CN102819962B - 基于数字地图的城市交通流网络并行信息*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，以LBS***为框架，以浏览器和安卓应用为展示平台，其中包括有：定位服务模块，为路况服务模块和路径规划服务模块提供定位参数；路况服务模块，接收定位服务模块提供的定位信息，将所在城市区域的路况信息呈现在数字地图上；路径规划服务模块，根据用户的请求，在起点和终点之间或者当前位置定位和目的地之间进行路径选择服务，实现两地之间的最优路径选择；交通信息预测模块，是对交通路况信息预测的核心程序。其优点是：本发明中的路况服务可以全面的、精确的呈现城市的道路情况；路径规划服务综合考虑实时路况和预测路况，能够比较准确的规划出最优的路径。

Description

基于数字地图的城市交通流网络并行信息***

技术领域

本发明涉及一种基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，用于城市交通信息的服务应用。

背景技术

如今，城市的交通状况日益恶化，道路经常堵塞、车辆拥挤、交通事故发生率居高不下，给广大出行者带来了不便。于是，如何提前知道道路的路况信息，以及知道一条最佳的路径成为出行者的迫切需求。目前，在数字地图上显示城市路况信息，以及根据出发地和目的地在数字地图上规划出合适的路径已经成为一种趋势。但是路况信息都是以定性的方式显示在数字地图上，这种方式将交通流信息划分的比较粗糙，并不能较准确的反映道路上的拥挤情况；路径的规划则是根据当前实时路况进行规划，没有考虑未来路况因素对路径规划的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数字地图的城市交通流网络并行信息***。本发明所要解决的主要问题在于，可以在数字地图上定性的、定量的显示实时的以及未来某个时间的城市交通路况信息；路径规划模块根据实时和预测的路况信息规划出最优路径，在手机应用端，根据实时定位和实时路况动态的权衡和修改路径。

按照本发明提供的技术方案，所述基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，包括Web应用服务器、客户端和数据库，以LBS地理位置服务***为框架，客户端向Web应用服务器发送请求，Web应用服务器接收并解析请求，从数据库取出相应的数据经过处理和计算，将结果返还给客户端；其特征是：所述客户端包括浏览器端和手机应用端，所述Web应用服务器包括：定位服务模块、路况服务模块、路径规划服务模块、交通信息预测模块，所述定位服务模块为路况服务模块和路径规划服务模块提供定位参数；路况服务模块接收定位服务模块提供的定位信息，将所在城市或区域的路况信息呈现在数字地图上；路径规划服务模块根据用户的请求，在起点和终点之间或者当前位置定位和目的地之间进行路径选择服务，实现两地之间的最优路径选择；交通信息预测模块根据路径规划服务模块和路况服务模块所发送的预测请求进行分析和计算，对未来所请求时刻的交通信息进行预测，并返回相关的交通信息进行路况呈现和路径规划，同时将预测的交通信息存入预测交通流信息数据库以备使用，所述预测请求包括路段和时间；所述数据库包括数字地图数据库、IP地址数据库、实时交通流信息数据库和预测交通流信息数据库。

所述定位服务模块对用户进行定位，浏览器用户能定位到当前城市，手机应用端用户能定位到手机当前所处的区域。

所述路况服务模块根据定位服务模块提供的当前所在城市或区域，从实时交通流信息数据库和预测交通流信息数据库中取出相关的路况数据，定性的、定量的、多属性的将路况信息显示在数字地图上；所述定性的显示路况信息，是指路况服务模块根据包括平均车速、车流量、空间占有率、时间占有率、排队长度、车间距在内的车流量信息计算出道路的拥堵情况，并将道路的拥堵程度分为畅通、缓行、拥挤、堵塞四个等级，根据不同的等级在数字地图上绘制出不同的路况颜色；所述定量的显示路况信息，是指路况服务模块能够将具体的车流量信息、天气信息、道路信息、交通信号信息呈现在数字地图上；所述多属性的显示路况信息，是指路况服务模块能够将事故、交通管制信息呈现在数字地图上。

所述路况服务模块包括定性路况信息显示模块、定量路况信息显示模块、多属性路况信息显示模块，所述定量路况信息显示模块的工作流程为：用户请求路段上某点q的具体路况信息，客户端将提交请求到Web应用服务器，其中包括时间标签和经纬度坐标；Web应用服务器收到请求并解析经纬度坐标和时间标签，并将点q定位到它所在的路段L；判断时间标签是否大于0，如果时间标签等于0，则从实时交通流信息数据库中取出路段L的具体路况信息；如果时间标签大于0，则根据时间标签从预测交通流信息数据库中取出路段L的具体路况信息；最后Web应用服务器将查询出的路况信息发送给客户端，客户端绘制出覆盖图层显示定量的路况信息。

所述路径服务模块的工作流程为：接收客户端发送的路径规划请求，其中包括起点和终点的经纬度坐标，以及服务类型；然后将起点的坐标转化为起点沿着道路方向的下一个路口S，将终点的坐标转化为终点沿着道路方向的上一个路口E；根据最优路径算法求出路口S到路口E的最优路径Path，最终规划出的最优路径为：起点到路口S的路段序列、Path和路口E到终点的路段序列；最后将最优路径、花费时间和路径长度的数据返还给客户端；客户端绘制出最优路径覆盖层，显示给用户。

所述最优路径算法为：以路口S和路口E连接线段为矩形中轴线上的一部分，来确定一个矩形范围R，将R内的路口加入到集合M中；判断服务类型是否为时间最短类型，如果是，则初始化集合M中路口V到其相邻路口A的权值，路口V的相邻路口A是指从路口V的任意一条路出发，能够到达的最近路口，所述权值采用从路口V到路口A的花费时间；如果服务类型不是时间最短类型，则为距离最短类型，初始化集合M中路口V到相邻路口A的权值为两个路口之间的距离长度；最后根据Dijkstra算法以路口S为起始点，路口E为终点选出一条最优路径Path。

所述从路口V到路口A的花费时间是两个路口之间路段的长度和该路段预测的平均速度的比值之和，如路口V到路口A有n个路段组成，分别为L1,L2,……,Ln, 起始路口S到达路口V的时间为t，从预测交通流信息数据库中取出t时刻路段L1的平均速度V1和路段L1的长度S1，则通过路段L1的时间为T1=S1/V1；然后，从预测交通流信息数据库中取出t+T1时刻路段L2的平均速度V2和路段L2的长度S2，则通过路段L2的时间为T2=S2/V2；以此类推，得到路口V到路口A的花费时间为T1+T2+……+Tn，Tn为通过路段Ln的时间。

本发明的有益效果在于：本发明提供的基于数字地图的城市交通流网络并行信息***与方法，路况服务比较全面的、精确的呈现城市的道路情况，人们可以更多的掌握路况信息，以便决策如何出行；路径规划服务能够准确的规划出最优的路径，可以帮助人们决策出行路线，避免了道路的过度拥挤，对整个城市的交通管理和环境带来了益处。

附图说明

图1是本发明城市交通流网络并行信息***的总体结构设计图。

图2是图1中路况服务模块的结构示意图。

图3是图2中定量路况信息显示模块的工作示意图。

图4是图3中步骤（2）的流程图。

图5是图1中路径规划服务模块的工作示意图。

图6是图5中步骤（2）的流程图。

图7是图6中最优路径算法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明以LBS（Location Based Service）***为框架，并行分析、展示与应用城市交通流网络信息，尤其是基于数字地图定量、多属性的显示实时和预测的路况信息，并根据实时的、预测的交通路况信息动态地规划出最佳路径。

如图1所示，图1是本发明城市交通流网络并行信息***的总体结构设计图。主要包括客户端1、Web应用服务器2和数据库端3。其中客户端1包括浏览器端10和手机应用端11（安装在手机操作***上的客户端软件，平板电脑或其他智能终端类同，为表述方便，统称手机应用端），用来作为该***的展示平台。Web应用服务器2包括定位服务模块20、路况服务模块21、路径服务模块22和交通信息预测模块23。其中，定位服务模块20，对用户进行定位，浏览器用户可以定位到当前城市，安卓用户可以定位到当前所处的区域，为路况服务模块和路径规划服务模块提供定位参数；路况服务模块21，接收定位服务模块提供的定位信息，根据定位服务提供的当前所在城市区域，从交通流数据库中取出相关的路况数据，定性的，定量的，多属性的将路况信息绘制在数字地图上；路径服务模块22，根据用户的请求，在起点和终点之间或者当前位置定位和目的地之间（手机应用端）基于当前实时路况以及未来预测路况进行路径选择服务，实现两地之间的最优路径选择。在手机应用端，***动态的根据当前实时定位和实时路况权衡和修改路径；交通信息预测模块23，根据路径服务和路况服务所发送的预测请求（包括路段和时间），结合影响交通流多种因素的分析和计算，完成对未来某时刻的交通信息进行预测，返回相关的交通信息进行路况呈现和路径规划，同时将预测的信息存入预测交通流数据库以备使用。是连接请求路况和路径规划服务与数据库之间的纽带，是对交通路况信息预测的核心程序。数据库端3包括数字地图数据库30、IP地址数据库31、实时交通流信息数据库32和预测交通流信息数据库33。客户端1向Web应用服务器2发送请求，Web应用服务器2接收并解析请求，从数据库端3取出相应的数据经过处理和计算，将结果返还给客户端1。

如图2所示，其为图1中的路况服务模块21的结构示意图。它包括定性路况信息显示模块210、定量路况信息显示模块211、多属性路况信息显示模块212。所谓定性的显示路况信息，是指该模块根据车流量信息（包括平均车速、车流量、空间占有率、时间占有率、排队长度、车间距）权衡出道路的拥挤情况，并将道路的拥堵程度分为畅通、缓行、拥挤、堵塞（事故或交通管制等）四个等级，根据不同的等级在数字地图上绘制出不同的路况颜色；所谓定量的显示路况信息，是指该模块可以将具体的车流量信息、天气信息、道路信息、交通信号信息等呈现在数字地图；所谓多属性的显示路况信息，是指该模块将事故、交通管制等信息呈现在数字地图上。其中定量路况信息显示模块211的工作方法如图3、4所示，用户请求路段上某点q的具体路况信息，客户端将提交请求到服务器，其中包括时间标签和经纬度坐标。服务器收到请求并解析经纬度坐标和时间标签（步骤S11），根据相应算法将q点定位到它所在的路段L（步骤S12）。判断时间标签是否大于0（步骤S13），如果时间标签等于0，则从实时交通流数据库中取出路段L的具体路况信息（步骤S14）；如果时间标签大于0，则根据时间标签从预测交通流数据库中取出路段L的具体路况信息（步骤S15）。最后服务器将查询出的路况信息发送给客户端，客户端绘制出覆盖图层显示定量的路况信息。

如图5所示为图1中的路径服务模块22的工作示意图。结合图6和图7说明如下。如图6，用户通过选择起点和终点，客户端1向Web应用服务器2发送路径规划的请求，其中包括起点和终点的经纬度坐标，以及服务类型。路径服务模块22接收到客户端1提交的请求以及相应的参数（步骤S21），然后将起点的坐标转化为起点沿着道路方向的下一个路口S，将终点的坐标转化为终点沿着道路方向的上一个路口E（步骤S22）。根据最优路径算法求出路口S到路口E的最优路径Path（步骤S23）。最终规划出的最优路径为起点到路口S的路段序列、Path和路口E到终点的路段序列（步骤S24）。最后将最优路径的序列、花费时间和路径长度等数据返还给客户端1（步骤S25）。客户端1接收到最优路径的数据，绘制出最优路径覆盖层，显示给用户。

最优路径算法，如图7所示，以路口S和路口E连接线段为矩形中轴线上的一部分，来确定一个矩形范围R，将R内的路口加入到集合M中（步骤S31）。判断服务类型是否为时间最短类型（步骤32），如果是，初始化集合M中路口V到其相邻路口A（从路口V的任意一条路出发，能够到达的最近路口）的权值，权值采用从路口V到路口A的花费时间，而花费时间是根据两个路口之间路段的长度和该路段预测的平均速度的比值之和。例如，路口V到路口A有n个路段组成，分别为L1,L2,……,Ln, 起始路口S到达路口V的时间为t，从预测交通流信息数据库33中取出t时刻路段L1的平均速度V1和路段L1的长度S1, 则通过路段L1的时间为T1=S1/V1。然后，从预测交通流信息数据库33中取出t+T1时刻路段L2的平均速度V2和路段L2的长度S2, 则通过路段L2的时间为T2=S2/V2。以此类推，则路口V到路口A的权值为T1+T2+……+Tn（步骤33）。如果服务类型不是时间最短类型，则为距离最短类型，初始化集合M中路口V到其相邻路口A的权值为两个路口之间的距离长度（步骤34）。根据Dijkstra算法以路口S为起始点，路口E为终点选出一条最优路径Path（步骤S35）。

客户端中的手机应用端11，从提交路径服务请求后，每隔一段时间t向服务器端发送一次请求，将现在的位置、终点和服务类型提交到服务器，路径服务模块22再根据客户端提交的参数和已经变化了的路况数据重新规划出一条最优路径，以便给用户提供更精准的最优路线，让用户避开拥挤路段，更快的到达目的地。

Claims (5)

1.基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，包括Web应用服务器（2）、客户端（1）和数据库（3），以LBS地理位置服务***为框架，客户端（1）向Web应用服务器（2）发送请求，Web应用服务器（2）接收并解析请求，从数据库（3）取出相应的数据经过处理和计算，将结果返还给客户端（1）；其特征是：所述客户端（1）包括浏览器端（10）和手机应用端（11），所述Web应用服务器（2）包括：定位服务模块（20）、路况服务模块（21）、路径规划服务模块（22）、交通信息预测模块（23），所述定位服务模块（20）为路况服务模块（21）和路径规划服务模块（22）提供定位参数；路况服务模块（21）接收定位服务模块（20）提供的定位信息，将所在城市或区域的路况信息呈现在数字地图上；路径规划服务模块（22）根据用户的请求，在起点和终点之间或者当前位置定位和目的地之间进行路径选择服务，实现两地之间的最优路径选择；交通信息预测模块（23）根据路径规划服务模块（22）和路况服务模块（21）所发送的预测请求进行分析和计算，对未来所请求时刻的交通信息进行预测，并返回相关的交通信息进行路况呈现和路径规划，同时将预测的交通信息存入预测交通流信息数据库（33）以备使用，所述预测请求包括路段和时间；所述数据库（3）包括数字地图数据库（30）、IP地址数据库（31）、实时交通流信息数据库（32）和预测交通流信息数据库（33）；

所述路况服务模块（21）根据定位服务模块（20）提供的当前所在城市或区域，从实时交通流信息数据库（32）和预测交通流信息数据库（33）中取出相关的路况数据，定性的、定量的、多属性的将路况信息显示在数字地图上；所述定性的显示路况信息，是指路况服务模块（21）根据包括平均车速、车流量、空间占有率、时间占有率、排队长度、车间距在内的车流量信息计算出道路的拥堵情况，并将道路的拥堵程度分为畅通、缓行、拥挤、堵塞四个等级，根据不同的等级在数字地图上绘制出不同的路况颜色；所述定量的显示路况信息，是指路况服务模块（21）能够将具体的车流量信息、天气信息、道路信息、交通信号信息呈现在数字地图上；所述多属性的显示路况信息，是指路况服务模块（21）能够将事故、交通管制信息呈现在数字地图上；

所述路况服务模块（21）包括定性路况信息显示模块（210）、定量路况信息显示模块（211）、多属性路况信息显示模块（212），所述定量路况信息显示模块（211）的工作流程为：用户请求路段上某点q的具体路况信息，客户端（1）将提交请求到Web应用服务器（2），其中包括时间标签和经纬度坐标；Web应用服务器（2）收到请求并解析经纬度坐标和时间标签，并将点q定位到它所在的路段L；判断时间标签是否大于0，如果时间标签等于0，则从实时交通流信息数据库（32）中取出路段L的具体路况信息；如果时间标签大于0，则根据时间标签从预测交通流信息数据库（33）中取出路段L的具体路况信息；最后Web应用服务器（2）将查询出的路况信息发送给客户端（1），客户端（1）绘制出覆盖图层显示定量的路况信息。

2.如权利要求1所述的基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，其特征是，所述定位服务模块（20）对用户进行定位，浏览器用户能定位到当前城市，手机应用端用户能定位到手机当前所处的区域。

3.如权利要求1所述的基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，其特征是，所述路径规划服务模块（22）的工作流程为：接收客户端（1）发送的路径规划请求，其中包括起点和终点的经纬度坐标，以及服务类型；然后将起点的坐标转化为起点沿着道路方向的下一个路口S，将终点的坐标转化为终点沿着道路方向的上一个路口E；根据最优路径算法求出路口S到路口E的最优路径Path，最终规划出的最优路径为：起点到路口S的路段序列、Path和路口E到终点的路段序列；最后将最优路径、花费时间和路径长度的数据返还给客户端（1）；客户端（1）绘制出最优路径覆盖层，显示给用户。

4.如权利要求3所述的基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，其特征是，所述最优路径算法为：以路口S和路口E连接线段为矩形中轴线上的一部分，来确定一个矩形范围R，将R内的路口加入到集合M中；判断服务类型是否为时间最短类型，如果是，则初始化集合M中路口V到其相邻路口A的权值，路口V的相邻路口A是指从路口V的任意一条路出发，能够到达的最近路口，所述权值采用从路口V到路口A的花费时间；如果服务类型不是时间最短类型，则为距离最短类型，初始化集合M中路口V到相邻路口A的权值为两个路口之间的距离长度；最后根据Dijkstra算法以路口S为起始点，路口E为终点选出一条最优路径Path。

5.如权利要求4所述的基于数字地图的城市交通流网络并行信息***，其特征是，所述从路口V到路口A的花费时间是两个路口之间路段的长度和该路段预测的平均速度的比值之和，路口V到路口A由n个路段组成，分别为L1,L2,……,Ln, 起始路口S到达路口V的时间为t，从预测交通流信息数据库（33）中取出t时刻路段L1的平均速度V1和路段L1的长度S1，则通过路段L1的时间为T1=S1/V1；然后，从预测交通流信息数据库（33）中取出t+T1时刻路段L2的平均速度V2和路段L2的长度S2，则通过路段L2的时间为T2=S2/V2；以此类推，得到路口V到路口A的花费时间为T1+T2+……+Tn，Tn为通过路段Ln的时间。

Images