專利名稱：一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛進行導航的方法，尤其是涉及一種基于多信息源的動態(tài)交 通信息的車輛導航方法。
背景技術(shù)：
城市交通問題是本世紀以來，工業(yè)發(fā)達國家一直為之困擾的問題。當前， 我國城市的經(jīng)濟貿(mào)易和社會活動日益繁忙，城市交通發(fā)生了前所未有的迅速增 長，傳統(tǒng)的道路交通設(shè)施已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要。我國城市特別是大城 市的交通問題極其嚴重，如果不能得到有效解決和根本治理，必將對我國經(jīng)濟 的持續(xù)、快速、健康發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅。為了解決我國的城市交通問題，改善 城市交通系統(tǒng)的性能， 一方面需要通過改造路網(wǎng)系統(tǒng)、拓寬路面、增添交通設(shè) 施以及道路建設(shè)等城市交通所必需的"硬件"設(shè)施來實現(xiàn);另一方面需要通過采用 科學的管理手段，把現(xiàn)代高新技術(shù)引入到交通管理中來提高現(xiàn)有路網(wǎng)的交通性 能，從而改善整個道路交通的管理效率，提高道路設(shè)施的利用率，實現(xiàn)城市交 通管理的科學性和有效性。
傳統(tǒng)的僅僅基于道路拓撲結(jié)構(gòu)進行車輛導航的方法，不能反映道路的真實 通行情況。比如在行車高峰期或者發(fā)生交通事故的情況下，有些路段會有堵車 現(xiàn)象，而僅僅基于道路拓撲結(jié)構(gòu)的導航無法對這樣的路段進行規(guī)避；再比如在 行車高峰期，交警部門會通過臨時的禁止通行，臨時禁止轉(zhuǎn)向或臨時變道等道 路變化手段對交通進行疏導。僅僅基于道路拓撲結(jié)構(gòu)的導航同樣不能對這樣的 變化進行及時的反應(yīng)，從而導致規(guī)劃出的導航路徑并不具有可行性。
傳統(tǒng)的僅僅基于單一信息源的動態(tài)交通信息的導航方法，由于信息單一， 不能完全反映道路的真實通行狀況，因此規(guī)劃出的車輛導航路徑的準確度相對 并不高。同時單一信息源的動態(tài)交通信息的覆蓋率一般也相對比較低。因此相 對來說可以利用的動態(tài)交通信息也比較少，這也影響了規(guī)劃出的動態(tài)車輛導航 路徑的質(zhì)量，從而影響導航的效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方 法。整合來自多信息采集源的動態(tài)交通信息，并生成可以作用于靜態(tài)道路信息 的權(quán)重值，并對車輛進行實時導航的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案的步驟如下 (l展收來自多個信息源的動態(tài)交通信息；
(2) 對來自多信息源的動態(tài)信息進行處理和整合，轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況 信息；
(3) 由所有路段組成靜態(tài)道路網(wǎng)，由帶有動態(tài)道路通行狀況信息的路段組成 動態(tài)道路網(wǎng)；
(4) 如果用戶選擇只使用靜態(tài)交通路網(wǎng)信息進行導航，則在靜態(tài)道路網(wǎng)上僅 使用靜態(tài)道路信息，規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑；
(5) 如果用戶選擇使用動態(tài)交通信息進行導航，則使用動態(tài)交通信息和靜態(tài) 道路信息相結(jié)合進行導航；
(6) 在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況 信息可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息規(guī)劃出動 態(tài)道路網(wǎng)上從起點到終點的導航路徑；
(7) 在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況 信息不可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息對靜態(tài) 道路信息進行加權(quán)，沒有動態(tài)道路通行狀況信息的道路不變，然后使用加權(quán)后 的道路信息在靜態(tài)道路網(wǎng)上規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑。
在所述的步驟(l)中所接收的來自多個信息源的動態(tài)交通信息，包括
由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信息；
由OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息；由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的
道路平均車速，排隊長度等動態(tài)交通信息；由人工采集的交通事故信息，道路
擁堵情況信息等動態(tài)交通信息。
在所述的步驟(l)中的接收來自多個信息源的動態(tài)交通信息的方法，包括-通過電視廣播信號進行廣播式的發(fā)送；通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行交互式的發(fā)送。
在所述的步驟(2)中對來自多信息源的動態(tài)信息進行處理和整合，轉(zhuǎn)化成動 態(tài)道路通行狀況信息的方法，其步驟如下
l)根據(jù)SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信 息計算出道路的行車速度Vs;
2灘據(jù)OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度
V0;
3)根據(jù)人工采集的交通事故信息，道路擁堵情況信息等動態(tài)交通信息，計算出道路的通行能力C;
4)整合由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息計算出道路的行車 速度Vs，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度V。，由 CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的道路平均車速Ve，和由人工采集的動態(tài)交通信息， 計算出道路的通行能力C;轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況信息S;其公式為
S=Vf/(C*(Ks*Vs+K。*V。+Ke*Vc》 其中Vf為車輛在路段上自由行駛的速度，Ks， K。， Ke分別為由SCATS信號控 制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重和 由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重。
在所述的步驟(4)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實現(xiàn) 方法為以導航路徑的實際長短作為評價路徑好壞的標準，使用包括Dijkstra算 法，A*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終點的最短路徑。
在所述的步驟(6)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實現(xiàn) 方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價路徑好壞的標 準，使用包括Dijkstra算法，Af算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終點 的最短路徑。
在所述的步驟(7)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實現(xiàn) 方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價路徑好壞的標 準，使用包括Dijkstra算法，.八*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終點 的最短路徑。
與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是-
能夠處理和整合來自多個信息源的動態(tài)交通信息，形成道路的實際通行狀 況。規(guī)劃出行駛時間更短，更符合實際情況的路徑。因此能夠規(guī)避發(fā)生交通事 故的道路和交通擁擠的道路等情況。
圖l是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖。
圖2是來自多信息源的動態(tài)交通信息的示意圖。
圖3是接受動態(tài)信息方法的示意圖。
圖4是規(guī)劃僅基于靜態(tài)道路信息的路徑的示意圖。
圖5是規(guī)劃僅基于動態(tài)道路信息的路徑的示意圖。
圖6是規(guī)劃基于靜態(tài)道路信息和動態(tài)道路信息的混合路徑的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明用于車輛導航系統(tǒng)之中，圖1是本發(fā)明的流程圖，具體實施方法的 步驟如下-
(1) 接收來自多個信息源的動態(tài)交通信息；
(2) 對來自多信息源的動態(tài)信息進行處理和整合，轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況
I 口 't!、，
(3) 由所有路段組成靜態(tài)道路網(wǎng)，由帶有動態(tài)道路通行狀況信息的路段組成 動態(tài)道路網(wǎng)；
(4) 如果用戶選擇只使用靜態(tài)交通路網(wǎng)信息進行導航，則在靜態(tài)道路網(wǎng)上僅 使用靜態(tài)道路信息，規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑；
(5) 如果用戶選擇使用動態(tài)交通信息進行導航，則使用動態(tài)交通信息和靜態(tài) 道路信息相結(jié)合進行導航；
(6) 在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況 信息可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息規(guī)劃出動 態(tài)道路網(wǎng)上從起點到終點的導航路徑；
(7) 在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況 信息不可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息對靜態(tài) 道路信息進行加權(quán)，沒有動態(tài)道路通行狀況信息的道路不變，然后使用加權(quán)后 的道路信息在靜態(tài)道路網(wǎng)上規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑。
本方法采用的動態(tài)交通信息來自多個信息源，如圖2所示。其中動態(tài)交通 信息包括
(1) 由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信
息；
(2) 由OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息；
(3) 由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的道路平均車速，排隊長度等動態(tài)交通信
息；
(4) 由人工采集的交通事故信息，道路擁堵情況信息等動態(tài)交通信息。 如圖3所示，來自多個信息源的動態(tài)交通信息的接受方法包括
(1) 通過電視廣播信號進行廣播式的發(fā)送，如圖3a所示；
(2) 通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行交互式的發(fā)送，如圖3b所示。
對于來自多信息源的動態(tài)信息需要進行處理和整合，轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行 狀況信息，其步驟如下
(l)根據(jù)SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信息計算出道路的行車速度vs;
(2) 根據(jù)OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度
v0;
(3) 根據(jù)人工采集的交通事故信息，道路擁堵情況信息等動態(tài)交通信息，計 算出道路的通行能力C;
(4) 整合由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息計算出道路的行車速度 Vs，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度V。，由CITILOG 視頻檢測系統(tǒng)采集的道路平均車速Vc，和由人工釆集的動態(tài)交通信息，計算出
道路的通行能力C;轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況信息S;其公式為
S=Vf/(C*(Ks*Vs+K0*V0+Kc*Vc)) 其中Vf為車輛在路段上自由行駛的速度，Ks， K。， K。分別為由SCATS信號控 制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重和 由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重。
圖4描述了步驟(4)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實 現(xiàn)方法為以導航路徑的實際長短作為評價路徑好壞的標準，使用包括Dijkstra 算法，八*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終點的最短路徑。在圖中， 從起點到終點有三條路徑，分別為-
路徑l: 1， 4， 5， 11; 路徑2: 1， 3， 6， 10， 11; 路徑3: 2， 7， 8， 9， 11。
三條路徑的實際長度分別為-
路徑1: 2 + 8+14 + 4 = 28;
路徑2: 2 + 5 + 4 + 8 + 4=19;
路徑3: 5 + 5 + 5 + 7 + 4 = 26。 因此選擇路徑2作為導航路徑。
圖5描述了步驟(6)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實 現(xiàn)方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價路徑好壞的 標準，使用包括Dijkstm算法，厶*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終 點的最快路徑。在圖中，路段3， 6， IO沒有通行狀況信息，因此只在其他有動 態(tài)信息的路網(wǎng)上規(guī)劃路徑。其中從起點到終點有兩條路徑，分別為
路徑l: 1， 4， 5， H;
路徑2: 2， 7， 8， 9， 11。兩條路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短為
路徑1: 2x0.5 + 8xl + 14x0.8 + 4xl = 24.2; 路徑2: 5xl + 5x1.1 + 5xl + 7x1.2 + 4xl =27.9。
因此選擇路徑1作為導航路徑。由此可見，雖然路徑1的實際長度比較短，但 由于交通擁擠，實際的通行狀況并不好，因此選擇通行狀況比較好的路徑1作 為導航路徑?？梢姳痉椒梢酝ㄟ^動態(tài)交通信息尋找到實際通行比較好的路徑。
圖6描述了步驟(7)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實 現(xiàn)方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價路徑好壞的 標準，使用包括Dijkstra算法，八*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終 點的最短路徑。在圖中，由于路段3， 4， 7沒有通行狀況信息，因此無法僅使 用動態(tài)信息規(guī)劃出從起點到終點的路徑。在靜態(tài)路網(wǎng)上，從起點到終點有三條 路徑，分別為
路徑1: 1， 4， 5， 11;
路徑2: 1， 3， 6， 10， 11;
路徑3: 2， 7， 8， 9， 11。 三條路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短為
路徑1: 2x0.5 + 8xl + 14x0.8 + 4x1 =24.2;
路徑2: 2x0.5 + 5xl + 4x0.8 + 8x0.5 + 4xl =17.2;
路徑3: 5xl + 5x1 + 5x1 +7x1.2 + 4x1 =27.4。 因此選擇路徑2作為導航路徑。
總之，通過如上方法，可以很好的規(guī)劃出基于多信息源的動態(tài)交通信息的 車輛導航路徑。
權(quán)利要求
1. 一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方法，該方法的步驟如下(1)接收來自多個信息源的動態(tài)交通信息；(2)對來自多信息源的動態(tài)信息進行處理和整合，轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況信息；(3)由所有路段組成靜態(tài)道路網(wǎng)，由帶有動態(tài)道路通行狀況信息的路段組成動態(tài)道路網(wǎng)；(4)如果用戶選擇只使用靜態(tài)交通路網(wǎng)信息進行導航，則在靜態(tài)道路網(wǎng)上僅使用靜態(tài)道路信息，規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑；(5)如果用戶選擇使用動態(tài)交通信息進行導航，則使用動態(tài)交通信息和靜態(tài)道路信息相結(jié)合進行導航；(6)在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況信息可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息規(guī)劃出動態(tài)道路網(wǎng)上從起點到終點的導航路徑；(7)在步驟(5)所述的情況下，如果在動態(tài)道路網(wǎng)上，使用動態(tài)道路通行狀況信息不可以規(guī)劃出從起點到終點的路徑，則使用動態(tài)道路通行狀況信息對靜態(tài)道路信息進行加權(quán)，沒有動態(tài)道路通行狀況信息的道路不變，然后使用加權(quán)后的道路信息在靜態(tài)道路網(wǎng)上規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方 法，其特征在于在所述的步驟(l)中所接收的來自多個信息源的動態(tài)交通信息， 包括由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信息； 由OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息；由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的道路平均車速，排隊長度等動態(tài)交通信息; 由人工采集的交通事故信息，道路擁堵情況信息等動態(tài)交通信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方法，其特征在于在所述的步驟(l)中的接收來自多個信息源的動態(tài)交通信息的 方法，包括通過電視廣播信號進行廣播式的發(fā)送；通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行交互式的發(fā)送。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方法，其特征在于在所述的步驟(2)中對來自多信息源的動態(tài)信息進行處理和整 合，轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況信息的方法，其步驟如下-1) 根據(jù)SCATS信號控制系統(tǒng)采集的道路車流量和車流飽和度等動態(tài)交通信息計算出道路的行車速度vs;2) 根據(jù)OD系統(tǒng)采集的行程時間等動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度V0;3) 根據(jù)人工采集的交通事故信息，道路擁堵情況信息等動態(tài)交通信息，計算 出道路的通行能力C;4) 整合由SCATS信號控制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息計算出道路的行車 速度Vs，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息，計算出道路的行車速度V。，由 CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的道路平均車速Ve，和由人工采集的動態(tài)交通信息，計算出道路的通行能力C;轉(zhuǎn)化成動態(tài)道路通行狀況信息S;其公式為S=Vf/(C*(Ks*Vs+K0*V0+Kc*Vc))其中Vf為車輛在路段上自由行駛的速度，Ks， K。， Kc分別為由SCATS信 號控制系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重，由OD系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán) 重和由CITILOG視頻檢測系統(tǒng)采集的動態(tài)交通信息的權(quán)重。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方 法，其特征在于在所述的步驟(4)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的 方法，其實現(xiàn)方法為以導航路徑的實際長短作為評價路徑好壞的標準，使用 包括Dijkstm算法，八*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出從起點到終點的最短路徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方 法，其特征在于在所述的步驟(6)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的方法，其實現(xiàn)方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價路徑好壞的標準，使用包括Dijkstra算法，Af算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出 從起點到終點的最短路徑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方 法，其特征在于在所述的步驟(7)中所述的規(guī)劃出從起點到終點的導航路徑的 方法，其實現(xiàn)方法為以導航路徑中各個路段的加權(quán)長度總和的長短作為評價 路徑好壞的標準，使用包括Dijkstra算法，八*算法在內(nèi)的最短路徑方法規(guī)劃出 從起點到終點的最短路徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多信息源的動態(tài)交通信息的車輛導航方法。通過處理和整合來自多個信息源的動態(tài)交通信息，形成道路的實際通行狀況。根據(jù)用戶的選擇，使用靜態(tài)交通信息和動態(tài)交通信息的不同組合，提供給用戶三種不同的導航路徑。能夠處理和整合來自多個信息源的動態(tài)交通信息，形成道路的實際通行狀況。規(guī)劃出行駛時間更短，更符合實際情況的路徑。因此能夠規(guī)避發(fā)生交通事故的道路和交通擁擠的道路等情況。
文檔編號G08G1/0969GK101441817SQ20081016343
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者磊 姚, 敏 李, 銘 蔡 申請人:浙江中天信息技術(shù)有限公司