CN103364002B - 结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统及方法，涉及智能交通领域，该方法包括：确定出发地和目的地，设置时间信息，并上传至服务器端；服务器端接收出发地和目的地，以及时间信息，根据所述出发地和目的地进行路线规划，利用所述时间信息，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况，获得所述路线规划的时间代价。系统包括服务器端和客户端。本发明采用将公共交通工具运营时间与实时路况相结合的方法，为用户提供实时的、可预测的、可靠性高的路线规划，以及相对准确的出行用时参考，用户可以结合自己的需要来制定/调整基于公共交通工具的出行规划。

Description

结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统和方法

技术领域

本发明涉及智能交通领域，特别涉及一种结合了实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统和方法。

背景技术

随着计算机和定位技术的飞速发展，全球定位系统和地图服务得到了广泛的重视和应用，将地图有效的与位置定位技术相结合，应用前景十分广阔。近年来纷纷推出车载导航、手持导航、网络地图等服务。随着地理信息技术、定位技术和移动通信技术的发展，出现了基于移动终端的新的地图应用形式，以其移动性及便捷性受到用户青睐。

地图服务中的导航服务，分为驾驶导航、乘车导航、步行导航等导航服务，为用户提供不同出行方式的路线规划。目前导航软件所提供的乘车导航，不涉及公共交通工具实时运营时间，不能提供与实际运营情况相关的乘车路线。这使得用户无法得知公共交通工具运行情况，无法及时了解乘公共交通工具出行用时情况，往往在站台候车浪费大量时间。从而导致用户担心出行规划因乘坐公共交通工具而受到影响，也无法结合公共交通工具运营情况制定出行规划，这是用户放弃乘坐公共车辆出行的主要原因，不利于公共交通工具发挥最大的社会效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统和方法，用于实现基于实时路况及公交运营信息的用户出行路线规划。

本发明提供了一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划方法，包括以下步骤：

确定出发地和目的地，设置时间信息，并上传至服务器端；服务器端接收出发地和目的地，以及时间信息，根据所述出发地和目的地进行路线规划，利用所述时间信息，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况，获得所述路线规划的时间代价。

本发明还提供了一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统，包括：

客户端，用于确定出发地和目的地，设置时间信息，并上传至服务器端；

服务器端，用于接收出发地和目的地，以及时间信息，根据所述出发地和目的地进行路线规划，利用所述时间信息，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况，获得所述路线规划的时间代价。

本发明采用将公共交通工具运营时间与实时路况相结合的方法，为用户提供实时的、可预测的、可靠性高的路线规划，以及相对准确的出行用时参考，用户可以结合自己的需要来制定/调整基于公共交通工具的出行规划。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统结构图；

图2为本发明实施例中公共交通工具运营数据库的结构图；

图3为本发明实施例提供的一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划方法流程图；

图4为本发明实施例中基于出发时间进行路线规划的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例采用将公共交通工具运营时间与实时路况相结合的方法，为用户提供实时的、可预测的、可靠性高的路线规划，以及相对准确的出行用时参考，用户可以结合自己的需要来制定/调整基于公共交通工具的出行规划。

本实施例提供了一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统，如图1所示，该系统包括客户端和服务器端，其中，

在客户端包括：

定位模块11，用于融合不同传感器的输出信息，自动确定用户的当前位置。至少包括一GPS接收装置，用于接收GPS信号并转换GPS信号，其可以用于定位用户当前位置。当前的定位方式包括GPS定位、基站定位、WIFI定位。基于不同的定位方式，在定位模块所设置的传感器会有所区别。

存储模块12，用于存储地图以及公共交通工具运营信息数据。存储模块中存储的地图数据包括：路网数据、兴趣点数据(比如某栋具体的大厦，某个小区、某个地名)、背景数据(比如绿地等地图背景)、线路数据。其中，路网数据包括：车行道路数据(供车辆行驶的道路)、步行道路数据。其中步行道路分为：步行路、人行横道、过街天桥、地下通道、地铁通道、广场路、校园路、小区路、建筑物内部路。线路数据又分为地铁数据、公交数据、市郊铁路数据。其中地铁数据包括：线路起止站点、线路里程、线路运营时间、线路站点名称、线路站点位置、线路站点出入口名称、线路站点出入口位置、站点首末班车辆抵站时间、站点内部设施、站内平面图、票制票价信息、站间运行时长等。公交数据包括：线路起止站点、线路里程、线路运营时间、线路站点名称、线路站点位置、票制票价信息等。公共交通工具运营信息包括首末班运营时间、票制、票价线路站点等信息。

输入模块13，用于用户输入出发地和目的地，设定时间信息。

处理器模块14，用于接收转发各模块间的信息，以及根据出发地和目的地，或定位模块所获取的当前位置信息，基于地图数据和公共交通工具运营信息进行离线的乘车路线规划。

输入/输出端口15，用于通过通信信道向服务器端上传出发地和目的地，以及时间信息；从服务器端接收路线规划结果。

显示模块16，用于将得到的路线规划结果输出显示。

在服务器端建立地图数据库21(该数据库存储的数据内容与存储模块存储的数据内容相同)、公共交通工具运营数据库22、以及实时路况数据库23，公共交通工具运营数据库如图2所示，包括：

实时数据库，组织建立线路运营数据表，保存一特定时段内获取的线路车辆抵达各站点实时上传的抵站时间信息。随着时间变化，实时数据库中的数据不断存储，当超过该特定时段时，将超出该时段的数据存入到历史数据库中。实时数据库用于在进行路线规划时，获取线路车辆抵站时间信息。

历史数据库，用于存储历史时段线路运营数据表，记录线路车辆在历史时间段抵站时间，实时接收实时数据库释放的数据，更新历史数据库内容。历史数据库中存储一特定时期内数据，超过该时期数据予以删除。

实时路况数据库与公共交通工具运营数据库组织架构相同，包括：

实时数据库，保存一特定时段内获取的路段实时路况数据，随着时间变化，实时数据库中的数据不断存储，当超过特定时间段时，将超出该时段的数据存入到历史数据库中。

历史数据库，用于存储历史时段实时路况数据，实时接收实时数据库释放的数据，更新历史数据库内容。历史数据库中存储一特定时期内实时路况数据，超过该时期数据予以删除。

路线规划模块24，用于根据上传的出发地和目的地以及时间信息，基于地图数据和公共交通工具运营信息，以及实时路况，进行路线规划，获得路线规划结果并下发。

基于以上系统，本实施例提供了一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤301、确定出发地和目的地，设置时间信息。用户在客户端上设定欲进行路线规划的出发地和目的地，和/或，出发时间或抵达时间。

本实施例提供了多种出发地和目的地设定方式：出发地提供了手动输入及五种快捷方式：直接设定出发地为我的当前位置、在地图上选取、在收藏夹选取、在地铁站点中选取、公交站点选取，系统默认出发地设定为我的当前位置；目的地提供了手动输入及四种快捷方式：在地图上选取、收藏夹选取、地铁站点选取、公交站点选取。其中，我的当前位置依据定位模块获得的用户当前的位置信息确定；在地图上选取是通过用户在地图界面点选的位置的坐标信息确定；在收藏夹选择是用户日常收藏在收藏夹中的信息点，用户可调用收藏夹实现快速选取信息点；在地铁站点选取是依据地铁线路提供站点查找选择；在公交站点选取是依据公交线路、站点查找选择。

为了给用户提供更加合理的路线规划方式及出行用时参考，本实施例还提供路线规划的时间设置功能，用户可以设置出发时间或抵达时间，本实施例根据出发时间或抵达时间提供智能的路线规划。通过用户设置出发时间，本实施例提供在该时间点出发的路线规划；通过设置抵达时间，提供在该时间点抵达目的地的路线规划。默认情况下，以系统当前时间为出发时间，从而提供以当前时间为出发时间的路线规划结果。

步骤302、将用户设定的出发地和目的地，和/或，出发时间或抵达时间，通过通信信道上传至服务器端。如客户端未与通信信道相连通，且客户端有预先存储的离线地图数据，且客户所输入的出发地与目的地在离线地图数据范围内，则在客户端上进行离线的路线规划。处理器模块根据设定的出发地和目的地，调用预存储的地图数据进行路线规划。主要是依据出发地、目的地信息获取起止点坐标信息，构建公共交通线路网络拓扑关系网，获取换乘路线规划结果，包括从起点至终点可乘坐的线路、上下车站点及步行道路信息、乘车费用信息等。

步骤303、服务器端接收出发地和目的地，和/或，出发时间或抵达时间，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况进行路线规划。具体流程如图4所示，包括：

步骤3031、依据出发地和目的地，进行路线规划计算，得出首次路线规划结果。路线规划包括依据用户的出发地和目的地获取起止点坐标，获取临近站点信息，构建公共交通线路网络拓扑关系网，得到换乘路线规划结果。在首次路线规划结果中，获取从出发地到目的地中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘车线路、上下车站点、乘车费用等信息。从出发地到目的地可能存在多条线路，这样会得到多个路线规划结果，在每个规划结果中都包含该路线经过的需步行路段、公共交通乘车路段(包括地铁、公交车或市郊铁路)以及乘车的上下车站点信息。步行时间代价来自于预设置的经验值，根据步行的一预设平均速度和步行路段距离计算得到。

步骤3032、依据出发时间以及首次路线规划结果各条路线中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘坐线路、上下车站点、实时路况以及公共交通工具运营信息，构建路线规划时间代价模型、车辆抵站时间模型和最佳时间选取模型。

在一条路线规划结果中，用户可能会换乘多次公共交通工具，其间还会步行，导致该线路会涉及若干个步行路段和若干个换乘的上/下车站点。设置T_s为车辆抵达上车站时间，是某条线路上某一车辆抵达第i个上车站点的抵站时间。则，车辆抵站时间模型为：

其中，T_d为该线路一车辆途经第i个上车站点前某一站点的实时运营数据。由于在该线路上会同时运营多个车辆，在第i个上车站点前同样可能会有多部车辆在运营，这些车辆都会在随后的某个时间点抵达第i个上车站点，就是这些车辆抵达第i个上车站点的时间，而T_d则是在用户抵达第i个上车站点时，尚未抵达第i个上车站点的车辆抵达第i个上车站点前某个站点的时间，该时间可以通过查询实时数据库中该线路的实时运营数据获取。线路实时运营数据来自于根据线路名称、行驶方向、线路站点构建的线路运营数据表，存储于服务器端的实时数据库中。在实时数据库中，存储一特定时间段内实时运营数据，超过该特定时间段则释放数据到历史数据库中存储。

S_i为路段长度，即该车辆从T_d时间到时间所行驶的某一路段距离，集合S为若干个S_i这样的路段集合，S＝{S₁，S₂，S₃，…，S_i，…,S_n}，集合S就是T_d时间时该车辆所处站点到第i个上车站点间的距离。V_i为依据实时路况获取的路段S_i间的实时车速，集合V＝{V₁，V₂，V₃，…，V_i，…,V_n}，集合V中各元素为集合S中各路段元素对应的速度值。为路段S_i间运营时长的历史均值，集合T＝{T₁，T₂，T₃，…，T_i，…,T_n}，由历史数据库中同一时刻值获取。为路段集合S中各元素路段实时路况数据对应的加权因子，为集合S中各元素路段历史数据对应的加权因子，通过加权算法使车辆抵站时间模型值更加准确。

其中，由于在第i个上车站点前可能会有多部车辆在运营，在进行线路规划时，应该将用户抵达第i个上车站点后，最先抵达该站点的车辆作为用户应该乘坐的车辆，也就是获取车辆抵站的最佳时间。车辆抵站最佳时间选取模型为：

其中，T₀为出发时间；在第i个上车站点前，该线路上每一步行路段对应的步行时间代价为在第i个上车站点前，每一乘车路段对应一乘车时间代价为依据实时数据库中同期车辆在该乘车站间路段运行用时得出的同期均值；T_W则为第i个上车站点前，该线路每个上车站点的等车时间之和，该时间为依据用户抵站时间和公共交通运营信息中历史同期线路车辆抵站时间均值得出的平均候车时间。就是在用户抵达第i个上车站点后，最先抵达该站点的车辆的抵站时间。

根据抵站最佳时间，得到总体的路线规划时间代价模型：

T_z＝T_sn+T_cn+T_b(n+1)+ΔT

其中，T_z为根据用户的出发地和目的地，以及出发时间，获得的预计抵达目的地时间；T_sn为该线路最后一个乘车路段的上车站点的抵站时间；T_cn为该线路最后一个乘车路段对应的乘车时间代价；T_b(n+1)为该线路最后一个步行路段对应的步行时间代价，ΔT为依据查询时间的时期特征增加的一经验值。如在节假日前期，往往会出现交通流量高峰期。

另外，在基于用户设定的抵达时间进行路线规划时，应依据抵达时间及首次路线规划结果各条路线中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘坐线路、上下车站点的信息，获取路线规划全程用时，从而得出出发时间。具体的，

首先，依据抵站时间、最末端步行距离，获取抵达最后一下车站点最晚时间T₀；

其次，获取线路抵站时间，线路抵站时间应早于T₀，依据这一条件在公共交通工具运营数据库中选取样本空间，该样本空间内最晚时间点早于T₀。依据样本空间内样本数据概率获取样本均值，将样本均值作为线路车辆抵站时间。

再次，依据路线规划结果，进一步反推步行段、乘车段数据，直至得到从出发地出发时间。

步骤3033、获得路线规划的时间代价，按照路线规划方案及优先次序返回路线规划结果及各路线的时间代价。路线规划方案包括：耗时最短、换乘最少、步行最少、乘车费用最少。当然，该路线规划方案次序仅为一个具体实例，而非对本发明实施例应用范围的限定。

步骤304、服务器端通过通信信道将路线规划结果下发。

步骤305、接收所述路线规划结果，向用户输出显示。

在路线规划结果中，为用户提供如下信息：起点及出发时间；起点至公共交通站点的步行距离和预计时间；乘坐公共交通工具的线路、上下车站点、预计用时及乘车费用；换乘步行距离及预计用时；出站后步行至目的地距离及预计用时；终点及预计到达时间。

本实施例提供了与实时路况、公共交通实时运营信息相结合的路径规划方法，能够向用户提供基于出发/抵达时间设置的实时的路径规划方案，该方案与实时路况相结合，路线规划结果更准确。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定出发地和目的地，设置时间信息，并上传至服务器端；服务器端接收出发地和目的地，以及时间信息，根据所述出发地和目的地进行路线规划，利用所述时间信息，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况，获得所述路线规划的时间代价；

在进行路线规划并得到时间代价后，该方法进一步包括：

服务器端通过通信信道将路线规划结果下发；接收所述路线规划结果，向用户输出显示；

所述设置时间信息的步骤具体包括：

设置出发时间或抵达时间，在默认情况下，设置系统当前时间为出发时间；

当设置了出发时间时，所述进行路线规划并获得时间代价的步骤具体包括：

依据出发地和目的地，进行路线规划，得出首次路线规划结果；

依据出发时间以及首次路线规划结果中各条路线中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘坐线路、上下车站点、乘车费用、实时路况以及公共交通工具运营信息，创建车辆抵站时间模型、最佳时间选取模型和路线规划时间代价模型；

获得路线规划的时间代价，按照路线规划方案的优先次序返回路线规划结果及各路线的时间代价；

当设置了抵达时间时，所述进行路线规划并获得时间代价的步骤具体包括：

依据出发地和目的地，进行路线规划，得出首次路线规划结果；

依据抵达时间及首次路线规划结果各条路线中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘坐线路、上下车站点、乘车费用、实时路况以及公共交通工具运营信息，获取路线规划全程用时，从而得出出发时间；

所述创建车辆抵站时间模型的方法具体包括：

设置T_s为车辆抵达上车站时间，是某条线路上某一车辆抵达第i个上车站点的抵站时间，则车辆抵站时间模型为：

$T_{s_i}=T_d+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}(W_{r_j}\frac{S_j}{V_j}+W_{t_j}\stackrel{\‾}{T_j})$

其中，T_d为该线路一车辆途经第i个上车站点前某一站点的实时运营数据；S_j为该车辆从T_d时间到时间所行驶的至少一个路段中第j个路段的长度，集合S为：S＝{S₁，S₂，S₃，…，S_j，…,S_n}，所述集合S是T_d时间时该车辆所处站点到第i个上车站点间各路段的距离；V_j为依据实时路况获取的路段S_j间的实时车速，集合V＝{V₁，V₂，V₃，…，V_j，…,V_n}，集合V中各元素为集合S中各路段元素对应的实时车速值；为路段S_j间运营时长的历史均值，集合由同一时刻的历史均值获取；为路段集合S中各元素路段实时路况数据对应的加权因子，为集合S中各元素路段历史数据对应的加权因子；

所述创建最佳时间选取模型的方法具体包括：

${\mathrm{MinT}}_{s_i}\≥T_0+{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n{T}_{b_j}+{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{n-1}{T}_{c_j}+T_w$

其中，T₀为出发时间；在第i个上车站点前，为该线路上每一步行路段对应的步行时间代价；为在第i个上车站点前，每一乘车路段对应的乘车时间代价，依据实时数据库中同期车辆在该乘车站间路段运行用时得出的同期均值；T_W为第i个上车站点前，该线路每个上车站点的等车时间之和，该时间为依据用户抵站时间和公共交通运营信息中历史同期线路车辆抵站时间均值得出的平均候车时间；

所述创建路线规划时间代价模型的方法具体包括：

T_z＝T_sn+T_cn+T_b(n+1)+ΔT

其中，T_z为根据用户的出发地和目的地，以及出发时间，获得的预计抵达目的地时间；T_sn为该线路最后一个乘车路段的上车站点的抵站时间；T_cn为该线路最后一个乘车路段对应的乘车时间代价；T_b(n+1)为该线路最后一个步行路段对应的步行时间代价；ΔT为依据查询时间的时期特征增加的一经验值。

2.根据权利要求1所述的结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划方法，其特征在于，所述进行路线规划的步骤具体包括：

依据用户的出发地和目的地获取起止点坐标，获取临近站点信息，构建公共交通线路网络拓扑关系网，得到换乘路线规划结果。

3.一种结合实时路况及公共交通运营信息的路线规划系统，其特征在于，包括：

客户端，用于确定出发地和目的地，设置时间信息，并上传至服务器端；

服务器端，用于接收出发地和目的地，以及时间信息，根据所述出发地和目的地进行路线规划，利用所述时间信息，结合公共交通工具实时运营信息以及实时路况，获得所述路线规划的时间代价；

所述客户端包括：

定位模块，用于融合不同传感器的输出信息，自动确定用户的当前位置；

存储模块，用于存储地图以及公共交通工具运营信息数据；

输入模块，用于输入出发地和目的地，设定时间信息；

处理器模块，用于接收转发客户端各模块间的信息，以及根据出发地和目的地，或定位模块所获取的当前位置信息，基于所述地图数据和公共交通工具运营信息进行离线的乘车路线规划；

输入/输出端口，用于通过通信信道向服务器端上传出发地和目的地，以及时间信息；从服务器端接收路线规划结果；

显示模块，用于将得到的路线规划结果输出显示；

所述服务器端包括：

地图数据库，用于存储地图以及公共交通工具运营信息数据；公共交通工具运营数据库，用于存储线路运营数据表及历史时段线路运营数据表；

实时数据库，用于存储路段实时路况数据；

路线规划模块，用于根据上传的出发地和目的地以及时间信息，基于地图数据和公共交通工具运营信息，以及实时路况，进行路线规划，获得路线规划结果并下发；

所述系统还包括：

路线规划子模块，用于依据出发地和目的地，进行路线规划，得出首次路线规划结果；

模型创建子模块，用于依据出发时间以及首次路线规划结果中各条路线中的步行路段、各步行路段所需的步行时间代价、乘坐线路、上下车站点、乘车费用、实时路况以及公共交通工具运营信息，创建车辆抵站时间模型、最佳时间选取模型和路线规划时间代价模型；

时间代价获取子模块，用于获得路线规划的时间代价，按照路线规划方案的优先次序返回路线规划结果及各路线的时间代价；

其中,所述创建车辆抵站时间模型的方法具体包括：

设置T_s为车辆抵达上车站时间，是某条线路上某一车辆抵达第i个上车站点的抵站时间，则车辆抵站时间模型为：

$T_{s_i}=T_d+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}(W_{r_j}\frac{S_j}{V_j}+W_{t_j}\stackrel{\‾}{T_j})$

其中，T_d为该线路一车辆途经第i个上车站点前某一站点的实时运营数据；S_j为该车辆从T_d时间到时间所行驶的至少一个路段中第j个路段的长度，集合S为：S＝{S₁，S₂，S₃，…，S_j，…,S_n}，所述集合S是T_d时间时该车辆所处站点到第i个上车站点间各路段的距离；V_j为依据实时路况获取的路段S_j间的实时车速，集合V＝{V₁，V₂，V₃，…，V_j，…,V_n}，集合V中各元素为集合S中各路段元素对应的实时车速值；为路段S_j间运营时长的历史均值，集合由同一时刻的历史均值获取；为路段集合S中各元素路段实时路况数据对应的加权因子，为集合S中各元素路段历史数据对应的加权因子；

所述创建最佳时间选取模型的方法具体包括：

${\mathrm{MinT}}_{s_i}\≥T_0+{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n{T}_{b_j}+{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{n-1}{T}_{c_j}+T_w$

其中，T₀为出发时间；在第i个上车站点前，为该线路上每一步行路段对应的步行时间代价；为在第i个上车站点前，每一乘车路段对应的乘车时间代价，依据实时数据库中同期车辆在该乘车站间路段运行用时得出的同期均值；T_W为第i个上车站点前，该线路每个上车站点的等车时间之和，该时间为依据用户抵站时间和公共交通运营信息中历史同期线路车辆抵站时间均值得出的平均候车时间；

所述创建路线规划时间代价模型的方法具体包括：

T_z＝T_sn+T_cn+T_b(n+1)+ΔT

其中，T_z为根据用户的出发地和目的地，以及出发时间，获得的预计抵达目的地时间；T_sn为该线路最后一个乘车路段的上车站点的抵站时间；T_cn为该线路最后一个乘车路段对应的乘车时间代价；T_b(n+1)为该线路最后一个步行路段对应的步行时间代价；

ΔT为依据查询时间的时期特征增加的一经验值。