專利名稱：利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方 法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國的汽車制造和消費、公路物流等的不斷增長，實時交通路況的獲取和發(fā)布已經(jīng) 成為提高交通資源利用效率的重要途徑。目前城市實時交通路況的獲取主要依靠固定攝像 頭攝像、關(guān)鍵路段測速雷達和路況信息匯報員人工匯報等方式。這些方法雖然可以通過實時 交通視頻圖像、車速測量和語音匯報獲得路況信息，具有直觀的優(yōu)點，但是也有以下不足
首先，現(xiàn)有方法的地理局限性大，這是由于信息獲取僅來源于固定放置的視頻攝像頭、 測速雷達和路況信息員能夠到達的路段，和實際的交通路面相比，這些手段能夠覆蓋的比例 有限。其次，信息獲取受天氣影響大。這是基于光學測量的射頻攝像方法較為顯著的一個弱 點。路況信息員和測視雷達同樣受惡劣天氣影響。再次，自動化程度低，信息化困難，實時 性差。目前的這些手段中，測速雷達的數(shù)據(jù)最容易用于交通路況的表達，而視頻攝像和路況 信息員的人工播報則需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)化為交通路況信息，難以完全由計算機完成，需要 人工介入，自動化程度低和信息化困難導致實時性差。具體表現(xiàn)為用戶獲得某一路況信息 的時候，實際道路可能已經(jīng)由暢通變得擁擠不堪。最后，現(xiàn)有的方法基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模大， 維護和運行成本高。為了獲取城市主要干道完整的交通路況信息，需要布設(shè)大量的攝像頭和 測速雷達，也需要大量的人工解讀視頻數(shù)據(jù)和匯總路況信息員的人工采集信息。進一步地， 這些手段的覆蓋范圍低，實時性差，獲取的交通路況信息難以用于交通狀況的進一步預(yù)測， 從而無法對車輛的路徑進行動態(tài)規(guī)劃。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)中覆蓋范圍低、實時性差等問題而提出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的 在于提供一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法及系統(tǒng)，以解決上述問題至少之一。 鑒于上述，本發(fā)明提供一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法，包括 步驟l:利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息；
步驟2:根據(jù)所述信息提取所述移動終端至少在兩個時間點的位置信息，根據(jù)所述位置 信息和預(yù)存的地理信息得到所述移動終端的修正速度；步驟3:將所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的所述修正速度與所述目標道路區(qū)域的最大 允許移動速度相比較，并且/或者根據(jù)所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與所述目標道 路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道路信息
本發(fā)明還提供一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的系統(tǒng)，包括
接收裝置，所述接收裝置利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息； 提取裝置，所述提取裝置從所述接收裝置接收的信息中提取所述移動終端至少在兩個時 間點的位置信息；
存儲裝置，所述存儲裝置至少存儲有地理信息；
獲取裝置，所述獲取裝置根據(jù)所述提取裝置提取的位置信息和所述存儲裝置預(yù)存的地理 信息獲取所述移動終端的修正速度；
第一處理裝置，所述第一處理裝置將所述獲取裝置獲取的所述移動終端的修正速度與所 述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度比較得到道路信息；
第二處理裝置，所述第二處理裝置根據(jù)所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與所述目 標道路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道路 信息。
通過本發(fā)明的上述技術(shù)方案，提供一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法和系統(tǒng)， 可以解決目前路況判斷的精度低，實時性低，成本高等問題，并且易于獲得的區(qū)域內(nèi)的交通 狀況，覆蓋廣，自動化程度和信息化程度高、實時性好，路況預(yù)測性能良好。


圖l為本發(fā)明的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的方法流程圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的方法流程圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的方法流程圖4為根據(jù)本發(fā)明的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的路況判定相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖6a是本發(fā)明的采用最大速度策略的第一較佳實施例的流程圖6b為采用最大速度策略獲得的速度分布的示意圖7a是本發(fā)明的采用最大分布策略的第二較佳實施例的流程圖7b為采用最大分布策略獲得的移動終端的速度分布的示意圖8a是本發(fā)明的采用去除固定速度模式策略的第三較佳實施例的流程圖；圖8b為采用去除固定速度模式策略的移動終端的速度分布的示意圖9a是本發(fā)明的采用最低速度和移動數(shù)量增加策略的第四較佳實施例的流程圖9b為最低速度和移動數(shù)量增加策略的移動終端的速度分布的示意圖10a和10b為定位不精確度的獲取方式的示意圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明實施例中，提供了一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方案，在該實現(xiàn)方案 中，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端，獲取信息并進行處理，最終獲取道路信息。
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合 。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
進行本發(fā)明的方案的具體說明之前，首先給出本發(fā)明方案實施的系統(tǒng)環(huán)境。圖5為根據(jù) 本發(fā)明實施例的路況判定所使用的相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，具體地，使用了一個GSM網(wǎng)絡(luò)的移動 通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)圖5， 一個移動發(fā)射/接收塔通常由三個120度扇形覆蓋的移動發(fā)射/接收基站 (Base Transceiver Station,簡稱BTS)構(gòu)成(為清晰起見，圖中僅表示兩個)； 一個BTS 可能有1 16個收發(fā)器； 一個收發(fā)器能支持8個移動用戶(Mobile Station,簡稱MS); —個 基站控制器(Base Station Controller,簡稱BSC )可和2(T30個BTS相連； 一個移動交換 中心(Mobile Switch Center,簡稱MSC)和多個BSC相連；MSC和其他MSC相連；MSC還和歸 屬位置寄存器(Home Location Register,簡稱HLR)、訪問者位置寄存器(Visitor Location Register,簡稱VLR)、設(shè)備識別寄存器(Equipment Identity Register,簡稱 EIR)相連；MSC通過網(wǎng)關(guān)移動交換中心(Gateway Mobile Switch Cente， GMSC)和公網(wǎng)( Public Switched Tel印hone Network,簡稱PSTN )相連。在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，還有用于用 戶身份認證的AuC (Authentication Center,認證中心)的安全認證單元。
當然，本發(fā)明中的移動通信網(wǎng)絡(luò)，可以是目前正在廣泛使用的全球移動通信系統(tǒng)( Global System for Mobile Communications,簡稱GSM)、碼分多址(Code Division Multiple Access,簡稱CDMA)網(wǎng)絡(luò)，將要廣泛使用的第三代移動通信3G，也可以是未來使 用的任何移動通信網(wǎng)絡(luò)。甚至，本發(fā)明還可以同時使用多種不同的移動網(wǎng)絡(luò)，只要這些移動 通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒁苿咏K端的位置統(tǒng)一匯報到本發(fā)明中的具有時間標簽的空間數(shù)據(jù)庫中，就可 以獲取交通狀況，而不論提供該移動終端位置信息的是哪一個移動網(wǎng)絡(luò)，因此，可以更大范 圍地保證獲取的交通狀況是準確而可靠的。
圖l為本發(fā)明的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法流程圖。如圖1所示，該方法包括 以下步驟步驟S102，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，其中目標道路 區(qū)域就是作為目標的道路所在的區(qū)域，區(qū)域大小可以根據(jù)需要決定；
步驟S104:根據(jù)信息提取移動終端至少在兩個時間點的位置信息，根據(jù)位置信息和預(yù)存 的地理信息得到移動終端的修正速度；
步驟S106:將目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的修正速度與目標道路區(qū)域的最大允許移動速 度相比較，并且/或者根據(jù)目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域的最大允許移 動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道路信息。
利用該方法，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端，獲得的區(qū)域內(nèi)的交通狀況，覆蓋廣，自動 化程度和信息化程度高、實時性好，并且可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)良好的路況預(yù)測性能
接下來，參照圖2，說明進行到如圖2所示的如下處理(步驟S202-步驟S208)，其中， 圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法流程圖
步驟S202，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域，如五道口路口周圍200米的移動 終端的信息，其中移動終端將信息發(fā)送給移動通信網(wǎng)絡(luò)的移動通信基站(Mobile Station, 簡稱MS)，其中包括多種不同內(nèi)容的信息，例如移動終端，發(fā)送給移動基站的信息包括但不 限于服務(wù)小區(qū)號、服務(wù)小區(qū)時間提前量(Time Advance,簡稱TA)、服務(wù)小區(qū)信號強度、 相鄰小區(qū)載波上、下行信號強度等等；
步驟S204， MS根據(jù)信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置L1和L2，根據(jù)位置以及預(yù)存 的地理信息，例如道路網(wǎng)格信息等，獲取移動終端的道路網(wǎng)格距離，利用道路網(wǎng)格距離除以 兩個時間點之差，獲得移動終端的修正速度；
步驟S206，將目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的修正速度與目標道路區(qū)域的最大允許移動速 度相比較，并且/或者根據(jù)目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域的最大允許移 動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的極限值相比較，得到道路信息，其中，根據(jù)移動終端的 定位不確定度選擇移動終端的修正速度直方圖的統(tǒng)計間隔；
步驟S208，將該移動終端的位置信息和修正速度信息存儲在有時間標記的空間數(shù)據(jù)庫中 ，空間數(shù)據(jù)庫能夠提供和空間相關(guān)的査詢，用于實施交通路況的分析。
因而，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端，獲得的區(qū)域內(nèi)的交通狀況，路況信息，覆蓋廣， 自動化程度和信息化程度高、實時性好，并且可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)良好的路況預(yù)測 性能。
圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法流程圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的獲取道路信息的方法主要包括以下步驟(步驟S302-步驟S306 ):
步驟S302， MS利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，移動終端通 過UM接口 (大氣接口或無線接口)與MS通信，以一定的頻率，即固定時間間隔向MS發(fā)送信息 ，信息可以包含以下內(nèi)容中的至少一個服務(wù)小區(qū)區(qū)號、服務(wù)小區(qū)時間提前量(Timing Advance,簡稱TA)、服務(wù)小區(qū)信號強度、相鄰小區(qū)載波上行/下行信號強度。根據(jù)上述信息 ，采用移動通信網(wǎng)絡(luò)定位的原理，移動網(wǎng)絡(luò)可以確定移動用戶的位置。
步驟S304， MS根據(jù)信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置M1、 M2，査詢預(yù)存的綜合目 標附近可能的高速公路、河流、建筑物等信息的地理信息，其中包括道路網(wǎng)格信息、移動目 標不能越過建筑物、河流或者封閉的高速公路邊界的信息、封閉道路的出、入口的信息、移 動用戶地面運動極限速度限制的信息中的一個，獲取移動終端的道路網(wǎng)格距離，利用道路網(wǎng) 格距離除以兩個時間點之差，獲得移動終端的修正速度；同時，由于目前移動基站的蜂窩網(wǎng) 格的密度并非在所有地方都是一致的，所以，移動基站的蜂窩網(wǎng)格較密的情況下，定位的不 確定度，也就是定位的精度較低，而對于定位精度低、移動終端的運動速度不確定性大的情 形(主要由于基站分布不均勻造成)，還可以進一步通過加大測量時間間隔，降低移動終端 速度的不確定性。
步驟S306，可以根據(jù)速度的不確定度選擇速度直方圖的統(tǒng)計間隔或根據(jù)其他方式，使用 獲取的移動終端的速度，結(jié)合地理信息，與目標道路區(qū)域的最大允許移動速度相比較，并且 /或者根據(jù)目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容 納終端的極限值相比較，得到道路信息。
步驟S308，將該移動終端的位置信息、修正速度信息和道路信息存儲在有時間標記的空 間數(shù)據(jù)庫中，空間數(shù)據(jù)庫能夠提供和空間相關(guān)的査詢，用于實施交通路況的分析，將道路信 息通過移動無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回移動終端的用戶，例如通過廣播通道發(fā)送給小區(qū)內(nèi)的移動終 端。
優(yōu)選地，步驟S306中，對于某一區(qū)域，獲得該區(qū)域中移動終端修正速度直方圖中的最大 修正速度，即其直方圖統(tǒng)計結(jié)果的最大的移動終端組，比如116 120公里/小時有10個移動 終端；如果修正速度直方圖中最大修正速度接近或高于該區(qū)域最大允許移動速度，其中，該 區(qū)域最大允許移動速度是預(yù)先確定的，例如，高速公路/城市道路的最高限速。顯然這些移 動終端運動速度接近和高于道路路面最大允許移動速度120公里/小時，則此區(qū)域暢通。圖6b 為移動終端的速度分布的示意圖，從圖6b中可以看出，低速和靜止目標的移動終端最多，其次是中速目標，最少的是高速目標。
在具體實施過程中，通常定位結(jié)果總是和定位的不確定度同時給出。以第二代移動通信 GSM網(wǎng)絡(luò)為例，以上行鏈路信號到達時間(Time Of Arrival,簡稱T0A)法介紹其定位方法 和定位精度。
如圖10a和10b所示， 一個移動終端，例如手機，其周圍有三個移動基站，如果手機和基 站處于可視的范圍內(nèi)，則其間的距離見下式。 R(i) =C*A t(i)
式中R(i)為手機到第i個基站的圓半徑，i=l，2，3，表示3個基站；C為光速，也就是電 磁波在大氣中的運動速度；At (i)為無線電波信號在手機和第i個基站之間的傳播時延。
基站的位置是使用GPS高精度定位的，比如1米精度。根據(jù)手機與3個基站的傳播時延， 可計算出移動臺的位置。手機和三個基站的圓交于一點，這時候定位精度主要取決于At (i )的時間精度，應(yīng)該是可以實現(xiàn)較高精度的定位。因而，如果無線電波信號在手機和第i個 基站之間的傳播時延At (i)較少，則能實現(xiàn)高精度的定位。但是， 一般情況下手機與基站 不處于直視范圍，則對手機位置R(i)的估計會產(chǎn)生誤差，也就是說圖中的圓弧不能相交于一 點，如圖10b所示。因此TOA定位方法常采用手機位置與TOA圓弧間的距離為均方誤差最小的 方法，也就是說，圖10b中，理論手機的位置不在計算出來的R(i)圓上，但是該位置距離三 個R(i)沿半徑方向的距離平方和最小，這個均方誤差就可以作為定位的精度/不確定度。
鑒于上述，如果有多于3個的T0A測量結(jié)果，則定位的精度可以提高。
在具體實施過程中，步驟S304中，對于定位精度不確定性在750米的低精度定位目標， 計算速度時間間隔為2分鐘，則其速度不確定度為22公里/小時，將時間間隔提高到5分鐘， 則可將速度不確定度減小到9公里/小時。對于定位精度300米的移動終端，2分鐘計算時間間 隔的速度不確定度為9公里/小時；如果采用5分鐘時間間隔，則速度不確定度降低為3. 6公里 /小時。
在具體實施過程中，步驟S306中，交通路面狀況信息包括，對于各級道路速度等級系統(tǒng) ，比如城市次要道路40-60公里/小時；城市主干道的60-80公里/小時；高速公路90-120公里 /小時。
在具體實施過程中，步驟S306中，根據(jù)速度的不確定度選擇速度直方圖的統(tǒng)計間隔具體 為，如果5公里/小時，統(tǒng)計0 5公里/小時的移動終端數(shù)量；再統(tǒng)計如果6 10公里/小時； 11 15公里/小時；16 20公里/小時；直到最大道路速度，比如116 120公里/小時。
具體地，如圖6a所示，是本發(fā)明第一較佳實施例的流程圖，此處的判斷方法被稱為最大速度策略，包括以下步驟。
步驟S602，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，其中包括多種 不同內(nèi)容的信息，例如服務(wù)小區(qū)號、TA、服務(wù)小區(qū)信號強度、相鄰小區(qū)載波上、下行信號強 度等等；
步驟S604，基站根據(jù)以上信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置L1和L2，根據(jù)位置以 及預(yù)存的地理信息，獲取移動終端的道路網(wǎng)格距離，利用道路網(wǎng)格距離除以兩個時間點之差 ，獲得移動終端的修正速度，例如對于某一區(qū)域，獲得該區(qū)域中移動終端的最大修正速度；
步驟S606，修正速度為目標道路區(qū)域中的移動終端的最大修正速度；如果最大修正速度 接近、等于或大于該目標道路區(qū)域的最大允許移動速度，則得到該目標道路區(qū)域暢通的道路 信息，其中，該區(qū)域最大允許移動速度是預(yù)先確定的，例如，高速公路/城市道路的最高限 速。顯然這些移動終端運動速度接近和高于道路路面最大允許移動速度120公里/小時，則此 區(qū)域暢通。圖6b為移動終端的速度分布的示意圖，從圖6b中可以看出，低速和靜止目標的移 動終端最多，其次是中速目標，最少的是高速目標。
優(yōu)選地，還可以去除靜止以及慢速的(比如低于15公里/小時)移動終端，以減少直方 圖的統(tǒng)計工作。對于和地面建筑物距離較近的高速路面，該策略可以用于剔除附近建筑物內(nèi) 大量的靜止或移動緩慢的移動終端的影響。
優(yōu)選地，還可以判斷移動終端數(shù)量是否與道路在高速度下的容量相稱，以防止噪聲等因 素的干擾。
優(yōu)選地，還可以不采用直方圖統(tǒng)計的方式，首先獲得該區(qū)域中所有移動終端的最大修正 速度；如果最大修正速度接近或高于該區(qū)域最大允許移動速度，則此區(qū)域暢通。
具體地，如圖7a所示，是本發(fā)明第二較佳實施例的流程圖，此處的判斷方法被稱為最大 分布策略獲得路況信息，包括以下步驟。
步驟S702，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，其中包括多種 不同內(nèi)容的信息，例如服務(wù)小區(qū)號、TA、服務(wù)小區(qū)信號強度、相鄰小區(qū)載波上、下行信號強 度等等；
步驟S704，基站根據(jù)以上信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置L1和L2，根據(jù)位置以 及預(yù)存的地理信息，獲取移動終端的道路網(wǎng)格距離，根據(jù)速度的不確定度選擇速度直方圖的 統(tǒng)計間隔，并利用道路網(wǎng)格距離除以兩個時間點之差，獲得移動終端的修正速度；
步驟S706，獲得目標道路區(qū)域中的移動終端修正速度直方圖中修正速度統(tǒng)計間隔中具有 最大移動終端數(shù)量的修正速度；如果最大移動終端數(shù)量的修正速度等于或大于該目標道路區(qū)域的最大允許移動速度，則判定該目標道路區(qū)域暢通；其中，該區(qū)域最大允許移動速度是預(yù) 先確定的，例如，高速公路/城市道路的最高限速。顯然這些移動終端運動速度接近和高于 道路路面最大允許移動速度120公里/小時，則此區(qū)域暢通。此處，移動終端的修正速度計算 出來之后，在某一確定的路面，根據(jù)最大的移動終端數(shù)量計算出來修正速度為90公里/小時 ，則修正速度范圍為85公里/小時 95公里/小時，也就是90+/-5公里/小時，其中+/-5與預(yù)設(shè) 精度有關(guān)，也就是預(yù)設(shè)精度為5公里/小時。移動終端修正速度直方圖中計算的修正速度凡是 在此范圍內(nèi)，都會得到統(tǒng)計，成為統(tǒng)計的移動終端。
具體地，最大分布策略較佳地應(yīng)用于多種速度路面的區(qū)域，比如，具有主、輔路的路段 ，主路的通行速度和通行能力高于輔路路面，當區(qū)域移動終端速度分布主體低于路面通行力 ，比如，區(qū)域移動終端速度分布集中在20-30公里/小時，而道路的允許速度為60公里/小時 以上，則路況可判定為擁堵。圖7b為利用最大分布策略獲取移動終端的速度分布的示意圖， 從圖7b中可以看出，速度處于稍高速的移動終端最多，可以判斷移動終端數(shù)量接近路面飽和 分布。
具體地，如圖8a所示，是本發(fā)明第三較佳實施例的流程圖，判斷的方法被稱為去除固定 速度模式策略，包括以下步驟。
步驟S802，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，其中包括多種 不同內(nèi)容的信息；
步驟S804，基站根據(jù)以上信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置L1和L2，根據(jù)位置以 及預(yù)存的地理信息，獲取移動終端的道路網(wǎng)格距離，利用道路網(wǎng)格距離除以兩個時間點之差 ，獲得移動終端的修正速度；
步驟S806，去除固定速度模式策略包括在移動終端的修正速度直方圖中去除軌道交通 速度特征的分布；使用最大速度策略或最大分布策略方式進行判斷，判斷是否目標道路區(qū)域 是否暢通。
優(yōu)選地，去除固定速度模式策略適用于具有地下軌道交通且具有微蜂窩移動通信能力的 區(qū)域，對于該區(qū)域的移動終端執(zhí)行如下步驟在移動終端修正速度直方圖中去除軌道交通速 度分布；采用最大速度策略和最大分布策略對該區(qū)域交通狀況判別。
優(yōu)選地，軌道交通的速度特征分布是先驗的，和當?shù)氐能壍澜煌ㄕ哂嘘P(guān)。具體實施過 程中，例如北京的軌道交通理論最高速度在80公里/小時在非上、下班高峰期，以北京13
號線為例，交通速度大約在40公里/小時；上、下班高峰時段，速度會有所增加比如50公
里/小時。這個速度是預(yù)先便已知的，比如已由運行商規(guī)定的，也可以是直接測量的。此外，僅在軌道交通和地面交通線路平行且距離小于移動終端定位精度的時候，比如13號線的部 分路段和l/2/10號地鐵，才考慮從移動終端的速度分布中剔除軌道交通的速度分布，當軌道 交通上的移動終端信號不再和道路交通的移動終端信號混在一起，就不需要去除軌道交通的 影響。
去除軌道交通速度特征的分布可以利用如下方法首先，統(tǒng)計感興趣路段全部可能的移 動終端的速度分布，這個速度是經(jīng)過修正后，精度在一定范圍內(nèi)的移動目標速度；根據(jù)地理 信息，50米之內(nèi)確有軌道交通和該地面道路平行；檢査相關(guān)的時段是否軌道交通車輛運行
如果有軌道車輛運行，且在移動終端的修正速度統(tǒng)計圖中，和軌道車輛運行速度(比如40公
里/小時) 一致的那部分移動終端統(tǒng)計數(shù)量接近或超過軌道交通承載能力的一半以上，比如
:13號線附近路面，移動速度為40公里/小時的移動終端數(shù)量大于250人(按每個車廂100人 計算，5個車廂)，這個數(shù)目遠超出一般某一段路面交通的人口數(shù)量，則直接將速度分布為 40公里/小時+/-5公里/小時的移動終端對象從速度統(tǒng)計結(jié)果中刪除；如果沒有軌道車輛運行 或不滿足上述條件，則不做任何處理。
圖8b為采用去除固定速度模式策略的移動終端的速度分布的示意圖，示意性地示出了使 用去除固定速度模式策略的區(qū)域移動終端的分布，包括堵塞、暢通分布和固定分布模式。該 區(qū)域具有地下軌道交通且具有微蜂窩移動通信能力的區(qū)域，軌道交通的移動終端運動速度恒 定。可以去除軌道交通速度分布后，然后采用最大速度策略和最大分布策略對該區(qū)域交通狀 況判別。
具體地，如圖9a所示，是本發(fā)明第四較佳實施例的流程圖，判斷的方法被稱為最低速度 和移動數(shù)量增加策略，包括以下步驟。
步驟S902，利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息，其中包括多種 不同內(nèi)容的信息；
步驟S904，基站根據(jù)以上信息獲得該移動終端在兩個時間點的位置L1和L2，根據(jù)位置以 及預(yù)存的地理信息，獲取目標道路區(qū)域的移動終端的分布；
步驟S906，根據(jù)目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域的可容納終端的最大 極限值相比較，獲取目標道路區(qū)域中的移動終端的數(shù)量；判斷移動終端的數(shù)量是否等于或大 于目標道路區(qū)域內(nèi)容納的移動終端的最大極限值；如果否，則判斷目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終 端數(shù)量是否在增加；如果是，則判斷目標道路區(qū)域擁堵。
優(yōu)選地，最低速度和移動數(shù)量增加策略中，首先獲取該區(qū)域的移動終端數(shù)量；然后判別 該移動終端數(shù)量是否接近道路容納極限，如果接近，進一步判斷該區(qū)域移動終端數(shù)量是否在增加，如果是，則道路堵塞。圖9b為最低速度和移動數(shù)量增加策略的移動終端的速度分布的 示意圖，示出了時間T1和T1+T2的速度分布趨勢。
上述策略可以在一個或多個區(qū)域綜合使用，例如，在某個區(qū)域使用其中2-3個策略，在 另一個區(qū)域使用全部策略等等。這些策略只是示意性地，使用者還可以根據(jù)實際的地理信息 和道路路面情況，離線總結(jié)出其他的一般性的、或者區(qū)域?qū)Ｓ貌呗?，用于獲取特定的道路交 通流量。
因而，利用該方法，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端，以及地理位置信息，分不同情況采 用相應(yīng)的策略，獲得終端的修正速度，進而判斷此路段路況，該方法覆蓋廣，自動化程度和 信息化程度高、實時性好、定位精度高，能實現(xiàn)良好的路況預(yù)測性能。
根據(jù)本發(fā)明實施例，還提供了一種用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的系統(tǒng)。圖4為根
據(jù)本發(fā)明的利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該系統(tǒng)具體包括
接收裝置41，接收裝置41利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息；
連接接收裝置41的提取裝置42，提取裝置42根據(jù)信息提取移動終端至少在兩個時間點的位置 信息；存儲裝置43，存儲裝置43至少存儲有地理信息；連接提取裝置42和存儲裝置43的獲取 裝置44，獲取裝置44根據(jù)提取裝置42提取的位置信息和存儲裝置43預(yù)存的地理信息獲取移動 終端的修正速度、分布以及目標道路區(qū)域的相關(guān)信息；連接獲取裝置44的第一處理裝置45， 第一處理裝置45將獲取裝置44獲取的移動終端的修正速度與目標道路區(qū)域的最大允許移動速 度比較得到道路信息；連接獲取裝置44的第二處理裝置46，第二處理裝置46根據(jù)目標道路區(qū) 域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域內(nèi)的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的 最大極限值相比較，得到道路信息。
利用該方法，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端，獲得的區(qū)域內(nèi)的交通狀況，覆蓋廣，自動 化程度和信息化程度高、實時性好，并且可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)良好的路況預(yù)測性能
綜上所述，通過本發(fā)明的上述實施例，提供的一種用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路相關(guān)信息的 方案，解決了目前信息獲取方式實時性差、精度低的問題，利用該方法，不需要額外架設(shè)道 路狀況攝像頭、測速雷達，也不需要派遣路況信息員收集道路信息，交通路況獲取方法無需 大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資，成本低；基于移動通信網(wǎng)，獲得的交通狀況覆蓋廣；所有信號都采 用數(shù)字方式收集和分發(fā)，自動化程度和信息化程度高；實時性好，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，路況 預(yù)測性能好，可用于車輛路徑的動態(tài)規(guī)劃。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等 同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法，其特征在于，所述方法包括步驟1利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息；步驟2根據(jù)所述信息提取所述移動終端至少在兩個時間點的位置信息，根據(jù)所述位置信息和預(yù)存的地理信息得到所述移動終端的修正速度；步驟3將所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的所述修正速度與所述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度相比較，并且/或者根據(jù)所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與所述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道路信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體為根據(jù)所述信息提取所述 移動終端在兩個時間點的位置信息，根據(jù)所述位置信息和預(yù)存的地理信息獲取所述移動終端 的道路網(wǎng)格移動距離，根據(jù)所述道路網(wǎng)格移動距離和所述兩個時間點之差，獲得所述修正速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體為當所述修正速度為所述目標道路區(qū)域中的移動終端的最大修正速度時，如果所述最大 修正速度大于或等于所述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度，則得到所述目標道路區(qū)域暢通 的道路信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體為當所述修正速度為所述目標道路區(qū)域中的移動終端修正速度直方圖中修正速度統(tǒng)計間 隔中具有最大移動終端數(shù)量的修正速度時，如果所述最大移動終端數(shù)量的修正速度大于或等 于所述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度，則得到所述目標道路區(qū)域暢通的道路信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3之前還包括 在所述移動終端的修正速度直方圖中去除軌道交通速度特征的分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3之前還包括根據(jù)所述移動終端 的定位不確定度選擇所述移動終端的修正速度直方圖的統(tǒng)計間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體為 獲取所述目標道路區(qū)域中的移動終端的數(shù)量；判斷所述移動終端的數(shù)量是否大于或等于所述目標道路區(qū)域的可容納移動終端數(shù)量的 最大極限值；如果否，則判斷所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端數(shù)量是否在增加；如果是，則判斷所 述目標道路區(qū)域擁堵。
8.一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 接收裝置，所述接收裝置利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息提取裝置，所述提取裝置從所述接收裝置接收的信息中提取所述移動終端至少在兩個 時間點的位置信息；存儲裝置，所述存儲裝置至少存儲有地理信息；獲取裝置，所述獲取裝置根據(jù)所述提取裝置提取的位置信息和所述存儲裝置預(yù)存的地 理信息獲取所述移動終端的修正速度；第一處理裝置，所述第一處理裝置將所述獲取裝置獲取的所述移動終端的修正速度與 所述目標道路區(qū)域的最大允許移動速度比較得到道路信息；第二處理裝置，所述第二處理裝置根據(jù)所述目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與所述 目標道路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道 路信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用移動通信網(wǎng)絡(luò)獲取道路信息的方法和系統(tǒng)，屬于移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括利用移動通信網(wǎng)絡(luò)接收來自目標道路區(qū)域的移動終端的信息；根據(jù)信息提取移動終端至少在兩個時間點的位置信息，根據(jù)位置信息和預(yù)存的地理信息得到移動終端的修正速度；將目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的修正速度與目標道路區(qū)域的最大允許移動速度相比較，并且/或者根據(jù)目標道路區(qū)域內(nèi)的移動終端的分布與目標道路區(qū)域的最大允許移動速度和/或可容納移動終端數(shù)量的最大極限值相比較，得到道路信息。本方法易于獲得區(qū)域內(nèi)的交通狀況，覆蓋廣，自動化和信息化程度高，實時性好，精度高，成本低，路況預(yù)測性能好。
文檔編號G08G1/09GK101674523SQ200910308289
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者盧小冬, 張海英 申請人:中國科學院微電子研究所