CN1373616A - 用于测量交通流量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于确定车辆交通流量的一种方法和装置,包括在一个电信网络中的一个位置监视器,它汇集和处理来自移动电话的位置数据以便确定交通流量。系统内每个移动电话的位置在时间间隔上被确定,并且结合存储的道路地图集确定可能的路由和速度。根据已经请求了交通信息的从移动电话手机接收的数据可以显著的确定交通流量。这些手机或许正在行进在车辆中,从而可以给出很精确的交通流量测量。此外,请求交通信息的移动电话手机被重新配置提供更精确的数据,比如通过比通常更大的比率广播更新信号。

Description

用于测量交通流量的系统和方法

发明领域

本发明涉及用于测量交通流量的一种系统和方法，并且特别涉及使用现有的移动电话和网络来测量车辆交通流量。

发明背景

近年来，移动电话的使用飞速增长，正规使用的用户占到发展国家人口中很大的百分数。这就存在许多机会向用户提供业务，除了通常的通信业务外。诸如WAP等协议允许传送图形和文本内容来链接到因特网。借此可以提供业务和信息。在这些业务中，用于新一代手提便携(HHP)移动电话的业务是基于位置的业务(LBS)。有许多利用一个移动电话位置上的信息的业务和因此在某些方面对用户提供服务。

美国联邦通信委员会已经决定网络经营者必须在2001年10月1日能够在至少三分之二的时间上在一个呼叫始发地400英尺(150m)内识别呼叫的位置。在这样短的时间范围上进行有效的判决需要一种正规的管理，要基于网络进行解决(也就是说，智能性的精确定位不在于手机)。硬要用户升级他们的手机不一定是一个受欢迎的主张，除非网络愿意支付；当然，如果这样做比升级他们的网络更为便宜的话，他们将愿意这样做。尽管基于网络的解决对于经营者进行配置来说很昂贵，但还是比对全部用户进行升级便宜，给出了这样的背景，好像将要提倡美国的LBS，至少在开始，使用了紧急911讯息并将是基于网络的。

在非美国市场中的焦点可能有些不同之处。虽然在EU中对于LBS有一个管理要求，但时间范围在某种程度上更为宽松；2008年必须服务到位。事实上很久以前在欧洲就具有LBS，但作为商业的结果，不是正规化的，强制的。

基于位置可以向客户提供许多业务。这些业务中的某些业务对于下一代移动通信来说将是“唯一的销售点”，并因此对于网络经营者来说它们的介绍值得商业上的重视：

·绘图

·紧急情况

·广告

·黄页

·局部信息

·被盗财产的安全性/跟踪

·车队跟踪

·电信息业务

·业务量信息(作为每个业务主管)

·基于位置的计费

·沿岸航行

·天气

·实时公共运输信息(注意：用户和当前信息移动！)

·朋友/雇员寻找器

从一种业务到另一种业务需要变化位置的精确性，并且所要求的精确性还影响实现位置检测的方法。

美国专利5,465,289公开了监视车辆交通的一个系统。该系统使用附加的无线接收机通过检测小区边界之间的过区切换来检测移动电话的大致位置。过区切换是移动电话和基站发射机之间发射的信号，表明该移动电话将与一个邻近小区的一个基站进行通信，当从一个小区移动到另一个时。附加的无线接收机需要具有检测小区过区切换的功能性，存储过区切换记录并检测和记录地理位置数据。然而，除了第一代系统该系统不能适用于其他的系统，并且不能与一个网络进行工作-它是一个独立的系统。

根据小区到小区的过区切换和地理位置数据产生车辆计数和流率数据。通常在公路上的相同位置出现小区切换的入和出。每个单位时间可以对过区切换进行累计以便估计在一个公路上的车辆计数。在切换和已知的行进距离之间的时间允许作出一个流率的确定。在时间上的车辆的地理位置也可以得出流率。此外，地理位置允许过区切换数据定位一个特殊的公路。根据监视对这些公路产生周期性的报告。

虽然在‘289中的系统中公开了提供有用的业务，我们应该清楚还存在许多不足。该系统仅仅精确到蜂窝网络中小区的大小，这可以是从100米到10公里的任何地方。此外，现有的系统不适于提供基于位置的业务并因此存在进一步的缺点。

发明概述

我们已经知道使用移动电话网络可以获得交通量的监视，但需要进行修改。我们还知道为了这种业务的可行性应该保持一种最小化的修改。

因此，提供一种包括一个移动电话网络的车辆交通监视系统，包括用于从和到移动电话接收和发射信号的多个基站，和一个位置监视单元，用于导出经移动电话网络进行通信的移动电话的位置，该位置监视单元包括一个存储器，用于存储多个移动电话的标识和位置数据，和包括一个交通流量分析仪，用于确定移动电话位置上的交通流量，其中配置存储器和交通流量分析仪以便只从移动电话的一个子集的标识和位置数据中就可显著的确定交通流量，该子集是那些已经发射了一个交通监视请求到移动电话网络的移动电话。

本发明提供了这样的优点，用于交通监视的分析数据从正在行进的用户带有的移动电话中被显著地导出并因此已经请求了交通信息。这就减少了从来自移动电话的包括抽样数据中可能出现的错误，这些移动的电话并没有在公路车辆中行进。各种加权因数可以用于评估交通流量，作为那些在车辆(请求交通信息)和其他方面中已知的HHP的因数。

本发明还提供这样的优点，通过一个用户接收交通信息可以取得一种特殊的作用，通过启动一个交通监视请求，并当需要时可以重新配置用户的移动电话。特别的是，每个移动电话子集中的移动电话被安排比不在子集中的移动电话更频繁的广播一个信号给网络。该系统因而能够确保确定移动电话的频繁的位置更新，这些移动电话正在行进和已经“选择了进入”交通系统。作为一种可替换的方式，这可以通过在网络用户数据库的用户帐户上放置一个标记来实现。这将允许系统将使用不改变的手机进行工作。此外，应该注意的是，根据“SIM工具包”可以实现手机驱动“选择参加”选项，这还是不需要手机的修改，因为多数手机已经支持它。

此外，本发明还在于适用于与一个移动电话网络相关的一个车辆交通监视系统的一种移动电话，包括：一个无线单元，用于提供与一个移动电话网络进行电话通信的处理器和存储器，该网络包括周期的更新信号和安排提供交通更新的信号功能，交通更新信号功能包括一个输入，用于从一个为了交通信息的移动电话用户接收一个请求，和一个输出，用于引起无线单元比通常更频繁的广播一个更新的信号。

因此，带有这种特点的移动电话与交通监视系统共同合作来保证得到精确的交通流量。请求交通信息的一个用户自动地变成交通流量统计数字中的一个采样。

在直接参考的权利要求中定义了这些和其他的有创造性的特征。

简述附图

现在，仅仅通过示例的方式，结合参考附图将描述本发明的一个实施例，其中：

图1显示了本发明的一个具体的交通监视系统；

图2显示了一个移动电话的功能部件；

图3显示了按照本发明在操作一个移动电话中的关键功能步骤；

图4是本发明具体的一个位置监视单元的主功能的一个流程图；

图5是详述图4的路程计算的一个流程图；

图6是详述图5的行驶速度计算的一个流程图；和

图7是详述图4的延迟通知的一个流程图。

一个实施例的描述

在图1中显示了一个车辆交通监视系统。各个手提便携(HHP)移动电话1通过多个基站2与一个移动电话网络3进行通信。网络3和基站2可以是用于任意类型的移动电话技术协议和频率的。比如GSM1900MHz，900MHz或1800MHz或者诸如UMTS这样的新业务。这些和其他的都在本发明的范畴内。此外，该实施例还包括一个位置监视器4，分析移动电话的位置和导出交通信息作为结果。后面将详细描述由位置监视器提供的功能。

可以通过网络3本身，位置监视器4或者通过两者的结合来得到与网络3进行通信的每个移动电话1的地理位置。对于技术人员来说，确定移动电话位置的适当的方法是熟知的，包括在每个基站上的相控阵天线来得到来自移动电话到达信号的角度。用该角度与在其它基站上得到的角度相对照给出一个位置。一种替换方式是，测量在多个基站上来自移动电话的一个信号到达的时间，得到相对的距离并因此得到位置。这两种替换方式即使有的话也很少需要改变一个移动电话来测量位置，但需要对现有的网络进行一些改变。有许多其他的方式得到位置数据，所有这些方式将与建议的系统工作。实现该系统所需的软件可以遍布在网络中；这将减轻任何保密性的担心，因为只有一个电话在这个时间从这里移动到这里的在一个基站控制器之外通过的数据，而不是特别针对用户。

在图2中显示了一个移动电话关键功能部分的一个示意图。根据ROM20中的软件控制和利用存储RAM16，一个CPU10提供该单元的处理功能。一个显示器在这里被配备一个LCD12，和一个输入设备，这里是一个键盘14。一个无线单元18提供RF发射和接收功能并转换到和来自的语音数据和RF信号。至今，这些功能部件对于技术人员来说是共知的。

配置处理器10，无线单元18和存储器RAM16/ROM20以便提供图3中的功能。在一个通常的HHP移动电话中，无线单元周期的广播位置更新，典型的每30秒，或者当在小区间移动时。然而，为了交通监视的目的，以及通过图3的交通更新信号功能进行寻址，这是不够的。

交通更新信号功能确保的是，当一个用户请求交通信息时，实际上是发射到网络并且该用户的HHP被重新配置以便比通常时更频繁的发射更新讯息。第一步骤30是当用户选择了交通信息选项时。作为结果，一个信号请求这样的信息被发送到网络并且利用上述的任意的地理位置的方法，在步骤31，同时在HHP的位置上提供一个更新。实际上该用户已经选择参加该系统，如步骤32所示。如果该用户选择决定退出该系统，则进行步骤33的动作，并且交通更新功能在步骤34结束。接着移动电话返回正常状态并以正常方式向网络广播。

当在交通监视模式中时，一个信号延迟步骤35减少了更新信号的传输间的时间以便HHP更频繁地发送更新信号到网络。本发明范围内一种可替换的方式是不改变手机，但改变与手机相关的网络。位置更新之间的定时可能完全由网络驱动；也就是，网络将询问“你在哪里？”而不是等待被告诉“我在这里”。这允许网络和交通系统更精确地监视用户的位置和速度，并且还知道用户更可能正行进在一个车辆中。现在将结合参考图4-7描述这种帮助的位置数据的分析。

图4显示了按照本发明的一个实施例的有关交通监视的整个处理过程(图表1)。第一步40是当手机在交通监视系统上注册时(手机选项接收，图3)。在得到新位置步骤42上，已经重新选择参加的收集的位置被重新得到。该位置在增加新位置步骤44上被存储在位置/事件数据库45中，并且由一个时钟47控制管理删除任何“老的”数据。给定时间的位置的存储允许在计算最可能路由步骤46计算最可能的路线，进一步显示在图5的图表1a中，稍后描述。接着在计算平均速度步骤48计算平均速度。速度和位置的计算都参考一个存储的道路地图集50。指定一个可信的等级作为速度数据并在速度存储步骤52把它存储在一个速度数据库54中，进一步在图6的图表2中显示。

至此的步骤允许测定流通量条件。下一步，在通知手机步骤56手机被通知本地的流通量状况，进一步在图7的图表3中显示。最后，在重新得到用于手机的新位置数据和报告该处理之前，在等待步骤58包括与一个手机速度相关的相反的一个可变延迟。

在图5的图表1a中显示了用于一个给定的手机的计算最可能的路由。在得到当前位置步骤60，从位置/时间数据库45中检索针对一个给定手机的位置和时间数据的列表。然后在计算路由步骤62，从道路地图集50检索可能的路由。如果只有一种可能的路由，在步骤64可信的等级被设置较高(100)。如果有许多路由，则在最小平方步骤66执行最小平方差的计算。在步骤68设置可信阀作为最小平方计算的一个函数。在计算差的步骤70调整可信阀，以便结合参考一个平均行驶速度数据库与其他的相同路由相比较来考虑手机的平均速度。结果，针对图表1，在步骤46出现了最可能的路由和可信的等级。

允许统计分析路由数据来提供交通流量信息，用于每个手机的路由和可信等级以及计算的那个手机的速度提供给一个粗略速度和可信等级数据库54以便进一步进行分析，如图6的图表2所示。粗略的速度和可信数据库包含在给定位置上针对每个移动电话进入的速度和可信数据的时间，以及路段。为处理这种数据，在得到数据步骤80，首先检索用于给定路段的数据。确保与当前流通量条件有关的数据，在删除数据步骤82，比某一确定分钟数老的数据被删除。为了进一步增加数据精确性，在忽略进入步骤84忽略进入的一部分以便留下属于较高可信等级值的一给定数或进入的因数。

此外在忽略最低百分数步骤86保证用于增加精确性的步骤，其中由速度忽略一给定的最低进入的百分数。这将除去不在汽车中的用户；这与这种情况特别相关，如果选择加入是通过一种帐户选项的方法而不是通过手机设置。剩下的进入者从而与最近的相关，较高的可信的进入者在给定的路段上具有更可能接近中值速度的速度。从而在更新平均速度步骤90上计算平均行驶速度，并提供给一个平均行驶速度数据库91，它提供数据用于计算图5(图表1a)中的可信等级值和用于向用户提供信息。最后，在步骤92根据再次执行的计算检索下一个路段。

得到的数据可以以各种方式提供给用户，如图7所示(图表3)。如果用户正在进行请求信息，如同从一个HHP移动一样，则同先前描述的那样请求首先被用于重新配置HHP，以便比平常更频繁地发送更新数据，并像已经描述的那样，使用那个HHP的位置信息来得到流通量条件。

如上所述，在输入步骤100得到HHP的位置和最可能的当前道路。接着在询问数据库102询问平均行驶速度数据库91并在步骤103结合参考接收信号的类型能够确定手机。如果手机能处理图形，在步骤104发送一个更新的地图，如果不能，在SMS步骤106发送一个是否有延迟的SMS，或者如果手机具有一种自动应答能力，发送一个描述延迟的短语音讯息。

然后，在网络/位置监视器上继续处理以便继续监视交通流量状况，只要用户保持“选择参加”到该系统。

如果请求这不是在网络上的一个移动电话用户，例如因特网上，则得到用户请求步骤110检索数据，在步骤112以步骤114的请求方式提供它。

虽然描述的系统是作为分离的网络和位置监视器，但应该清楚具有的逻辑划分，并且位置监视器功能可以在一个位置上或分布的位置上由网络本身执行。

Claims (16)

1.一种包括一个移动电话网络的车辆交通监视系统，包括用于从和到移动电话接收和发射信号的多个基站，和一个位置监视单元，用于导出经移动电话网络进行通信的移动电话的位置，该位置监视单元包括一个存储器，用于存储多个移动电话的标识和位置数据，和包括一个交通流量分析仪，用于确定移动电话位置上的交通流量，其中配置存储器和交通流量分析仪，以便只从移动电话的一个子集的标识和位置数据中就可显著的确定交通流量，该子集是已经表示了一个交通监视请求到移动电话网络的那些移动电话。

2.按照权利要求1的一种系统，其中移动电话的子集是已经发射了一个交通监视请求到移动电话网络的那些移动电话。

3.按照权利要求1或2的一种系统，其中每个移动电话子集中的移动电话被安排比不在子集中的移动电话更频繁的广播一个信号给网络。

4.按照权利要求1，2或3的一种系统，其中通过给出一个较大的加权到移动电话的子集的位置数据配置交通流量分析仪来确定交通流量。

5.按照权利要求1-4的任意的一种系统，其中为了子集中每个移动电话的路由配置交通流量分析仪来确定一个可信的等级。

6.按照权利要求5的一种系统，其中配置交通流量分析仪来确定是具有较高可信等级的子集数据的一个函数的交通流量。

7.按照上述任一权利要求的一种系统，其中配置位置监视器来确定作为具有较高速度的子集数据的一个函数的交通流量。

8.一种如上述任一权利要求中所要求的交通流量分析仪。

9.适用于与一个移动电话网络相关的一个车辆交通监视系统的一种移动电话，包括：

一个无线单元，用于提供与一个移动电话网络进行电话通信的处理器和存储器，该网络包括周期的更新信号和安排提供交通更新的信号功能，交通更新信号功能包括一个输入，用于从一个为了交通信息的移动电话用户接收一个请求，和一个输出，用于引起无线单元比通常更频繁的广播一个更新的信号。

10.按照权利要求9的一种移动电话，其中交通更新信号功能被安排引起无线单元广播一个更新信号，作为由交通监视系统提供的交通流量数据的一个函数。

11.一种方法，用于在一个移动电话网络中监视车辆交通，包括得到经移动电话网络进行通信的移动电话的位置，存储用于多个移动电话的每个的标识和位置数据，确定在移动电话位置上的交通流量，其中确定交通流量的步骤被有远见地仅从移动电话的一个子集的标识和位置数据中确定，该子集是已经表示了一个交通监视请求到移动电话网络的那些移动电话。

12.按照权利要求11的一种方法，其中移动电话的子集是已经发射了一个交通监视请求到移动电话网络的那些移动电话。

13.按照权利要求11或12的一种方法，其中确定一个交通流量的步骤是通过给出一个较大的加权到移动电话的子集的位置数据而完成的。

14.按照权利要求11，12或13的一种方法，其中确定交通流量的步骤包括把一个函数放在子集中每个移动电话路由的一个可信等级上。

15.按照权利要求11-14任意的一种方法，其中确定交通流量的步骤的交通流量是具有一个较高可信等级的子集的数据的一个函数。

16.按照权利要求11-15的任意一种方法，其中确定交通流量的步骤的交通流量是具有较高速度的子集的数据的一个函数。

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