CN104574966B

CN104574966B - 可变信息标识装置及可变信息标识方法

Info

Publication number: CN104574966B
Application number: CN201510018127.0A
Authority: CN
Inventors: 宋家骅; 段仲渊; 庄立坚; 丘建栋
Original assignee: Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: CN104574966A

Abstract

本发明提供一种可变信息标识装置、方法及可变信息推送方法。该可变信息标示装置包括：布设位置选择模块，用于选择可变信息标识的布设位置及确定与该布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息包括该可变信息标识所包含的路段；路网建模模块，用于在可变信息标识的布设位置确定之后，根据每个可变信息标识所包含的路段建立每个可变信息标识对应的路网图；路网路况关联模块，用于根据浮动车传回的数据及路况表确定该路网图中各路段的路况；该路况标注模块，用于对每个可变信息标识对应的路网图中各个路段的路况进行颜色化标注；数据库构建模块，用于记录每个可变信息标识的路网图及其他相关参数，并将记录的结果存储在数据库中。

Description

可变信息标识装置及可变信息标识方法

技术领域

本发明涉及交通诱导技术领域，特别涉及一种可变信息标识装置、方法及可变信息标识推送方法。

背景技术

交通诱导是把人、车、路综合起来考虑，通过诱导道路使用者的出行行为来改善路面交通系统，防止交通阻塞的发生，减少车辆在道路上的逗留时间，并且最终实现交通流在路网中各路段上的合理分配。

可变信息标识(Variable Message Signs,VMS)是最典型的交通诱导系统，通过向驾驶员提供前方实时路况信息，诱导驾驶员合理选择路径，避开拥堵或事故路段，提高道路利用效率。国内外的研究倾向表明VMS诱导信息在一定程度上能防止拥堵的扩散。现有的VMS需要外场设备，如LED显示屏，所以在不同路段布置VMS时，需要大量的外场设备，从而需要大规模资金的投入，且出于投入资金的考虑及地理位置的考量，只能在特别重要的路段进行VMS布设，从而造成VMS在实际路网中的覆盖面非常有限。

另外，现有的VMS路况信息一般采用线圈传感器对车流量的直接检测，但线圈传感器在过饱和拥堵情况下，容易产生误检测，形成错误的诱导信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变信息标识装置、方法及可变信息标识推送方法，以解决现有的可变信息标识投入资金大、布设位置受限且容易产生错误的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种可变信息标识装置，包括：

一种可变信息标识装置，包括：

布设位置选择模块，用于选择可变信息标识的布设位置及确定与该布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息包括该可变信息标识所包含的路段；

路网建模模块，用于根据每个可变信息标识所包含的路段建立每个可变信息标识对应的路网图；

路网路况关联模块，用于根据浮动车传回的速度及预设的速度与路况的关系确定该路网图中各路段的路况；

该路况标注模块，用于对每个可变信息标识对应的路网图中各个路段的路况进行标注；

数据库构建模块，用于记录每个可变信息标识的标注有路况的路网图及相关参数，并将记录的结果存储在数据库中。

还提供一种可变信息标识方法，包括：

选择可变信息标识的布设位置及确定与该布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息包括该可变信息标识所包含的路段；

根据每个可变信息标识所包含的路段建立每个可变信息标识对应的路网图；

用于根据浮动车传回的速度及预设的速度与路况的关系确定该路网图中各路段的路况；

对每个可变信息标识对应的路网图中各个路段的路况进行标注；

记录每个可变信息标识的标注有路况的路网图及相关参数，并将记录的结果存储在数据库中。

还提供一种可变信息标识装置，包括：

可变信息标识确定模块，接收移动终端发送的路况请求信息，并周期性的获取移动终端传输的位置信息，根据所传输的位置信息在数据库中确定各个可变信息标识的权值，该数据库中记录有多个可变信息标识及每个可变信息标识的参数，该可变信息标识的参数包括该可变信息标识关联的路网图，该路网图中标注有该可变信息标识包含的各个路段的路况；选择权值最高的可变信息标识作为覆盖该移动终端的可变信息标识；

路况推送模块，从可变信息标识中获取该可变信息标识所关联的路网图，并将该路网图推送给移动终端。

还提供一种可变信息标识推送方法，包括：

接收移动终端发送的路况请求信息，并周期性的获取移动终端传输的位置信息；

根据所传输的位置信息在数据库中确定各个可变信息标识的权值，该数据库中记录有多个可变信息标识及每个可变信息标识的参数，该可变信息标识的参数包括该可变信息标识关联的路网图，该路网图中标注有该可变信息标识包含的各个路段的路况；

选择权值最高的可变信息标识作为覆盖该移动终端的可变信息标识；

从可变信息标识中获取该可变信息标识所关联的路网图，并将该路网图推送给移动终端。

本发明通过设置虚拟的VMS，并通过浮动车技术采集各个路段的数据，从而计算出VMS所包含的中各个路段的路况，并将路况通过路网图的形式发送给移动终端，不需要外场设备，投入少，且可以根据需要在任何地方设置VMS，将路况推送给移动终端。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的可变信息标识系统的系统架构示意图。

图2为本发明一实施方式中的可变信息标识系统的方块图。

图3为本发明一实施方式中在地图中选择VMS的示意图。

图4为本发明一实施方式中将在地图中选择VMS构建为路网图。

图5为本发明一实施方式中对路网图中的各路段进行路况标识。

图6为本发明一实施方式中确定覆盖移动终端的VMS时各参数的示意图。

图7为本发明一实施方式中可变信息标识方法的流程图。

图8为本发明一实施方式中可变信息推送方法的流程图。

具体实施方式

本发明的优选实施例将参考附图在下面做详细描述。然而，本发明并不限于所述实施例。

如图1所示，为本发明的可变信息标识系统的系统架构示意图。该系统包括交通可变信息标识装置10、与交通可变信息标识装置10无线连接的多个浮动车20及移动终端30。本实施方式中，该交通可变信息标识装置10为服务器，在下面的描述中以服务器为例进行说明。

该浮动车20用于通过安装在其上的车载GPS定位装置(图未示)获取与路况相关的信息，并将所获取的与路况相关信息传输至服务器10处理。浮动车20一般是指安装了车载GPS定位装置并行驶在城市主干道上的公交汽车和出租车。浮动车技术，也被称作“探测车(Probe car)”，是近年来国际智能交通系统(ITS)中所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。其基本原理是：根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程中定期记录的车辆位置、方向和速度信息，应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理，使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来，最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的旅行时间等交通拥堵信息。

该服务器10用于对浮动车20传输的数据进行处理，以生成具有路况信息的路网图，并将该路网图推送至移动终端30。该移动终端30可以为智能手机等终端电子设备。该移动终端30可以放置在机动装置(图未示)中，跟随着机动装置一起移动。该移动终端包括GPS设备，该GPS设备可以通过卫星定位系统获取机动装置的位置，并将机动装置的位置信息通过无线网络传输到服务器10。

如图2所示，该服务器10包括布设位置选择模块11、路网建模模块12、路网路况关联模块13、路况标注模块14、数据库构建模块15、VMS确定模块16、及路况推送模块17。

该布设位置选择模块11用于选择VMS的布设位置及确定与该布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息包括该VMS所包含的路段。本实施方式中，如图3所示，在地图中根据需要选择VMS的布设位置，VMS的布设位置通过经纬度表示，然后确定与该VMS的布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息除了所包含的路段，还包括每个VMS的布设方向。如图3所示，VMS的布设位置针对的是滨海大道西行的车辆，其路段构成包括当前行驶路段(G)、可能行驶的路段(A/B/C/D/E/F)和延伸路段(X/Y/Z)。在其他实施方式中，也可以采用其他路段作为所述VMS对应的路段。

本发明不需要外场设备，所以对VMS的布设数量和密度不受资金投入等现实条件的制约，可以根据实际需求，在任意位置进行布设。

该路网建模模块12用于在VMS的布设位置确定之后，根据每个VMS所包含的路段建立每个VMS对应的路网图300。本实施方式通过抽象化建模建立如图4所示的路网图300。该路网图300包括VMS包含的各路段301及其名称302，各路段301的车辆的行驶方向标记303，及起始位置的标记304等。在建立所述路网图300时，可通过四个图层进行构建，所述四个图层分别为路段图层、路段名文本图层、路段车辆方向图层及起始位置标记图层。首先构建路段图层，在地图中选出所述VMS所包含的路段301，为了符合用户的视觉习惯，将各路段进行曲线拉直，形成图3所示的路段301，在路段图层中每个路段包含作为每个路段唯一标识的路段ID；再构建路段名文本图层，在各路段的旁边标注各路段的名称302；然后构建各路段车辆方向图层，在每个路段旁边标注车辆的行驶方向标示303；随后构建起始位置标示图层，即在路网图300中标记车辆的当前位置标记304。如此，即完成路网图300的构建。以上路网图300的构建方式采用的是ArcGIS技术，实际应用时也可以使用SuperMap、TransCAD等其他GIS技术。

路网路况关联模块13用于根据浮动车20传回的数据及路况表确定该路网图300中各路段的路况。

一般情况下，道路包括三种典型路况，即顺畅、缓行和拥堵。本实施方式中通过每个VMS所包含的路段301对应的道路上行驶的浮动车20传回的车辆的速度及表1确定该路段301的路况。如表1所示，可以将道路按等级分为高速公路、快速公路、主干道、次干道、及支路，每个等级的道路都设置有相应的速度阈值a及b，每个等级的道路的三种路况的设定如表1所示。即确定VMS包含的路段的路况时，首先确定该路段的等级，然后根据浮动车传回的速度信息通过表1确定该路段的路况。该道路的等级可由浮动车20传回，也可以在布设VMS时确定VMS所包含路段的等级。

表1路况确定表

	顺畅	缓行	拥堵
				高速公路	V>a1	b1<＝V<＝a1	V<b1
快速公路	V>a2	b2<＝V<＝a2	V<b2
				主干道	V>a3	b3<＝V<＝a3	V<b3
次干道	V>a4	b4<＝V<＝a4	V<b4
				支路	V>a5	b5<＝V<＝a5	V<b5

在确定路况后，可将路况信息记录在表2所示的交通路况表中，进行路网与路况的关联。该表记录了每个路段的路况，其中包括四个属性，分别包括路段ID、路况、路段等级、及路况时间。其中路段ID为每个路段的唯一标识，是为该路段预设的一段编码，路况记录该路段的路况，具体路况可通过编码标示，比如1表示的路况为路段顺畅，2表示的路况为缓行，3表示的路况为拥堵，9表示该路段没有路况信息，即有可能该路段没有浮动车传回的数据，所以路况未知；路段等级标示该路段的具体类型，也可通过预设的编码标示，例如1表示高速公路，2表示快速路，3表示主干道，4表示次干道，5表示支路；路况时间记录了该路段的路况更新的具体时间。表中的数据根据浮动车传回的数据进行更新，根据浮动车传回的数据中的路段ID确定该路段对应的交通路况表，并根据该表中记录的路段等级调用表1确定该路段的路况，若路况信息与表2中记录的不同，则用当前更新的路况更新表2中的路况，同时，在路况时间中记录更新路况的时间。

表2路况记录表

该路况标注模块14用于对每个VMS对应的路网图中各个路段的路况进行标注。

在确定每个路段301的路况后，则在路网图300中对各个路段301的路况进行标注。在本实施方式中，可预设每种路况对应一种颜色，例如，用红色表示拥堵、黄色表示缓行、绿色表征顺畅，则如图4所示，可在路网图300中用各个路段的路况对应的颜色对各路段进行标注。在本实施方式中，浮动车每ΔT时间发送一次路况信息，则对应的，该路况标示也是每ΔT时间更新一次。对路况发生改变的路段的路况标注进行更新，例如，若某个路段的路况由拥堵改变为顺畅，则将路况标注也从红色改变为绿色。

数据库构建模块15用于记录每个VMS的路网图及其他相关参数，并将记录的结果存储在数据库中。

本实施方式中，每个VMS路网图及其他相关参数都记录在如表3所示的VMS表中。在表3中，记录的是路网图的存储地址，可以通过地址获取该VMS对应的路网图，但也可以是该路网图的其他信息，如路网图的ID等。该VMS的相关参数包括VMSID、VMS布设位置、VMS的布设方向、覆盖范围、布设角度、及其他相关参数，如关于该VMS的相关描述等。该VMSID为记录该VSM的唯一编码，该VMS布设位置包括盖VMS所布置位置的经度及纬度。VMS的布设方向及布设角度为布设VMS时设定的值，覆盖范围为该VMS能够覆盖的区域，本实施方式中，该覆盖的区域以该VMS的布设位置为中心，R为半径所形成的圆形区域，在其他实施方式中，也可以以不同的方式设定该VMS的覆盖范围，如以该VMS为中心的长方形区域等。该数据库可以包含在该服务器10中，也可以是独立的数据库服务器。

表3VMS表

该VMS确定模块16接收移动终端30发送的请求信息，并周期性的获取移动终端30传输的位置信息。

本实施方式中，通过移动终端30传输的位置信息确定覆盖该移动终端的VMS。本实施方式中，VMS覆盖范围为以VMS布设位置为原点，R为半径的圆周区域。下面具体说明如何根据移动终端传输的位置信息确定覆盖该机动装置的VMS。

根据所传输的位置信息确定数据库中各个VMS的权值，该数据库中记录有多个VMS及每个VMS的参数，该VMS的参数包括该VMS的位置及关联的路网图，该路网图中标注由该VMS包含的各个路段的路况。

本实施方式中，根据所传输的位置信息在数据库中确定的各个VMS的权值为距离权值与角度权值相加得到的综合权值。

其中该距离权值的计算方法为：

获取移动终端传输的位置信息，从数据库中获取VMS的位置信息，根据移动终端的位置信息与VMS的位置信息确定移动终端与VMS之间的直线距离L，从数据库中获取VMS的覆盖半径Rvms，则距离权值

角度权值的计算方法为：

首先，确定移动终端所传输的前后两个位置之间的距离，具体公式如下：

其中，距离的计算结果单位是km；lonA、latA、lonB、latB为地理坐标系的经纬度值，单位是度；R为地球的赤道半径，取值为6378km。

然后计算出机动装置的行驶方向，具体根据公式(2)计算。

其中，行驶方向以正北方向为0度，顺时针为正值；xDis为两个坐标点在经度(南北)方向上的实际距离，yDis为两个坐标点在纬度(东西)方向上的实际距离；

xDis＝Dis(latA,lonA,latA,lonB)，yDis＝Dis(latA,lonB,latB,lonB)。

如此，则得到角度权值：其中，θ是角度允许偏差阈值，可取30度。

则可得综合权值：w＝w_dis+w_dir。

各个参数的关系如图6所示。

本实施方式中，为了更快的计算出综合权值，可在计算综合权值之前，先通过预设的条件对数据库中的VMS进行筛选，形成符合条件的VMS集，然后对VMS集中的VMS计算获取综合权值最大的VMS，所述预设条件为：

L＜R_vms (3)

dir∈(dir_vms±θ)

选择权值最高的VMS作为覆盖该移动终端的VMS。

该路况推送模块17从VMS中获取该VMS关联的路网图，并将该路网图推送给移动终端30。如此，无需外场设备即可使用户实时获取路况信息。

本实施方式中，所有的模块都在一个服务器中执行，但在实际使用中，模块11-15可在一个服务器中执行，模块16-17可在另外一个服务器中执行。

图7为可变信息标识方法的流程图。

首先，确定VMS的布设位置及确定与该布设位置相关的信息，与该布设位置相关的信息包括该VMS所包含的路段(步骤S701)。

根据每个VMS所包含的路段建立每个VMS对应的路网图300(步骤S702)。

本实施方式通过抽象化建模建立如图3所示的路网图300。具体建立方法请参考图3的描述，在此不再赘述。

根据浮动车20传回的数据及预设的路况确定表确定该路网图300中各路段的路况(步骤S703)。

本实施方式中，通过每个VMS所包含的路段301对应的道路上行驶的浮动车20传回的车辆的速度及如表1所示的路况确定表确定该路段301的路况。在确定VMS包含的路段的路况时，首先确定该路段的等级，然后根据浮动车传回的速度信息通过表1确定该路段的路况。

对每个VMS对应的路网图300中各个路段的路况进行标注(步骤S704)。

在本实施方式中，通过不同的颜色对不同的路况进行标识，如图所示，用红色表示拥堵、黄色表示缓行、绿色表征顺畅。

将每个VMS的相关参数及对应的路网图记录至数据库中(步骤S705)。

图8为本发明一实施方式中的路况推送方法的流程图。

首先，接收移动终端30发送的路况请求信息，并周期性的获取移动终端30传输的位置信息(步骤S801)；

根据所传输的位置信息在确定数据库中各个VMS的权值(步骤S802)；

该数据库中记录有多个VMS及每个VMS的参数，该VMS的参数包括该VMS的位置及关联的路网图，该路网路中标注由该VMS包含的各个路段的路况。

其中该距离权值的计算方法为：

获取移动终端传输的位置信息，从数据库中获取VMS的位置信息，根据移动终端的位置信息与VMS的位置信息确定移动终端与VMS之间的距离L，从数据库中获取VMS的覆盖半径Rvms，则距离权值

角度权值的计算方法为：

首先，确定移动终端所传输的两个位置之间的距离，具体公式如下：

然后计算出机动装置的行驶方向，具体根据公式(2)计算。

xDis＝Dis(latA,lonA,latA,lonB)，yDis＝Dis(latA,lonB,latB,lonB)。

则可得综合权值：w＝w_dis+w_dir。

L＜R_vms (3)

dir∈(dir_vms±θ)

选择权值最高的VMS作为覆盖该移动终端的VMS(步骤S803)。

从VMS中获取该VMS关联的路网图，并将该路网图推送给移动终端(步骤S804)。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成。该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种可变信息标识装置，包括：

路网建模模块，用于根据每个可变信息标识所包含的路段建立每个可变信息标识对应的路网图；在建立所述路网图时，可通过四个图层进行构建，所述四个图层分别为路段图层、路段名文本图层、路段车辆方向图层及起始位置标记图层；

路况标注模块，用于对每个可变信息标识对应的路网图中各个路段的路况进行标注；

数据库构建模块，用于记录每个可变信息标识的标注有路况的路网图及相关参数，并将记录的结果存储在数据库中；

路况推送模块，从可变信息标识中获取该可变信息标识所关联的路网图，并将该路网图推送给移动终端；

其中，每个可变信息标识的标注有路况的路网图及相关参数都记录可变信息标识表中，该可变信息标识的相关参数包括可变信息标识ID、布设位置、布设方向、覆盖范围、布设角度，该可变信息标识ID为记录该可变信息标识的唯一编码，该布设位置包括该可变信息标识所布置位置的经度及纬度，该布设方向及布设角度为布设可变信息标识时设定的值，覆盖范围为以该可变信息标识的布设位置为中心，R为半径所形成的圆形区域；或者，

覆盖范围为以该可变信息标识为中心的长方形区域。

2.如权利要求1所述的可变信息标识装置，其特征在于，该布设位置选择模块在地图中根据需要选择可变信息标识的布设位置，布设位置通过经纬度表示，该布设位置相关的信息还包括每个VMS的布设方向。

3.如权利要求1所述的可变信息标识装置，其特征在于，该路网路况关联模块所确定的路网图中各个路段的路况记录在交通路况表中，该交通路况表包括路段ID、路况、路段等级，其中路段ID为每个路段的唯一标识，是为该路段预设的一段编码；路况记录该路段的路况；路段等级标示该路段的道路等级；且表中的数据根据浮动车传回的数据进行更新。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述的可变信息标识装置的可变信息标识方法，包括：

记录每个可变信息标识的标注有路况的路网图及相关参数，并将记录的结果存储在数据库中；

每个VMS路网图及其他相关参数都记录在VMS表中，该VMS的相关参数包括VMSID、VMS布设位置、VMS的布设方向、覆盖范围、布设角度，该VMSID为记录该VSM的唯一编码，该VMS布设位置包括盖VMS所布置位置的经度及纬度，VMS的布设方向及布设角度为布设VMS时设定的值，覆盖范围为以该VMS的布设位置为中心，R为半径所形成的圆形区域。