ES2445746T3

ES2445746T3 - Metodología y sistema de optimización de ruta con navegación GPS, combinando datos de tráfico dinámicos

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Publication number: ES2445746T3
Application number: ES09803897.9T
Authority: ES
Inventors: Fotios K. Liotopoulos; Paraskevi Karypidou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: WO2010073053A4; AU2009332672A1; GR1006698B; EP2379985B1; WO2010073053A9; US8392109B2; IL213660A; WO2010073053A1; CN102265118B; US20110251790A1; CN102265118A; IL213660A0; AU2009332672B2; EP2379985A1

Abstract

Metodología para la obtención, procesamiento y distribución de datos del tráfico y planificación de ruta más precisa en asistentes de navegación personal (ANP), de navegación GPS. Dicha metodología consiste en: a) una Metodología de Obtención de Datos (MOD), caracterizada por un procedimiento para el registro y procesamiento de datos del tráfico dinámicos y parámetros del vehículo por un ANP, que aseguran la validez, autenticidad, verificabilidad y unicidad de los datos recogidos; consistiendo estos en los rasgos temporales distintivos, la velocidad y duración del viaje a través de cada segmento, estado de la carretera, condiciones climatológicas, tipo de vehículo, si se trata de un día laboral o festivo; proporcionando así datos de modo que los mapas del ANP también se actualizan con las nuevas carreteras no registradas hasta ahora, b) una Metodología de Incorporación de Datos (MID), caracterizada por: i. la comprobación por parte del Sistema Central (SC) de la integridad, autenticidad, unicidad y validez de los datos proporcionados por un ANP, mediante el modulo SID del software del cliente, al SC, y ii. por la incorporación estadística y codificación de dichos datos en un único "mapa global", que es un mapa de la base de datos mundial, después del procesamiento en modo offline de los datos obtenidos por el ANP, realizado por el SC, c) una Metodología de Distribución de Datos (MDD), caracterizada por: i) la selección por parte del módulo del servidor del SDD y la distribución a los usuarios del ANP de los datos actualizados de mapas desde la única base de datos del "mapa global" del SC, ii) asegurar la integridad, autenticidad y unicidad de los datos, y iii) la incorporación de los datos recodificados en el sistema de mapas disponible del ANP. d) Metodología de Planificación de Ruta (MPR), caracterizada por el uso de datos de mapas actualizados por la MID y seleccionados por la MDD, en combinación con los mapas convencionales de un ANP, para que el ANP pueda inferir y mejorar las decisiones de planificación de ruta desde un punto de origen hasta un destino final, con o sin destinos intermedios, basada en: iii. Datos del tráfico dinámicos, es decir, usando la combinación de información: hora del día, día de la semana, estación del año, tipo de vehículo, tipo de condiciones climatológicas, estado de la carretera y tipo de día festivo, o laborable, y iv. criterios de decisión, como puedan ser, menor tiempo empleado en un viaje, menor coste de gasolina, o una combinación de ambos, especificado por el usuario/conductor, y siendo dicha metodología implementada con un Sistema Central (SC) y uno o varios ANP portátiles en modo offline. Considerando que, la MOD obtiene información relativa a la densidad del tráfico en cada segmento de la carretera, basándose en la velocidad de cada tipo de vehículo y en el estado de la carretera en un periodo temporal determinado, datos proporcionados por conductores que viajan en la red de carreteras haciendo uso de su ANP. Considerando que, la MOD se caracteriza por registrar, para cada segmento de carretera recorrido, una combinación de información consistente en los rasgos temporales distintivos del viaje, la duración del viaje y longitud del segmento, las condiciones climatológicas o el estado de la carretera, el tipo de vehículo. Considerando que, la MOD se caracterizada también por registrar los datos en segmentos de carretera no registrados, propiciando así la creación de potenciales nuevos mapas.

Description

Metodologia y sistema de optimizacion de ruta con navegacion GPS, combinando datos de trafico dinamicos. Se trata de una metodologia y un sistema que mejoran la precision de los sistemas de navegacion GPS, o "Asistentes de Navegacion Personal" (ANP), en la planificacion de una ruta, utilizando una combinacion de datos basada en el registro de datos dinamicos del trafico del usuario. Una de las operaciones mas utiles de un ANP es la determinacion de la ruta optima (o no optima) entre dos puntos (origen y destino), basada en unos criterios y condiciones especificos. El problema teorico de la optimizacion de ruta entre dos nodos en un sistema de nodos interconectados, donde cada enlace (borde) entre dos nodos tiene un respectivo peso constante (estatico) o variable (dinamico), asociado al mismo, hace decadas que se conoce y se ha resuelto mediante varios metodos (por ejemplo, Dijkstra, los algoritmos de Bellman - Ford para la determinacion del camino mas corto, etcetera). Los primeros ANP disponibles en el mercado hasta la actualidad han usado principalmente datos estaticos (pesos), asociados con cada "segmento de carretera" (definidos como parte de una carretera o camino, de corta distancia, y entre dos intersecciones u otros dos puntos de referencia intermedios), como puede ser la media de tiempo en ese segmento de la carretera, normalmente calculado arbitrariamente o basado en la velocidad permitida (estatica) en dicho segmento. Metodos mas recientes recomiendan la correlacion de cada segmento de carretera con informacion en funcion del tiempo o relacionada con el usuario, obteniendo asi mejores resultados de planificacion de ruta. Dicha informacion en funcion del tiempo seria por ejemplo la informacion sobre el trafico, que depende del dia y la hora en que el usuario pasa por un cierto recorrido, y que se obtiene gracias a un ANP por medio de un servidor offline y un canal de comunicacion. La informacion, que dependera del usuario, contendra una seleccion de rutas o preferencias del usuario, basadas en los habitos registrados y en su perfil. Hasta ahora, se han propuesto varios metodos y sistemas para registrar la informacion dinamica, como por ejemplo:

-: sensores de trafico, que proporcionan informacion en tiempo real/ online, u off-line, sobre varios parametros del trafico en las carreteras principales,

-: proveedores de telefonia movil, que proporcionan informacion sobre la densidad de telefonos moviles (y por consiguiente la densidad de coches) en varias areas, suministrando asi una indicacion de la densidad del trafico en esas areas,

-: usuarios de telefonos moviles con GPS, que proporcionan informacion en tiempo real, en servidores web centrales, sobre las condiciones del trafico, etc.

Toda esta informacion en funcion del tiempo se registra y unifica en servidores centrales off-line, los cuales a su vez proporcionan sus datos, cuando se solicitan, mediante subscripciones en tiempo real. La mayoria de los sistemas de navegacion GPS disponibles (para vehiculos o telefonos moviles) usan informacion estatica que se registra en mapas, para ejecutar un calculo de navegacion y definir rutas especificas desde un origen hasta un destino final determinados (o destinos intermedios). Durante los ultimos 5 aros, se han publicado numerosos articulos sobre la mejora en la planificacion de ruta de estos sistemas, introduciendo datos no estaticos (o en funcion del tiempo), obtenidos principalmente a traves de fuentes y estaciones externas (sensores, servidores web, etc.), asi como mediante diversos canales de comunicacion, tales como GSM, GPRS, WiFi, WiMAX, etc., y conexiones (sistema de datos flotantes del coche, FCD). Ademas, la obtencion de datos desde ANP moviles y su libre distribucion a usuarios de sistemas ANP es un metodo que se ha estado usado durante los ultimos 3 aros por la Fundacion OpenStreetMap (http//openstreetmap.org). Sin embargo, estos datos son generales (es decir, no pueden ser aprovechados directamente por los ANP disponibles) y los sistemas respectivos no procesan ni distribuyen informacion sobre segmentos de carretera para la optimizacion de la ruta, sino que tan solo componen un mapa global sin datos sobre el trafico de la red de carreteras.

BIBLIOGRAFIA

�: Jin Y. Yen, 'An algorithm for Finding Shortest Routes from all Source Nodes to a Given Destination in General Network", in Quarterly of Applied Mathematics, 27, pp. 526-530, 1970.

�: Richard Bellman, 'On a Routing Problem", in Quarterly of Applied Mathematics, 16(1), pp. 87-90, 1958.

�: Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, and Clifford Stein, 'Introduction to Algorithms", 2nd edition. MIT Press and McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-262-03293-7.

�: F. Benjamin Zhan, and Charles E. Noon, 'Shortest Path Algorithms: An Evaluation Using Real Road Networks", Transportation Science 32(1): 65-73, 1998.

�: C. Zhang, X. Yang and X. Yan, 'Methods for Floating Car Sampling Period Optimization", Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, vol. 7, issue 3, pp.100-104, June 2007.

•: M.E. Fouladvand and A.H. Darooneh, 'Statistical Analysis of Floating Car Data: an empirical study", The European Physical Journal B, vol. 47, issue 2, 319-328, 2005.

Referencias enInternet

-: El Algoritmo del camino mas corto de Dijkstra: http://en.wikipedia.org/wiki/Dijkstra%27s algorithm

-: El Algoritmo de Bellman-Ford: http://en.wikipedia.org/wiki/Bellman-Ford algorithm

Patentes relacionadas:

WO98/54682:Generacion y entrega de informacion relacionada con la localizacion durante el viaje. Diferencias: Se trata de un sistema que localiza vehiculos en movimiento equipados con un transmisor de deteccion de posicion.

US2003/0083813:Sistema de navegacion que proporciona informacion sobre el trafico en tiempo real y la procesa. Diferencias: Es un sistema que funciona en condiciones de trafico en tiempo real transmitidas a traves de una red de comunicacion.

US2004/0044465:Determinacion de una ruta automatizada basandose en el recorrido del dia de la ruta. Diferencias: Trata sobre la computacion de una ruta mediante un sistema central y la transmision online de la misma a sistemas moviles (ANP), en contraposicion a nuestro metodo de computacion local por medio del ANP.

EP1387145 (2004):Sistema de navegacion dinamico diferencial por navegacion offboard (externa al vehiculo). Diferencias: Sistema en el que las condiciones de trafico en tiempo real se transmiten a traves de una red de comunicacion, en contraposicion a nuestro sistema, en el que la trasmision de informacion sobre el trafico es en tiempo casi real y no requiere una red de comunicacion activa (metodo offline).

WO2007/042796: Metodo y dispositivo de navegacion para la planificacion de la ruta en funcion del tiempo. Diferencias: Informa exhaustivamente sobre metodos generales para el uso de informacion en funcion del tiempo en la de planificacion de la ruta, sin definir claramente ciertos detalles como el uso de un soporte magnetico con codificacion y compresion de datos especificos, procedimientos de filtrado de informacion falsa, metodos para seleccionar e incorporar datos en funcion del tiempo con una constante temporal, etcetera. La diferenciacion especifica de nuestro metodo y sistemas es esencial, para que estos puedan ser aplicados a escala mundial (es decir, para el desarrollo de un sistema de "mapa mundial" realista y viable al que contribuyan usuarios de todo el mundo). Ademas, esta patente tampoco distingue la informacion de la variante basada en el tipo de vehiculo, como lo hacemos nosotros. Estos parametros extras generan problemas de mayor complejidad, que requieren soluciones mas complejas e implementaciones al sistema.

WO2007/044213:Calculo de ruta optima basado en el analisis de cohortes. Diferencias: En general trata sobre la "informacion variable" (informacion atributiva de cohortes o series), transmitida desde un "sistema de navegacion remota" a un ANP, sin definir el metodo, los procedimientos que aseguren la validez y fiabilidad, los procedimientos de obtencion, seleccion e incorporacion de los datos. Por otro lado, este metodo no envia al sistema central todos los datos sobre la red de carreteras, sino solamente aquellos datos que no esten incluidos en la ruta inicialmente sugerida por el sistema. Para sistemas con diferentes algoritmos de planificacion de ruta, nuestro metodo de grabacion e incorporacion de datos es mas completo.

WO 2008/005187: Inferir informacion sobre la velocidad en las carreteras para una planificacion de ruta acorde con el contexto. Diferencias: En general trata sobre la obtencion de datos sin definir un metodo especifico. Usa un proceso estadistico diferente para la incorporacion de nuevos datos en el procesador central. No define ningun metodo de seleccion y distribucion de datos para usuarios ni de su incorporacion al ANP disponible.

US 2008/0294337(A1): Sistema de procesamiento de la informacion relacionada con el viaje. Diferencias: Se trata de un metodo de procesamiento y distribucion de comentarios y notas proporcionados por el usuario acerca de planificacion de rutas completas, y de su disponibilidad en tiempo real. Nuestra metodologia difiere en que, a) no requiere un transceptor para comunicar bidireccionalmente datos en tiempo real, es decir, es un metodo offline, b) no depende de la informacion subjetiva proporcionada por el usuario, c) asocia los datos con cada segmento de la carretera, no solo con rutas completas.

WO 03/049361: Describe el uso de algoritmos de "resumen de mensajes" (digital digest), "procesadores criptograficos" y "balanceo de carga" para proporcionar seguridad de datos a los sistemas de almacenamiento de datos distribuidos.

WO 02/103543: Describe el uso de un "acelerador criptografico" y de un "balanceador de carga" para un dispositivo en red de prueba de carga.

Descripcion de nuestra metodologia

Nuestra metodologia trata sobre la obtencion y distribucion de datos relacionados con el flujo del trafico (duracion del recorrido o velocidad en cada segmento de la carretera), aumentando asi los datos disponibles de los mapas de navegacion y mejorando la capacidad de planificacion de ruta/navegacion de los dispositivos ANP disponibles (figura 4). Segun este metodo, el software apropiado que se instale en el dispositivo de navegacion (ANP), sera el responsable de controlar y registrar las caracteristicas y los parametros de la ruta en cuestion (por ejemplo, el tiempo requerido para viajar por cada segmento individual de la carretera, la hora y fecha actuales, las condiciones meteorologicas, el tipo de vehiculo, si se trata de un dia laboral o festivo, etcetera, todos estos parametros combinados). Esta informacion se registra en un soporte de almacenamiento, localizado en el ANP. Por consiguiente, el usuario transfiere la informacion a un servidor web/ftp central, que combinara dicha informacion con otra proporcionada por otros usuarios, asi como con informacion suplementaria, como predicciones del tiempo, anuncios publicos relacionados con actualizaciones de mapas, informacion relativa al calendario, etcetera. Teniendo en consideracion la legislacion sobre la proteccion de datos personales, la informacion para cada usuario deberia ser de naturaleza anonima. En consecuencia, para minimizar las posibilidades de que usuarios malintencionados registren datos falsos, se aplicaran metodos especiales de estadistica posteriores al procesamiento de datos del usuario (al nivel del servidor central). Despues del procesamiento de datos de los usuarios por parte del servidor central, estos se incorporaran al "mapa global" (que es basicamente una base de datos segmentada con un proposito especial). Los usuarios podran recuperar y guardar en sus ANP cualquier parte de dicho mapa, ademas de los mapas estaticos disponibles en el dispositivo. Asi pues, el software de navegacion del ANP sera modificado adecuadamente, de modo que al incorporar las partes del mapa descargadas por el usuario, podra tomar decisiones de planificacion de ruta optimizadas basadas en datos de trafico dinamicos. Ademas, un ANP, con software especificamente modificado, podra proporcionar datos, de modo que los mapas seran actualizados con nuevas areas no cubiertas hasta entonces, "diserando" de manera substancial nuevas carreteras y aradiendo nuevos puntos de interes (PdI), cada vez que el usuario pase por una carretera nueva, o carreteras anteriormente de sentido unico que ahora son de doble sentido, etcetera.

Ventajas de nuestra metodologia y sistemas

•: Los datos en funcion del tiempo, registrados y usados mediante nuestro metodo y sistemas proporcionan decisiones de planificacion de ruta mas precisas que los ANP disponibles en el mercado, que se basan en informacion de trafico estatico (por ejemplo, el limite de velocidad o el tipo de carretera).

•: El metodo y los sistemas no requieren una infraestructura especial ni otras fuentes externas de informacion (como por ejemplo sensores de carretera o densidad de telefonos moviles). Estas fuentes de informacion externa podrian usarse para una mayor optimizacion en la planificacion de la ruta, pero su uso es opcional.

•: El metodo y los sistemas proporcionan resultados mas precisos que los de otros metodos, basados estos ultimos en referencias y densidad de datos de los usuarios de telefonia movil, ya que dichos metodos no distinguen claramente ni aislan los datos relativos al trafico para carreteras especificas, o para carreteras muy pequeras.

•: El metodo y los sistemas disponen de un mecanismo inherente, independiente: a) para la produccion de nuevos mapas (con respecto a zonas no registradas en los mapas) y, b) para la actualizacion propia de los mapas ya disponibles, funciones no disponibles para la mayoria de los metodos relacionados (por ejemplo, la navegacion basada en datos de trafico en tiempo real).

•: El metodo y los sistemas pueden diferenciar y proporcionar instrucciones de planificacion de ruta mas precisas, dependiendo del tipo de vehiculo (por ejemplo, un vehiculo rapido, de velocidad media, un camion, un autobus, una motocicleta rapida, una lenta, un peaton, etc.) y las condiciones meteorologicas y el estado correspondiente de la carretera (sol, lluvia, nieve, etc.) ambas durante el registro y la planificacion de ruta.

•: El metodo y los sistemas son mas susceptibles de alcanzar una mayor expansion que otros metodos y sistemas respectivos (por ejemplo, la navegacion basada en datos de trafico en tiempo real) ya que tiene una escala mundial, con cobertura global para cada carretera y puntos de interes, mientras que los metodos basados en el tiempo real requieren una continua o periodica monitorizacion solamente de carreteras especificas (debido a limitaciones practicas y de coste), ya que en la mayoria de los casos es necesaria una dificil y compleja instalacion de una infraestructura costosa.

•: El metodo y sistemas se caracterizan por tener un mecanismo inherente de motivacion para los usuarios del ANP, de modo que estos participen y contribuyan activamente en toda la operacion del sistema, asegurando asi la efectividad del mapa global (o regional, como desee el usuario) derivado este del procedimiento de actualizacion del mapa basado en los datos utilizados por otros usuarios.

•: El metodo y sistemas son compatibles con todos los ANP disponibles, y todos los sistemas de navegacion pueden modificarse facilmente para ejecutar el metodo actualizando asi sus mapas.

Analisis de nuestra Metodologia y Sistemas

A1. Metodologia de Obtencion de Datos (MOD)

La Metodologia de Obtencion de Datos (MOD) [Figura 1] es una metodologia para la obtencion de informacion relacionada con el trafico en varios segmentos de la carretera de los conductores que circulan por la red de carreteras, usando sus ANP, y que consiste en los pasos siguientes:

Paso 1: Un usuario de ANP (esto es, el conductor de un vehiculo o un peaton, equipados con un ANP) circula a traves de la red de carreteras, mientras el sistema de obtencion de datos (SOD) de su ANP esta activado.

Paso 2: Conforme el usuario (conductor) pasa por ciertas carreteras, el ANP registra cierta informacion de cada segmento de la red de carreteras (por ejemplo, las partes entre dos cruces consecutivos), como la media de tiempo empleado en recorrer ese segmento especifico, los rasgos temporales distintivos del viaje (dia y hora), asi como otros datos que el usuario haya podido registrar o recibir de otro modo (por ejemplo, las condiciones meteorologicas, el tipo de vehiculo, etc.), o incluso deducir a posteriori (como el tipo de vacaciones, habiendolo comprobando en el calendario).

Paso 3: La informacion antes mencionada, se registra en un soporte de almacenamiento, de forma codificada y comprimida, asegurando asi la confidencialidad de los datos del usuario.

Paso 4: Junto con la informacion anterior, se registra informacion suplementaria, como la firma digital y el algoritmo de resumen (por ejemplo MD5) de los datos, de tal modo que la integridad y autenticidad de los datos registrados estan aseguradas y probadas al sistema central (SC) Especificamente, la firma digital probara al sistema central que los datos han sido suministrados por un software de obtencion de datos genuino y aprobado de un ANP concreto en un momento especifico. Este mecanismo asegura tambien que los mismos datos solo pueden ser enviados una vez al servidor central. Conviene seralar que en cada fase las identidades del ANP y del usuario estan protegidas, ya que los metodos de codificacion empleados (funciones hash, firmas digitales/ resumenes, etc.) no son reversibles, y los datos personales se utilizan solamente para la creacion de claves personales, las cuales no se almacenan ni se divulgan de forma desprotegida.

Paso 5: Si el dispositivo de almacenamiento esta casi lleno, (el umbral correspondiente se define como un parametro del sistema), se notifica al usuario para que envie sus datos al sistema central.

Paso 6: Si el espacio en el dispositivo de almacenamiento esta agotado, los nuevos datos se almacenaran borrando los datos registrados mas antiguos de modo circular (cola circular). De este modo se previene el desbordamiento de informacion incluso cuando el usuario descuide constantemente el envio de sus datos registrados.

A.2 Sistema de Obtencion de Datos (SOD)

El sistema de Obtencion de datos (SOD) consiste en un modulo de software especifico en combinacion con un ANP, que ejecuta la mencionada metodologia de obtencion de datos (MOD).

El SOD podria interaccionar con el software basico del ANP, mientras interacciona con el receptor del GPS para recibir las coordenadas de posicion, asi como con el soporte de almacenamiento del ANP.

El SOD tambien podria interaccionar potencialmente con otras fuentes de informacion, como servidores online (por ejemplo sistemas de sensores de carreteras, etc.) disponibles a traves de redes celulares u otras redes de comunicacion sin cable y sus respectivos proveedores, complementando de este modo los elementos (primarios) con informacion adicional.

Ademas, el SOD permite las operaciones siguientes:

-: Los usuarios podran interaccionar con el SOD introduciendo informacion adicional, como puedan ser las condiciones climatologicas durante el viaje, el tamaro y otras caracteristicas de la carretera (por ejemplo, el numero de carriles, red urbana o no urbana, la velocidad permitida, los diferentes puntos de interes, etcetera).

-: Los usuarios podran activar o desactivar el SOD a su gusto, para permitir el registro de datos solo cuando asi lo deseen, protegiendo asi su privacidad.

B1. Metodologia de Incorporacion de Datos. (MID)

La Metodologia de Incorporacion de Datos (MID) [figura 2] describe un proceso que se ejecuta en el sistema central de registro de datos, externo al ANP, y que es responsable de la incorporacion de la informacion del usuario en mapas y bases de datos centrales. Consiste en los pasos siguientes:

Paso 1: El usuario se conecta inicialmente al servidor central (despues de un procedimiento tipico de control de identidad, no necesariamente relacionado con su identidad real, para proteger sus datos personales). Seguidamente, usando el software del sistema de incorporacion de datos (SID) sube al servidor los datos que han sido previamente registrados en el soporte de almacenamiento del ANP. Los datos se presentan en formato de fichero de datos, de un determinado formato, comprimido y cifrado, y se envia al servidor central ya sea a traves de una conexion online mediante el ANP, o bien con un ordenador que disponga de conexion a internet. El proceso de transmision del fichero se inicia a voluntad del usuario. Si dicho proceso se detiene o falla, se repite. Si se realiza con exito, los datos del dispositivo de almacenamiento se borran.

Paso 2: Se verifica la integridad y autenticidad de los datos subido por el usuario. Si la verificacion se realiza con exito, se genera y entrega un recibo al usuario, mientras se abona la cantidad que corresponda en la cuenta del usuario. La funcion que computa la cantidad a abonar (la funcion de debito-credito del usuario, FDCU) se analizara mas adelante.

Paso 3: Los datos enviados se almacenan de manera temporal en el sistema central (SC), en un lugar aparte, denominado "Memoria Temporal de Datos por Confirmar" (MTDC), por confirmar previa comparacion con otros datos de seguimiento del usuario similares, correspondientes al mismo segmento de carretera.

Paso 4: El nuevo paquete de datos se compara con otros datos almacenados en la MTDC, o con datos de la base de datos del mapa central, tomando como referencia un conjunto de segmentos de carretera y sus respectivos parametros. Si un numero suficiente de paquetes de datos presenta valores similares para los mismos casos, entonces dichos paquetes de datos se consideraran "confirmados". Todos los paquetes de datos confirmados podran incorporarse a la base de datos del mapa central.

Por otro lado, los paquetes de datos diferentes se caracterizaran en cambio como "no validos" y se registraran en un area de memoria diferente para un futuro procesamiento (por ejemplo, pendiente de confirmacion, si un usuario tiende o no a enviar datos falsos o engarosos de manera sistematica al sistema central).

Paso 5: Un paquete de datos "confirmado" se conecta inicialmente (en sentido estadistico) con datos disponibles procedentes de la base de datos central, por ejemplo, usando funciones de uso corriente, excluyendo divergencia de valores, normalizacion, etcetera.

La Funcion de Debito - Credito del Usuario (FDCU)

La "Funcion de Debito -Credito del Usuario" define: a) un montante abonado en la cuenta del usuario, que dependera de la cantidad y el tipo de datos de seguimiento que el usuario sube al servidor central, y b) un montante cargado en la cuenta del usuario, que dependera de las caracteristicas particulares del area del mapa seleccionada (para descargar).

Es una combinacion lineal de varios factores y parametros, por ejemplo, registro de nuevos segmentos de carretera (en Kilometros), nuevos puntos de interes, etcetera. Tanto los nuevos paquetes de datos como los anteriormente registrados (incluso varias veces) se abonaran al usuario usando distintos pesos, o grados de relevancia. El resultado de la FDCU se calcula de manera arbitraria en "Unidades de Credito" (UC)

B2. Sistema de Incorporacion de Datos (SID)

El Sistema de Incorporacion de Datos (SID) consiste en los siguientes subsistemas:

1.: Un modulo de software, en combinacion con el hardware de un ANP, que permite a los usuarios subir paquetes de datos de seguimiento obtenidos por estos mismos al Sistema Central, ejecutando asi el paso numero uno de la MID.

2.: Un modulo del software del sistema central (un modulo del servidor) en combinacion con el hardware de un servidor central conectado a una red, que ejecuta la operacion de MID (pasos 2 al 5). Este sistema consiste en el hardware necesario, software y sistema de software requeridos para la ejecucion de un servidor web y un servidor ftp tipicos. El subsistema central del SID contiene un mapa global en combinacion con una base de datos con un proposito especial, u otros formatos de estructura de datos y almacenamiento. Tambien puede recibir informacion del usuario subida de forma global, a traves de la red (como un servidor web y un servidor ftp) y su conexion siempre activa a internet. Los SID se implementan como arquitecturas de multiples niveles, distribuidos como clusteres de

multiprocesamiento, con aceleradores criptograficos y balanceadores de carga para mejorar el rendimiento, disponibilidad continua y tolerancia de los fallos.

C1. Metodologia de Distribucion de Datos (MDD)

La Metodologia de Distribucion de Datos (MDD) [figura 3] describe un procedimiento desarrollado por el sistema central, responsable de implementar la distribucion de los datos de mapas actualizados en los usuarios de ANP, basado en un sistema especifico de intercambio de informacion debito - credito. Consiste en los siguientes pasos:

Paso 1: El usuario solicita la actualizacion de los datos de mapas, junto con: a) el montante de su credito disponible que desea depositar, b) una descripcion del area general del mapa que desea obtener (por ejemplo, el centro y radio de una area circular, las esquinas de un rectangulo, etcetera).

Paso 2: Basandose en la informacion del paso 1 de la MDD (arriba), el Sistema Central decide que area de mapa y que segmentos de la carretera se proveeran al usuario. El criterio para dicha decision se basa en una funcion de coste, una parte de la FDCU, que calcula un "coste" de la informacion que contiene el mapa, como una combinacion lineal de unidades de informacion primaria, pesada de modo lineal con pesos seleccionados adecuadamente y resolviendo un problema lineal de programacion/optimizacion con restricciones.

Paso 3: El Sistema Central almacena los datos del mapa solicitados en un fichero (codificados y comprimidos), proporcionado al usuario, y a su vez se realiza el cargo en la cuenta personal del usuario en el Sistema Central. Paso 4: El usuario descarga el fichero de datos (generado en el paso 3, anterior) y lo almacena en la unidad de almacenamiento de su ANP.

Paso 5: El modulo del cliente del sistema de distribucion de datos (SDD, anteriormente expuesto) descomprime y confirma/verifica la recepcion del fichero de datos (desde el paso 4, anterior).

Paso 6: El modulo del cliente del sistema de distribucion de datos (SDD) lee el fichero de datos obtenido (desde el paso 4, anterior), lo recodifica en un formato especifico, para que sea compatible con cada ANP y lo incorpora, en el ANP, a los datos de mapas ya existentes, que son empleados normalmente por el software del ANP para la planificacion de ruta (ver SPR, mas adelante).

Por ejemplo, la recodificacion de datos puede ser implementada por matrices dispersas y multidimensionales, o listas interconectadas con registros (asociados a cada segmento de carretera) de la siguiente forma:

[{<caso tipo>:<caso valor>,} :: <hora de viaje>] (p.ej. [periodo del dia:(13:00-16:00), estacion: verano, condiciones: lluvia, tipo vehiculo:rapido 4-ruedas ::

2.53 seg], con una codificacion binaria apropiada que combine velocidad de acceso, baja capacidad de almacenamiento y extensibilidad).

C2. Sistema de Distribucion de Datos (SDD)

El Sistema de Distribucion de Datos (SDD) consiste en los siguientes subsistemas:

1.: Un modulo del cliente en combinacion con el hardware del ANP, que permite a los usuarios descargarse ficheros de datos de mapas desde el Servidor Central e incorporarlos en el sistema de mapas de diversos ANP, ejecutando asi los pasos 1, 5 y 6 de la MDD.

2.: Un modulo de servidor en combinacion con el hardware de un Sistema del Servidor Central (SSC) conectado a la Red, que ejecuta la operacion de la MDD (pasos 2-4) para la seleccion de los datos de mapas, que un usuario de ANP desea obtener, basandose en un sistema de debito -credito especifico (de naturaleza tecnica, no financiera).

D1. Metodo de Planificacion de Ruta (MPR)

Teniendo en cuenta los nuevos datos dinamicos de trafico, asi como otros parametros registrados, incluidos en los mapas de navegacion suplementarios (es decir, en la ampliacion de la base de datos de mapas) del ANP, el algoritmo basico de planificacion de ruta del software de navegacion se modifica para computar y optimizar el coste total de la planificacion de ruta, basandose en la suma de los costes de los segmentos individuales obtenidos, incorporados y computados de acuerdo con la MOD y a la MID. Este nuevo algoritmo es muy parecido al usado por los ANP disponibles hoy en dia en el mercado, con una diferencia, ya que en nuestro algoritmo los pesos (o relevancias) de los segmentos de carretera son multiples, parametricos, no estaticos, pero en funcion del tiempo, y se derivan bien a partir de mapas de navegacion auxiliares, o bien a partir de mapas de navegacion ampliados disponibles. Los costes pueden referirse a la duracion o tiempo del viaje, o coste de la gasolina necesaria para viajar por un segmento de carretera, o una combinacion de ambos (por ejemplo con un criterio complejo del tipo: "encuentra la ruta mas corta con un coste no superior al 120% del coste del viaje mas barato, etcetera).

D2. Sistema de Planificacion de Ruta (SPR)

El sistema de planificacion de ruta (SPR) consiste en un modulo de software combinado con el hardware de un ANP, que implementa la decision de planificacion de ruta, de acuerdo con el metodo MPR descrito anteriormente. El SPR podra instalarse en el ANP bien como un modulo independiente, proporcionando tan solo dicha informacion de planificacion de ruta alternativa, o bien como una funcionalidad incorporada al software de navegacion del ANP.

Glosario

SC: Sistema Central

SSC: Sistema del Servidor Central

MOD: Metodologia de Obtencion de Datos

SOD: Sistema de Obtencion de Datos

MDD: Metodologia de Distribucion de Datos

SDD: Sistema de Distribucion de Datos

MID: Metodologia de Incorporacion de Datos

SID: Sistema de Incorporacion de Datos

GPS: Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global)

ANP: Asistente de Navegacion Personal (navegacion GPS)

MPR: Metodologia de Planificacion de Ruta

SPR: Sistema de Planificacion de Ruta

MTDC: Memoria Temporal de Datos por Confirmar

FDCU: Funcion de Debito -Credito del Usuario

Claims

REIVINDICACIONES

1. Metodologia para la obtencion, procesamiento y distribucion de datos del trafico y planificacion de ruta mas precisa en asistentes de navegacion personal (ANP), de navegacion GPS.

Dicha metodologia consiste en:

a) una Metodologia de Obtencion de Datos (MOD), caracterizada por un procedimiento para el registro y procesamiento de datos del trafico dinamicos y parametros del vehiculo por un ANP, que aseguran la validez, autenticidad, verificabilidad y unicidad de los datos recogidos; consistiendo estos en los rasgos temporales distintivos, la velocidad y duracion del viaje a traves de cada segmento, estado de la carretera, condiciones climatologicas, tipo de vehiculo, si se trata de un dia laboral o festivo; proporcionando asi datos de modo que los mapas del ANP tambien se actualizan con las nuevas carreteras no registradas hasta ahora,

b) una Metodologia de Incorporacion de Datos (MID), caracterizada por:

i. la comprobacion por parte del Sistema Central (SC) de la integridad, autenticidad, unicidad y validez de los datos proporcionados por un ANP, mediante el modulo SID del software del cliente, al SC, y

ii. por la incorporacion estadistica y codificacion de dichos datos en un unico "mapa global", que es un mapa de la base de datos mundial, despues del procesamiento en modo offline de los datos obtenidos por el ANP, realizado por el SC,

c) una Metodologia de Distribucion de Datos (MDD), caracterizada por: i) la seleccion por parte del modulo del servidor del SDD y la distribucion a los usuarios del ANP de los datos actualizados de mapas desde la unica base de datos del "mapa global" del SC, ii) asegurar la integridad, autenticidad y unicidad de los datos, y iii) la incorporacion de los datos recodificados en el sistema de mapas disponible del ANP.

d) Metodologia de Planificacion de Ruta (MPR), caracterizada por el uso de datos de mapas actualizados por la MID y seleccionados por la MDD, en combinacion con los mapas convencionales de un ANP, para que el ANP pueda inferir y mejorar las decisiones de planificacion de ruta desde un punto de origen hasta un destino final, con o sin destinos intermedios, basada en:

iii. Datos del trafico dinamicos, es decir, usando la combinacion de informacion: hora del dia, dia de la semana, estacion del aro, tipo de vehiculo, tipo de condiciones climatologicas, estado de la carretera y tipo de dia festivo, o laborable, y

iv. criterios de decision, como puedan ser, menor tiempo empleado en un viaje, menor coste de gasolina, o una combinacion de ambos, especificado por el usuario/conductor,

y siendo dicha metodologia implementada con un Sistema Central (SC) y uno o varios ANP portatiles en modo offline.

Considerando que, la MOD obtiene informacion relativa a la densidad del trafico en cada segmento de la carretera, basandose en la velocidad de cada tipo de vehiculo y en el estado de la carretera en un periodo temporal determinado, datos proporcionados por conductores que viajan en la red de carreteras haciendo uso de su ANP.

Considerando que, la MOD se caracteriza por registrar, para cada segmento de carretera recorrido, una combinacion de informacion consistente en los rasgos temporales distintivos del viaje, la duracion del viaje y longitud del segmento, las condiciones climatologicas o el estado de la carretera, el tipo de vehiculo.

Considerando que, la MOD se caracterizada tambien por registrar los datos en segmentos de carretera no registrados, propiciando asi la creacion de potenciales nuevos mapas.

Considerando que, los "datos de seguimiento", que son los recogidos por la MOD, almacenados en el soporte de almacenamiento del ANP y subidos al servidor, por medio del Paso 1 de la MID, se registran en un soporte de almacenamiento, en el ANP, en un formato codificado y comprimido, para asegurar la privacidad de los datos personales del usuario. Considerando que, junto con los "datos de seguimiento", se registra tambien informacion adicional en el soporte de almacenamiento del ANP, como una "firma digital" y una "resumen del mensaje" de los datos, de modo que se asegure y compruebe la integridad y autenticidad de la informacion registrada en el sistema central, impidiendo o rechazando de este modo multiples entradas por parte de los usuarios.

Considerando que, el MID se refiere a un procedimiento ejecutado en el Sistema Central (SC), externo al ANP, incorporando los "datos de seguimiento" en los mapas centrales y las bases de datos centrales a traves del modulo del servidor SID.

Considerando que, la MID se caracteriza por la verificacion de la integridad, autenticidad y unicidad de los "datos de seguimiento" recogidos por el SOD. Considerando que, la MID tambien se caracteriza por el almacenamiento temporal en el sistema central, de los datos obtenidos, hasta que estos son verificados comparandolos con otros "datos de seguimiento" subidos por otros usuarios y que corresponden a los mismos segmentos de carretera, antes que dichos datos se consideren validos para su distribucion y esten disponibles para el resto de usuarios del ANP.

Considerando que, la verificacion de los "datos de seguimiento" se ejecuta por medio de un procedimiento estadistico, con una muestra estadistica suficiente, cuyo resultado es la creacion de una base de datos codificada de "mapa global".

Considerando que, la MDD se refiere a un procedimiento ejecutado por el Sistema Central, que distribuye datos actualizados de mapas, producidos por la MID, para los usuarios del ANP.

Considerando que, la MDD se caracteriza por la ejecucion de un procedimiento de distribucion de un subconjunto de datos del "mapa global" que reside en el SC para el usuario del ANP que los solicite, con una combinacion de contribucion por parte del usuario, incluyendo area del mapa y densidad de datos del mapa.

Considerando que, la MDD tambien se caracteriza por los procedimientos que proporcionan, codifican, comprimen, y almacenan los datos del mapa, solicitados por un usuario de ANP, en un fichero, que posteriormente seran puestos a disposicion del usuario que los solicite, asegurando y comprobando asi al ANP la integridad y autenticidad de la informacion registrada asi como previniendo de manera eficaz usos multiples de los mismos datos del mapa por parte de otros usuarios de ANP.

Considerando que, la MDD tambien se caracteriza por la verificacion, mediante un modulo de software del ANP, de la integridad y autenticidad de los datos proporcionados a peticion del usuario por la MDD.

Considerando que, la MDD tambien se caracteriza por la incorporacion de los datos recibidos en el interior del ANP y del uso combinado de los datos dinamicos del mapa en paralelo con los datos estaticos existentes localizados en los ANP de los usuarios, asegurando de este modo un acceso mas rapido y una aprovechamiento optimo de los datos del mapa por parte del algoritmo de planificacion de ruta del ANP.

Considerando que, la MPR se caracteriza por la determinacion, por medio del software adecuado del ANP, de la ruta mas corta desde un punto de partida hasta un destino final, con o sin destinos intermedios, por medio de la combinacion de datos estaticos de mapas existentes que residen en el ANP, con los datos dinamicos almacenados por la MDD.

Considerando que, la MPR tambien se caracteriza por la estimacion del coste de la gasolina en una ruta especifica y la consecuente determinacion, por parte del software del ANP, de la ruta mas efectiva en cuanto a coste, desde un determinado punto de partida hasta el destino final, con o sin destinos intermedios, por medio de la combinacion de datos estaticos de mapas existentes que residen en el ANP, con los datos dinamicos almacenados por la MDD.

Considerando que, la MPR tambien se caracteriza por la capacidad de combinar las modalidades de optimizacion de ruta anteriormente mencionadas, basadas en ciertos criterios, seleccionadas de manera interactiva por el usuario del ANP, tanto para una red de carreteras registrada en el mapa como no registrada en el mismo.
2. Sistema para la obtencion, procesamiento y distribucion de datos del trafico para la computacion de rutas optimas por parte del ANP, consistiendo dicho sistema en:

a) un Sistema de Obtencion de Datos (SOD), que ejecuta la MOD de la reivindicacion numero 1,

b) un Sistema de Incorporacion de Datos (SID), que ejecuta la MID de la reivindicacion numero 1,

c) un Sistema de Distribucion de datos (SDD), que ejecuta la MDD de la reivindicacion numero 1,

d) un Sistema de Planificacion de Ruta (SPR) que ejecuta la MPR de la reclamacion numero 1,

Todos ellos distribuidos parte en un Sistema Central (SC) y parte en un ANP portatil.

Considerando que, el SOD consiste en la combinacion de un dispositivo del ANP, equipado con un receptor GPS, y software, ejecutando la MOD de la reivindicacion numero 1.

Considerando que, el SID consiste en dos subsistemas interactivos, un subsistema "cliente SID", y un subsistema "servidor central SID", y ejecuta la MID de la reivindicacion numero 1.

Considerando que, el anteriormente mencionado subsistema "cliente SID" consiste en un dispositivo ANP, equipado con un receptor GPS, y un software, que ejecuta el procedimiento de la MID de la reivindicacion 1, que corresponde al ANP del cliente.

5 Considerando que, el anteriormente mencionado subsistema "servidor central SID" consiste en un sistema de procesamiento (SP), conectado a internet, que ejecuta los procedimientos de la reivindicacion numero 1, correspondiente al SC. Considerando que, el SDD consiste en dos subsistemas interactivos, un subsistema "cliente SDD", y un subsistema "servidor central SDD", y ejecuta la MDD de la reivindicacion numero 1.

10 Considerando que, el anteriormente mencionado subsistema "cliente SDD" consiste en un dispositivo de ANP, equipado con un receptor GPS, y un software, que ejecuta los procedimientos de la MDD de la reivindicacion numero 1, que corresponde al ANP del cliente.

15 Considerando que, el anteriormente mencionado subsistema "servidor central SDD" consiste en un sistema procesador, con varios niveles, clusteres de multiprocesamiento, con aceleradores criptograficos y balanceadores de carga, conectado a internet, y que ejecuta los procedimientos de la reivindicacion numero 1, que corresponde al SC.

Considerando que, el SPR consiste en la combinacion de un dispositivo de ANP, equipado con un receptor GPS, y 20 un software, que ejecuta la MPR de la reivindicacion numero 1.