專利名稱：基于浮動(dòng)車gps數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能交通系統(tǒng)(ITQ是近年來興起的運(yùn)用各種通信，控制。電子和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)手段解決交通問題的綜合系統(tǒng)，為21世紀(jì)現(xiàn)代化交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。 ITS包括了一組相當(dāng)廣泛的技術(shù)，其中先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)(ATIS)和先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMQ是ITS技術(shù)的奠基石。它們的技術(shù)核心是動(dòng)態(tài)路段誘導(dǎo)系統(tǒng)(DRGQ。動(dòng)態(tài)路線誘導(dǎo)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)(Ul° Cs)通過路網(wǎng)實(shí)時(shí)信息的集成和共享，(1)通過對(duì)城市交通的在線管理，提高了路網(wǎng)通行能力的利用效率；( 通過誘導(dǎo)信息影響出行前和出行中的出行人，改善路網(wǎng)中擁擠和通行能力剩余共存的局面；C3)試圖實(shí)現(xiàn)城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的交通流預(yù)期均衡分配，使現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò)交通設(shè)施運(yùn)行在最佳的效益狀態(tài)?？梢娊煌ǔ鲂姓T導(dǎo)與交通控制集成系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)交通流均衡，解決交通擁擠的有效途徑，從而減少車輛在道路上的運(yùn)行時(shí)問，因而成為當(dāng)前國際上的熱門研究領(lǐng)域。交通誘導(dǎo)是指通過一定的信息傳播媒介，向交通參與者提供道路的實(shí)際運(yùn)行情況，提醒、建議或控制交通參與者選擇最佳的行走路線，避免和減少行程延誤和損失的一種交通控制方式。交通誘導(dǎo)是一種主動(dòng)式的交通控制方式，其最大特點(diǎn)是通過傳遞情報(bào)消息引導(dǎo)和控制交通參與者的交通行為。以達(dá)到交通安全、暢通、有序的控制目的。誘導(dǎo)系統(tǒng)通過及時(shí)準(zhǔn)確地向交通參與者提供一定區(qū)域內(nèi)交通狀況的客觀信息以及行車走路的進(jìn)-步建議，這些信息進(jìn)入到交通參與者的大腦后對(duì)交通參與者有很大的參考作用和吸引力；交通參與者根據(jù)這些誘導(dǎo)信息迅速做出自己的行走路線和行走方式的決策并付諸實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)了由于交通參與者的自動(dòng)調(diào)控而達(dá)到了交通運(yùn)行狀況的自動(dòng)調(diào)控和路網(wǎng)交通流均衡的目的。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)涉及到許多現(xiàn)代理論和技術(shù)，其中主要包括控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 檢測技術(shù)、圖像處理技術(shù)、優(yōu)化方法、交通工程理論等等.一個(gè)先進(jìn)的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)是這些現(xiàn)代理論和技術(shù)的綜合集成和有機(jī)結(jié)合。城市智能交通行車誘導(dǎo)模型的建立主要包括以下幾個(gè)部分城市交通道路信息的采集、交通信息的處理以及誘導(dǎo)信息的生成。目前國內(nèi)動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)信息的采集技術(shù)較為成熟的是環(huán)形線圈采集技術(shù)。環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設(shè)備。 車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈時(shí)，會(huì)引起線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計(jì)算出車輛的流量、占有率，借助環(huán)形線圈的平均有效長度，還可計(jì)算出車輛速度，如要準(zhǔn)確地直接測量速度，可采用兩組線圈的方案。間距約為6m跟其他方法相比，環(huán)形檢測器技術(shù)相對(duì)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點(diǎn)。由于用于城市交通誘導(dǎo)信息采集的環(huán)形線圈采集技術(shù)，如果要能在城市道路上比較準(zhǔn)確地獲取相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，則必須沿道路的每個(gè)車道上，每隔300米鋪設(shè)一組環(huán)形線圈。 因此線圈在安裝或維護(hù)時(shí)必須直接埋入車道，這樣交通會(huì)暫時(shí)受到阻礙，埋置線圈的切縫會(huì)軟化路面，容易使路面受損，尤其是在有信號(hào)控制的十字路口，車輛啟動(dòng)或者制動(dòng)時(shí)損壞可能會(huì)更加嚴(yán)重，感應(yīng)線圈易受冰凍，路基下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響，感應(yīng)線圈由于受自身的測量原理所限制當(dāng)車流擁堵，車間距小于!Μ的時(shí)候，其檢測精度大幅度降低甚至無法檢測。因此利用環(huán)形線圈采集技術(shù)存在著設(shè)備投入成本高、受天氣影響信息失真率高、安裝過程對(duì)可靠性和壽命影響很大、修理和安裝環(huán)形線圈會(huì)暫時(shí)中止交通等缺點(diǎn)，而且安裝好的環(huán)形線圈在重型車輛壓過或者路面翻修時(shí)易受到損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，該基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)成本低，且可擴(kuò)展性和可移植性以及靈活性良好。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和多個(gè)車載GPS終端，多個(gè)車載GPS終端與無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備無線通信連接，無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和服務(wù)器均與數(shù)據(jù)庫連接；所述的數(shù)據(jù)庫中具有1)道路特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、幻用于存儲(chǔ)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及；3)各路段平均車速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；在服務(wù)器上具有根據(jù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)計(jì)算出各路段平均車速的各路段平均車速計(jì)
算單元。數(shù)據(jù)庫中還具有用于存儲(chǔ)交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)的交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。所述的車載GPS終端設(shè)置在出租車上。所述的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)包括車輛位置數(shù)據(jù)、車輛速度數(shù)據(jù)和車輛方向數(shù)據(jù)。交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)從交警部門獲取，道路特征數(shù)據(jù)通過實(shí)地勘察獲取。有益效果本實(shí)用新型的基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，GPS數(shù)據(jù)每隔30秒自動(dòng)上傳到GPS中心，數(shù)據(jù)能夠體現(xiàn)實(shí)時(shí)交通擁堵現(xiàn)狀；GPS數(shù)據(jù)終端安裝在出租車上，由于出租車的行駛特點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)將分布在城市的各個(gè)道路上，極好地提高了監(jiān)控范圍；而且不需要對(duì)道路進(jìn)行任何破壞，在一定程度上促進(jìn)了城市暢通工程的實(shí)施和進(jìn)展。而且不用增加額外的設(shè)備以及道路維護(hù)費(fèi)用，極好地降低了成本費(fèi)用。用戶訪問數(shù)據(jù)庫中的各路段平均車速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，即可了解當(dāng)前的道路狀況， 從而根據(jù)當(dāng)前的道路狀況制定或更改自己的出行計(jì)劃，因此，本實(shí)用新型的基于浮動(dòng)車GPS 數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)能為人民群眾的出行提供強(qiáng)大的信息支持，為人民群眾的交通出行帶來極大的便利。對(duì)于GPS浮動(dòng)車采集技術(shù)來說，當(dāng)城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)大變化時(shí)，只要更改數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的道路信息數(shù)據(jù)、道路集合特征以及信號(hào)燈信息即可，而無需增加新的預(yù)算資金成本，更好地體現(xiàn)了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性、可移植性以及靈活性。

[0020]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為道路誘導(dǎo)數(shù)據(jù)分析和處理的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1 參見圖1，一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和多個(gè)車載GPS終端，多個(gè)車載GPS終端與無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備無線通信連接，無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和服務(wù)器均與數(shù)據(jù)庫連接；所述的數(shù)據(jù)庫中具有1)道路特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、幻用于存儲(chǔ)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、幻用于存儲(chǔ)交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)的交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及4)各路段平均車速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；在服務(wù)器上具有根據(jù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)計(jì)算出各路段平均車速的計(jì)算單元。所述的車載GPS終端設(shè)置在出租車上。所述的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)包括車輛位置數(shù)據(jù)、車輛速度數(shù)據(jù)和車輛方向數(shù)據(jù)。具體來說，基于GPS浮動(dòng)車采集技術(shù)、交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃以及道路集合特征的城市智能交通行車誘導(dǎo)模型，主要的模塊為道路交通信息采集模塊以及智能交通誘導(dǎo)信息分析處理模塊。1. 1交通行車誘導(dǎo)數(shù)據(jù)源采集子系統(tǒng)1. 1. 1浮動(dòng)出租車GPS交通信息所有已安裝衛(wèi)星定位裝置的出租車內(nèi)的GPS均設(shè)置為每隔30秒上傳一次新的位置數(shù)據(jù)到公用局GPS數(shù)據(jù)中心機(jī)房的Oracle數(shù)據(jù)庫內(nèi)。其中與本智能交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)需要的交通信息數(shù)據(jù)有關(guān)的為出租車臨時(shí)位置表，表中有關(guān)交通信息的字段是經(jīng)度、緯度、 高度、速度、方向、車輛狀態(tài)。該表中的數(shù)據(jù)是由出租車的編號(hào)ID作為唯一的標(biāo)識(shí)，車內(nèi)的 GPS相關(guān)裝置會(huì)將實(shí)時(shí)信息每隔30秒更新一次。累計(jì)4分鐘匯集的樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此得來的各路段平均速度的準(zhǔn)確性較高。1. 1.2道路特征數(shù)據(jù)在實(shí)際道路的交通行車誘導(dǎo)過程中，城市道路的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)誘導(dǎo)圖形的規(guī)劃以及誘導(dǎo)模型的建立影響很大。交通行車誘導(dǎo)的基本前提是充分提高道路的利用率，緩解擁擠道路的交通壓力，做到合理有效控制城市交通通行。在浮動(dòng)車GPS交通信息采集技術(shù)中，首先要對(duì)出租車的實(shí)時(shí)定位信息進(jìn)行地圖的匹配，在這里就要與實(shí)際道路的幾何特征綜合考慮。對(duì)于已經(jīng)建立的地圖匹配模型，實(shí)現(xiàn)在正常情況下待匹配道路的匹配，并對(duì)其進(jìn)行排序，檢查是否符合該道路匹配的所有條件，如果有則匹配成功。實(shí)際情況下，有以下兩個(gè)因素會(huì)對(duì)對(duì)交通誘導(dǎo)產(chǎn)生影響1、由于出租車的駕駛特點(diǎn)，通常在餐館、酒店、醫(yī)院、商場等大型公共場所，會(huì)有出租車靜候載客情況，這些數(shù)據(jù)時(shí)無效的；2、由于各種誤差，如雙向車道的反方向車輛的匹配，這些都是整個(gè)模型的建立起著關(guān)鍵影響因素。對(duì)于整個(gè)城市的復(fù)雜道路，如主輔路、立交橋等，道路與道路之間的距離近， 角度差小，有時(shí)投影到平面上的位置幾乎是重合的。在這樣的路網(wǎng)環(huán)境中，需要建立一個(gè)完
5善的城市交通路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，以糾正出租車位置匹配的誤差，達(dá)到更高的精確度。1. 1. 3信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃交通信號(hào)燈配時(shí)方案一直被認(rèn)為是智能交通行車誘導(dǎo)控制系統(tǒng)中最基本、最重要的考慮因素之一。而交通信號(hào)燈對(duì)交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)的影響可以分為兩種情況，其一是不飽和交通；另一種是過飽和交通。在不飽和交通情況下，交通狀況處于穩(wěn)定的狀態(tài)，也就是一個(gè)信號(hào)燈周期的交通狀況只與這個(gè)周期內(nèi)到達(dá)的車輛、離開的車輛以及信號(hào)燈狀態(tài)有關(guān)，與前一個(gè)信號(hào)燈周期無關(guān)，因此這種情況下浮動(dòng)車采集的交通信息的樣本數(shù)據(jù)量、利用行駛時(shí)間計(jì)算得出的平均行駛加權(quán)速度能比較準(zhǔn)確的反應(yīng)該道路的實(shí)際交通運(yùn)行狀況。但當(dāng)交通處于過飽和情況下，由于它不考慮上一信號(hào)燈周期排隊(duì)車輛對(duì)下一周期的影響，隨著信號(hào)燈的變換，排隊(duì)等待的隊(duì)列長度不同，這種情況下，應(yīng)該根據(jù)信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃來調(diào)整樣本數(shù)據(jù)量的大小，配置交通行車誘導(dǎo)信息模型相應(yīng)的參數(shù)，以得出符合實(shí)際的交通流量 fn息ο1. 2交通行車誘導(dǎo)計(jì)算分析模型出租車的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)將通過數(shù)據(jù)傳輸光纜接進(jìn)中心機(jī)房，然后該交通信息分析處理子系統(tǒng)將對(duì)采集到的出租車實(shí)時(shí)位置和狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的分析和處理，從而得到交通擁堵狀況的信息，包括行駛時(shí)間、平均行車速度、交通流量等。整個(gè)分析過程包括GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理、地圖位置匹配、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)表達(dá)、時(shí)空數(shù)據(jù)的組織和優(yōu)化。1. 2. 1建立GPS交通行車誘導(dǎo)模型建立GPS交通行車誘導(dǎo)模型。采集、過濾和分析原始數(shù)據(jù)，交通行車誘導(dǎo)GPS計(jì)算分析模型考慮以下三類影響因素(1).調(diào)查和考慮目標(biāo)道路上的交通信號(hào)燈對(duì)計(jì)算模型的影響信號(hào)燈分類交通信號(hào)燈可以分為普通信號(hào)燈、SCATS信號(hào)燈和人行橫道信號(hào)燈。交通信號(hào)燈配時(shí)、車輛排隊(duì)和綠信比調(diào)查。綠燈時(shí)車隊(duì)釋放長度(2).調(diào)查和考慮出租車駕駛特征和所有可能的停車點(diǎn)對(duì)計(jì)算模型的影響出租車行駛過程中所有可能的?？奎c(diǎn)車站、酒店、醫(yī)院、主要大廈、休閑酒吧以及臨時(shí)停車位。剔除這些無效數(shù)據(jù)，提高樣本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。(3).調(diào)查和考慮目標(biāo)道路的幾何特征對(duì)計(jì)算模型的影響對(duì)于目標(biāo)路段，根據(jù)調(diào)查和分析，對(duì)于不同的路段進(jìn)行了專門的計(jì)算模型處理。1. 2. 2交通擁堵與交通流量計(jì)算路段平均速度計(jì)算程序利用GPS數(shù)據(jù)計(jì)算與特定誘導(dǎo)屏所有相關(guān)路段的平均行程速度?？捎米裱韵掠?jì)算方法計(jì)算路段平均行駛速度。假設(shè)V1, V2，. . .，Vn代表道路運(yùn)行速度的瞬時(shí)值，η為實(shí)際行駛在該路段上的車輛總數(shù)。從時(shí)間上來講最新的一個(gè)數(shù)值以V1 來代表，那么，權(quán)重均值按以下公式進(jìn)行計(jì)算F = ~Wl+W2 + ...+Wn~(1)
6[0056]利用同樣權(quán)重1等式⑴得出的移動(dòng)平均值
η
權(quán)利要求1.一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、 無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和多個(gè)車載GPS終端，多個(gè)車載GPS終端與無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備無線通信連接，無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和服務(wù)器均與數(shù)據(jù)庫連接；所述的數(shù)據(jù)庫中具有1)道路特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、幻用于存儲(chǔ)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及幻各路段平均車速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；在服務(wù)器上具有根據(jù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)計(jì)算出各路段平均車速的各路段平均車速計(jì)算單兀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)庫中還具有用于存儲(chǔ)交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)的交通信號(hào)燈配時(shí)計(jì)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，所述的車載GPS終端設(shè)置在出租車上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和多個(gè)車載GPS終端，多個(gè)車載GPS終端與無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備無線通信連接，無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備和服務(wù)器均與數(shù)據(jù)庫連接；所述的數(shù)據(jù)庫中具有1)道路特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、2)用于存儲(chǔ)車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及3)各路段平均車速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；在服務(wù)器上具有根據(jù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)計(jì)算出各路段平均車速的各路段平均車速計(jì)算單元。該基于浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)的交通行車誘導(dǎo)系統(tǒng)成本低，且可擴(kuò)展性和可移植性以及靈活性良好。
文檔編號(hào)G08G1/052GK202013661SQ20112002994
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者曲濤 申請(qǐng)人:曲濤