CN101441817A - 一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法 - Google Patents

一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法。通过处理和整合来自多个信息源的动态交通信息，形成道路的实际通行状况。根据用户的选择，使用静态交通信息和动态交通信息的不同组合，提供给用户三种不同的导航路径。能够处理和整合来自多个信息源的动态交通信息，形成道路的实际通行状况。规划出行驶时间更短，更符合实际情况的路径。因此能够规避发生交通事故的道路和交通拥挤的道路等情况。

Description

一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法
技术领域
本发明涉及车辆进行导航的方法，尤其是涉及一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法。
背景技术
城市交通问题是本世纪以来，工业发达国家一直为之困扰的问题。当前，我国城市的经济贸易和社会活动日益繁忙，城市交通发生了前所未有的迅速增长，传统的道路交通设施已经不能适应现代社会的需要。我国城市特别是大城市的交通问题极其严重，如果不能得到有效解决和根本治理，必将对我国经济的持续、快速、健康发展构成严重威胁。为了解决我国的城市交通问题，改善城市交通***的性能，一方面需要通过改造路网***、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的“硬件”设施来实现；另一方面需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。
传统的仅仅基于道路拓扑结构进行车辆导航的方法，不能反映道路的真实通行情况。比如在行车高峰期或者发生交通事故的情况下，有些路段会有堵车现象，而仅仅基于道路拓扑结构的导航无法对这样的路段进行规避；再比如在行车高峰期，交警部门会通过临时的禁止通行，临时禁止转向或临时变道等道路变化手段对交通进行疏导。仅仅基于道路拓扑结构的导航同样不能对这样的变化进行及时的反应，从而导致规划出的导航路径并不具有可行性。
传统的仅仅基于单一信息源的动态交通信息的导航方法，由于信息单一，不能完全反映道路的真实通行状况，因此规划出的车辆导航路径的准确度相对并不高。同时单一信息源的动态交通信息的覆盖率一般也相对比较低。因此相对来说可以利用的动态交通信息也比较少，这也影响了规划出的动态车辆导航路径的质量，从而影响导航的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法。整合来自多信息采集源的动态交通信息，并生成可以作用于静态道路信息的权重值，并对车辆进行实时导航的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的步骤如下：
(1)接收来自多个信息源的动态交通信息；
(2)对来自多信息源的动态信息进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息；
(3)由所有路段组成静态道路网，由带有动态道路通行状况信息的路段组成动态道路网；
(4)如果用户选择只使用静态交通路网信息进行导航，则在静态道路网上仅使用静态道路信息，规划出从起点到终点的导航路径；
(5)如果用户选择使用动态交通信息进行导航，则使用动态交通信息和静态道路信息相结合进行导航；
(6)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息规划出动态道路网上从起点到终点的导航路径；
(7)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息不可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息对静态道路信息进行加权，没有动态道路通行状况信息的道路不变，然后使用加权后的道路信息在静态道路网上规划出从起点到终点的导航路径。
在所述的步骤(1)中所接收的来自多个信息源的动态交通信息，包括：
由SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息；由OD***采集的行程时间等动态交通信息；由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速，排队长度等动态交通信息；由人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息。
在所述的步骤(1)中的接收来自多个信息源的动态交通信息的方法，包括：
通过电视广播信号进行广播式的发送；通过有线或无线网络进行交互式的发送。
在所述的步骤(2)中对来自多信息源的动态信息进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息的方法，其步骤如下：
1)根据SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息计算出道路的行车速度Vs；
2)根据OD***采集的行程时间等动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo；
3)根据人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息，计算出道路的通行能力C；
4)整合由SCATS信号控制***采集的动态交通信息计算出道路的行车速度Vs，由OD***采集的动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo，由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速Vc，和由人工采集的动态交通信息，计算出道路的通行能力C；转化成动态道路通行状况信息S；其公式为：
S＝Vf/(C*(Ks*Vs+Ko*Vo+Kc*Vc))
其中Vf为车辆在路段上自由行驶的速度，Ks，Ko，Kc分别为由SCATS信号控制***采集的动态交通信息的权重，由OD***采集的动态交通信息的权重和由CITILOG视频检测***采集的动态交通信息的权重。
在所述的步骤(4)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径的实际长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
在所述的步骤(6)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
在所述的步骤(7)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
能够处理和整合来自多个信息源的动态交通信息，形成道路的实际通行状况。规划出行驶时间更短，更符合实际情况的路径。因此能够规避发生交通事故的道路和交通拥挤的道路等情况。
附图说明
图1是本发明的实现流程图。
图2是来自多信息源的动态交通信息的示意图。
图3是接受动态信息方法的示意图。
图4是规划仅基于静态道路信息的路径的示意图。
图5是规划仅基于动态道路信息的路径的示意图。
图6是规划基于静态道路信息和动态道路信息的混合路径的示意图。
具体实施方式
本发明用于车辆导航***之中，图1是本发明的流程图，具体实施方法的步骤如下：
(1)接收来自多个信息源的动态交通信息；
(2)对来自多信息源的动态信息进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息；
(3)由所有路段组成静态道路网，由带有动态道路通行状况信息的路段组成动态道路网；
(4)如果用户选择只使用静态交通路网信息进行导航，则在静态道路网上仅使用静态道路信息，规划出从起点到终点的导航路径；
(5)如果用户选择使用动态交通信息进行导航，则使用动态交通信息和静态道路信息相结合进行导航；
(6)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息规划出动态道路网上从起点到终点的导航路径；
(7)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息不可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息对静态道路信息进行加权，没有动态道路通行状况信息的道路不变，然后使用加权后的道路信息在静态道路网上规划出从起点到终点的导航路径。
本方法采用的动态交通信息来自多个信息源，如图2所示。其中动态交通信息包括：
(1)由SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息；
(2)由OD***采集的行程时间等动态交通信息；
(3)由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速，排队长度等动态交通信息；
(4)由人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息。
如图3所示，来自多个信息源的动态交通信息的接受方法包括：
(1)通过电视广播信号进行广播式的发送，如图3a所示；
(2)通过有线或无线网络进行交互式的发送，如图3b所示。
对于来自多信息源的动态信息需要进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息，其步骤如下：
(1)根据SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息计算出道路的行车速度Vs；
(2)根据OD***采集的行程时间等动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo；
(3)根据人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息，计算出道路的通行能力C；
(4)整合由SCATS信号控制***采集的动态交通信息计算出道路的行车速度Vs，由OD***采集的动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo，由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速Vc，和由人工采集的动态交通信息，计算出道路的通行能力C；转化成动态道路通行状况信息S；其公式为：
S＝Vf/(C*(Ks*Vs+Ko*Vo+Kc*Vc))
其中Vf为车辆在路段上自由行驶的速度，Ks，Ko，Kc分别为由SCATS信号控制***采集的动态交通信息的权重，由OD***采集的动态交通信息的权重和由CITILOG视频检测***采集的动态交通信息的权重。
图4描述了步骤(4)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径的实际长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。在图中，从起点到终点有三条路径，分别为：
路径1：1，4，5，11；
路径2：1，3，6，10，11；
路径3：2，7，8，9，11。
三条路径的实际长度分别为：
路径1：2+8+14+4＝28；
路径2：2+5+4+8+4＝19；
路径3：5+5+5+7+4＝26。
因此选择路径2作为导航路径。
图5描述了步骤(6)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最快路径。在图中，路段3，6，10没有通行状况信息，因此只在其他有动态信息的路网上规划路径。其中从起点到终点有两条路径，分别为：
路径1：1，4，5，11；
路径2：2，7，8，9，11。
两条路径中各个路段的加权长度总和的长短为：
路径1：2×0.5+8×1+14×0.8+4×1＝24.2；
路径2：5×1+5×1.1+5×1+7×1.2+4×1＝27.9。
因此选择路径1作为导航路径。由此可见，虽然路径1的实际长度比较短，但由于交通拥挤，实际的通行状况并不好，因此选择通行状况比较好的路径1作为导航路径。可见本方法可以通过动态交通信息寻找到实际通行比较好的路径。
图6描述了步骤(7)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。在图中，由于路段3，4，7没有通行状况信息，因此无法仅使用动态信息规划出从起点到终点的路径。在静态路网上，从起点到终点有三条路径，分别为：
路径1：1，4，5，11；
路径2：1，3，6，10，11；
路径3：2，7，8，9，11。
三条路径中各个路段的加权长度总和的长短为：
路径1：2×0.5+8×1+14×0.8+4×1＝24.2；
路径2：2×0.5+5×1+4×0.8+8×0.5+4×1＝17.2；
路径3：5×1+5×1+5×1+7×1.2+4×1＝27.4。
因此选择路径2作为导航路径。
总之，通过如上方法，可以很好的规划出基于多信息源的动态交通信息的车辆导航路径。

Claims (7)

1.一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，该方法的步骤如下：
(1)接收来自多个信息源的动态交通信息；
(2)对来自多信息源的动态信息进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息；
(3)由所有路段组成静态道路网，由带有动态道路通行状况信息的路段组成动态道路网；
(4)如果用户选择只使用静态交通路网信息进行导航，则在静态道路网上仅使用静态道路信息，规划出从起点到终点的导航路径；
(5)如果用户选择使用动态交通信息进行导航，则使用动态交通信息和静态道路信息相结合进行导航；
(6)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息规划出动态道路网上从起点到终点的导航路径；
(7)在步骤(5)所述的情况下，如果在动态道路网上，使用动态道路通行状况信息不可以规划出从起点到终点的路径，则使用动态道路通行状况信息对静态道路信息进行加权，没有动态道路通行状况信息的道路不变，然后使用加权后的道路信息在静态道路网上规划出从起点到终点的导航路径。
2.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(1)中所接收的来自多个信息源的动态交通信息，包括：
由SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息；
由OD***采集的行程时间等动态交通信息；
由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速，排队长度等动态交通信息；
由人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(1)中的接收来自多个信息源的动态交通信息的方法，包括：
通过电视广播信号进行广播式的发送；
通过有线或无线网络进行交互式的发送。
4.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(2)中对来自多信息源的动态信息进行处理和整合，转化成动态道路通行状况信息的方法，其步骤如下：
1)根据SCATS信号控制***采集的道路车流量和车流饱和度等动态交通信息计算出道路的行车速度Vs；
2)根据OD***采集的行程时间等动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo；
3)根据人工采集的交通事故信息，道路拥堵情况信息等动态交通信息，计算出道路的通行能力C；
4)整合由SCATS信号控制***采集的动态交通信息计算出道路的行车速度Vs，由OD***采集的动态交通信息，计算出道路的行车速度Vo，由CITILOG视频检测***采集的道路平均车速Vc，和由人工采集的动态交通信息，计算出道路的通行能力C；转化成动态道路通行状况信息S；其公式为：
S＝Vf/(C*(Ks*Vs+Ko*Vo+Kc*Vc))
其中Vf为车辆在路段上自由行驶的速度，Ks，Ko，Kc分别为由SCATS信号控制***采集的动态交通信息的权重，由OD***采集的动态交通信息的权重和由CITILOG视频检测***采集的动态交通信息的权重。
5.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(4)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径的实际长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
6.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(6)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
7.根据权利要求1所述的一种基于多信息源的动态交通信息的车辆导航方法，其特征在于：在所述的步骤(7)中所述的规划出从起点到终点的导航路径的方法，其实现方法为：以导航路径中各个路段的加权长度总和的长短作为评价路径好坏的标准，使用包括Dijkstra算法，A*算法在内的最短路径方法规划出从起点到终点的最短路径。
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