中心。相反，每台车辆能够独立地识别道路路段并且计算那些道路路段的行驶时间。此外，每台车辆可以存储并利用历史数据配合当前获得的数据用于确定沿着所行驶的道路的交通流量的拥堵。所确定的交通流量信息被向周围车辆广播以将道路的行驶时间通知给附近的其它车辆。

实施例涉及一种用于车辆间ad-hoc网络中的车辆的自包含式车辆交通行驶时间信息系统。车载车辆广播单元包括用于与车辆间ad-hoc网络内的其它车辆通信的发送器和接收器。定位装置确定车辆在整个行驶过程中的位置。车载车辆处理单元存储整个车辆行驶路径中的道路路段。车载车辆处理单元确定关于每个相应道路路段的起始位置和结束位置。行驶通过每个相应道路路段的时长被确定。记忆存储装置存储与每个相应道路路段相关联的分段道路部分和行驶时间。车载车辆广播单元通过广播消息向车辆间ad-hoc网络内的其它车辆传播最近所行驶的道路路段的行驶时间。

本发明还提供如下方案：

1. 一种用于车辆间ad-hoc网络中的车辆的自包含式车辆交通行驶时间信息系统，包括：

车载车辆广播单元，其包括用于与所述车辆间ad-hoc网络内的其它车辆通信的发送器和接收器；

定位装置，其用于确定所述车辆在整个行驶过程中的位置；

车载车辆处理单元，其用于存储整个车辆行驶路径的道路路段，所述车载车辆处理单元确定每个相应道路路段的起始位置和结束位置，并且确定行驶通过每个相应道路路段的时长；以及

记忆存储装置，其用于存储与每个相应道路路段相关联的分段道路部分和行驶时间；

其中所述车载车辆广播单元通过广播消息向所述车辆间ad-hoc网络内的其它车辆传播最近所行驶的道路路段的行驶时间。

2. 根据方案1所述的系统，其中响应于由所述定位装置所产生的位置坐标，检测所述车辆与路段的起始位置和结束位置的符合度。

3. 根据方案2所述的系统，其中第一路段的起始位置通过如在点火起动操作期间由所述定位装置所识别的所述车辆的位置来确定。

4. 根据方案3所述的系统，其中当所述车辆执行大于预定度数的转向操纵时，相应路段的结束位置被确定。

5. 根据方案3所述的系统，其中当所述车辆的速度从第一速度范围转变至第二速度范围时，相应路段的结束位置被确定。

6. 根据方案3所述的系统，其中基于所述车辆已经从相应起始位置所行驶的固定距离，相应路段的结束位置通过如由所述定位装置所识别的所述车辆的位置来确定。

7. 根据方案3所述的系统，其中随后路段的起始位置出现在前一个路段的结束处。

8. 根据方案3所述的系统，其中所述车辆行驶通过所述路段的日时间被维持在所述记忆存储装置中。

9. 根据方案3所述的系统，其中先前所行驶的路线的路段被存储在所述记忆存储装置中，其中当再次行驶相应路线时，先前所行驶的路线的所识别的路段被下载。

10. 根据方案1所述的系统，其中相应路段的行驶时间估计通过行驶通过所述路段的所述车辆的行驶时间和针对所述路段所获得的历史行驶时间来确定，所述行驶时间估计由如下公式表示：

其中

是在时间

时的当前所行驶的路段的行驶时间，

是第一聚合函数；是从当前所行驶路段的其它车辆收到的行驶时间记录；

是第二聚合函数；

是相应路段的历史时间数据记录。

11. 根据方案1所述的系统，其中当所述车辆定位在所关心的区域内时，广播所述消息是基于广播所述消息的车辆。

12. 根据方案11所述的系统，其中当所述车辆在所关心的区域内时，所述消息由所述车辆重播。

13. 根据方案11所述的系统，其中当所述车辆在所关心的区域之外时，所述消息被放弃广播。

14. 根据方案1所述的系统，其中广播所述消息基于是否经过预定的时段，其中当未经过所述预定的时段时，所述消息被广播。

15. 根据方案1所述的系统，其中广播所述消息基于优先化，其中相应路段基于对所行驶的路段的利用被不同地加权，其中对相对于广播所述消息具有较大加权的相应路段被提供优先化。

16. 根据方案1所述的系统，其中所述车辆从其他车辆接收路段的至少一条行驶时间估计消息，其中所述车辆重播关于所述路段的行驶时间。

17. 根据方案1所述的系统，其中所述车辆从其他车辆接收与相应道路的同一组路段有关的多条行驶时间估计消息，其中利用所述多条行驶时间估计消息对所行驶的道路的行驶时间估计通过如下公式确定：

其中是车辆i的相应行驶时间消息的置信水平，

是关于从第i台车辆所收到的消息之一的行驶时间估计；并且

是第i条行驶时间估计消息的复制处罚值。

18. 根据方案1所述的系统，其中所述多条收到的消息包括所述相应路段的起始点和结束点，并且其中所述车辆对所述相应路段的所述起始点和结束点统计地采样以便总体地确定由所述车辆所行驶的路段的起始点和结束点。

19. 根据方案1所述的系统，其中所述车载处理单元利用来自所述定位装置的位置数据来确定相应路段的所行驶的距离。

20. 根据方案1所述的系统，其中所述车载处理单元利用路段的所述起始位置和结束位置来确定所述相应路段的平均速度。

21. 根据方案1所述的系统，其中所述车辆沿着相应路段行驶的日时间被记录并且与所述相应路段的行驶时间相关联。

附图说明

图1是车辆间通信系统的框图。

图2是示出了标称和峰值流量行驶时间的示例性柱状图。

图3是由车辆行驶的分段路线的示例性图示。

图4是用来广播行驶时间数据的所关心的区域的示例性图示。

具体实施方式

图1中示出用于车辆间ad-hoc网络的车辆间通信系统10。车辆间通信系统10内的每台车辆包括车载车辆广播单元12、定位装置、和车载车辆处理单元16、以及记忆存储装置18。

车载车辆广播单元12包括用于与车辆间ad-hoc网络内的远程车辆通信的发送器和接收器。应理解，每台车辆认为本身是主车辆并且将其它车辆视为与其通信的远程车辆。主车辆将向远程车辆广播道路路段的行驶时间。行驶时间要么由主车辆确定要么由远程车辆确定，并且在它被主车辆接收之后由主车辆重播。

记忆存储装置18被用来存储由主车辆所确定的道路路段的行驶时间和从远程车辆所收到的道路路段的行驶时间。这些存储的行驶时间可被用作行驶时间估计的历史数据。

定位装置14被用来确定车辆在整个行驶过程中的位置。定位装置14可以是GPS装置或任何其它可沿着行驶路线提供车辆位置坐标的定位装置。

车载车辆处理单元16与定位装置14配合确定在整个主车辆的行驶路径中的道路路段。车载车辆处理单元16确定关于每个相应道路路段的起始位置和结束位置，并且确定关于行驶通过每个相应道路路径的时长。

当主车辆被起动诸如检测点火起动操作时，行驶路线的最初起始位置被识别。由定位装置14所识别的起始位置的位置被存储在记忆存储装置18中。车载车辆处理单元16然后确定关于第一道路路段的结束位置。结束位置可通过多个因素确定，所述因素诸如但不限于大于预定度数（例如，30度车轮枢转）的转向操纵、车辆速度从第一速度范围转变到第二速度范围、或车辆从起始位置行驶固定的距离。

车载车辆处理单元16通过使用前一个道路路段的结束位置来识别关于随后的道路路段的起始位置。也就是，前一个道路路段的结束位置将是随后的道路路段的起始位置。

此外，通过在统计上对相应路段的起始点和结束点取样并且总体地确定由车辆所行驶的路段的起始点和结束点，还可以从历史数据确定相应路段的出发位置和结束位置。

车载车辆处理单元16与定位装置14配合确定行驶时间，该行驶时间是车辆从相应起始点行驶道路路段的距离到相应结束点所花费的时间。除时间之外，其它参数可以由车载车辆处理单元16配合定位装置14确定，诸如但不限于路段内平均速度、行驶的距离、行驶该路段的日时间、以及日类型（例如，周/周末/假日）。这样的参数可用来增强对通过道路路段的行驶时间的实时操作。例如，识别整个一天过程中的标称行驶时间可以帮助辨别峰值行驶时间。了解这些峰值行驶时间何时发生可用于与当前行驶时间相关联以协助了解当前行驶时间是否异常（例如，事故）或由于交通量而导致在行驶上的典型延迟的一部分。

沿第一行驶方向行驶的第一车辆可以向沿相反方向行驶的第二车辆广播其确定的关于该道路路段的行驶时间数据。其后，沿相反方向行驶的第二车辆向在第一车辆前面的沿与第一车辆方向相同的方向行驶的车辆广播行驶时间数据。因此，通过对在第一车辆前面的沿相同方向行驶的车辆提供计算出的在它们前面的所行驶的道路路段的行驶时间数据，它们被预先通知交通流中的任何拥堵。

图2示出示出了标称和峰值流量行驶时间的示例性柱状图。阴影段20代表标称行驶时间，并且阴影段22代表标称峰值流量时间。因此，该柱状图能够辅助识别关于车辆的当前行驶时间是正常的还是异常的。

图3示出关于所行驶的路线的识别的道路路段。道路路段使用在此处所描述的不同的技术来确定或可以使用历史数据识别。在图3中，第一道路路段大体上以30示出。第一道路路段30具有起始点32和结束点34。第二道路路段36具有起始点32和结束点38，起始点32是第一道路路段30的结束点。第四道路路段40具有起始点38和结束点42。最终道路路段44具有起始点42和结束点46。每个道路路段的行驶时间利用车载处理单元16和定位装置14确定，该定位装置14识别相应路段的相应起始点和结束点和确定车辆从相应起始点行驶到相应结束点所花的时间量。因此，每个道路路段的行驶时间数据自行产生。也就是，此处所描述的系统不需要所有车辆存储记录于其中和/或从其检索记录的集中式数据处理中心。识别起始位置和结束位置、行驶时间、平均速度、行驶的距离、记录的日时间数据、和日类型的记录可通过自行产生的数据产生并且存储在记忆存储数据库18中。每台车辆可向通信网络内的其它车辆广播其计算出的每个路段的行驶时间或可以重播由其它远程车辆收到的路段的行驶时间。类似的记录也能够使用从其它车辆收到的数据产生并且存储在记忆存储数据库18中。由于每台车辆具有基于其自身的行驶或根据直接从其它车辆分享的历史数据确定行驶时间的能力，所以不需要用于维持记录的集中式实体或数据库的费用和维护。

每台车辆能够独立估计包括该车辆的行驶路线的所有道路路段的拥堵状态（例如，行驶时间）。车辆可以利用实际上测量出的/计算出的行驶时间或车辆可以将历史数据作为因素考虑到计算中。通过合并历史数据并且对历史数据和当前数据两者应用加权，相应地可以识别异常状况并且将其作为因素考虑。也就是，如果存在引起延迟的一次性事件，则车辆可能希望产生不是单独地基于一次性延迟的行驶时间。用于利用加权的历史数据确定行驶时间的公式如下：

其中是在

时的当前所行驶的路段的行驶时间，是第一聚合函数；

是从其它车辆收到当前所行驶的路段的行驶时间记录；

是第二聚合函数；

是相应路段的历史时间数据记录。第一聚合函数和第二聚合函数是加权因子，其中每个加权因子施加给予当前数据或给予历史数据的加权量。加权因子可以预定或产生并且加起来等于1。

由主车辆向远程车辆广播的行驶时间可以基于空间范围或时间范围传播。空间范围向所关心的区域传播数据。图4中示出了所关心的广播区域40的一实例。应理解，如图4中所示的所关心的区域40仅出于说明目的，并且可包括除示出的区域之外的其它形状/区域。当基于空间范围传播行驶时间数据时，仅当车辆在所关心的区域40内时广播行驶时间数据。如果车辆在所关心的区域40之外，则不再发送时间行驶数据。可替代地，如果当车辆在所关心的区域40之外时发送消息，则包含行驶时间数据的消息如果被收到的话就被丢弃。

基于是否已经过预定的时段，时间范围传播包含时间行驶数据的消息。如果未经过预定的时段，则广播包含行驶时间数据的消息。在预定时段延续的同时，可以重播相应的消息。

也可以基于优先化广播消息。基于对行驶路段的利用对相应路段有区别地加权。也就是，对具有比其它路段意义更重大的相应路段提供关于广播消息的更大的加权。例如，可以为更大程度利用的道路提供比更小程度利用的道路较大的加权。因此，如果车辆已经收到多条消息，则车辆能够优先化哪条消息具有较高的优先级并且首先广播具有较高优先级的那些消息。

而且，当估计路段的行驶时间时，可将来自路段的所有行驶时间作为因素考虑并且加权。车辆可以从多台车辆接收同一道路路段的多个行驶时间数据和从同一车辆接收多个行驶时间数据（即，同一车辆重播消息）。行驶时间数据可以是由主车辆推断的一手信息或可以是由远程车辆推断的二手信息。来自独立估计消息的多条消息的行驶时间估计由如下公式表示：

其中

是车辆

的相应行驶时间消息的效用值(或置信水平），

是从第

台车辆所收到的消息之一的行驶时间估计；并且

是该行驶时间估计消息的复制处罚值。特别地，由于行驶时间估计消息在谣言散布过程中被复制，所以该最近复制的消息的该

值单调递增，以便降低该最近复制的消息的权重。

虽然已经详细地描述了本发明的某些实施例，但是熟悉本发明所属领域的那些人将意识到用于实施如所附权利要求所限定的本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于车辆间ad-hoc网络中的车辆的自包含式车辆交通行驶时间信息系统，包括：

车载车辆广播单元，其包括用于与所述车辆间ad-hoc网络内的其它车辆通信的发送器和接收器；

定位装置，其用于确定所述车辆在整个行驶过程中的位置；

车载车辆处理单元，其用于存储整个车辆行驶路径的道路路段，所述车载车辆处理单元确定每个相应道路路段的起始位置和结束位置，并且确定行驶通过每个相应道路路段的时长；以及

记忆存储装置，其用于存储与每个相应道路路段相关联的分段道路部分和行驶时间；

其中，所述车载车辆广播单元通过广播消息向所述车辆间ad-hoc网络内的其它车辆传播最近所行驶的道路路段的行驶时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，响应于由所述定位装置所产生的位置坐标，检测所述车辆与路段的起始位置和结束位置的符合度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，第一路段的起始位置通过如在点火起动操作期间由所述定位装置所识别的所述车辆的位置来确定。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述车辆执行大于预定度数的转向操纵时，相应路段的结束位置被确定。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述车辆的速度从第一速度范围转变至第二速度范围时，相应路段的结束位置被确定。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，基于所述车辆已经从相应起始位置所行驶的固定距离，相应路段的结束位置通过如由所述定位装置所识别的所述车辆的位置来确定。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，随后路段的起始位置出现在前一个路段的结束处。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车辆行驶通过所述路段的日时间被维持在所述记忆存储装置中。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，先前所行驶的路线的路段被存储在所述记忆存储装置中，其中当再次行驶相应路线时，先前所行驶的路线的所识别的路段被下载。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，相应路段的行驶时间估计通过行驶通过所述路段的所述车辆的行驶时间和针对所述路段所获得的历史行驶时间来确定，所述行驶时间估计由如下公式表示：

其中

是在时间时的当前所行驶的路段的行驶时间，

是第一聚合函数；

是从当前所行驶路段的其它车辆收到的行驶时间记录；

是第二聚合函数；

是相应路段的历史时间数据记录。

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