CN2755697Y - 车载信息装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可为出行者提供车辆所处的地理位置、实时诱导路线、实时交通信息查询、地理信息查询、移动通信、上网、报警、请求救援、物流信息、车辆调度等服务的车载信息装置。它包括硬件***：由PC104主板组成的控制模块、由FM接收器和GPRS DTU组成的通信模块、由GPS接收机和陀螺仪组成的定位模块、由显示器组成的显示模块、由触摸屏组成的输入输出模块、及由扬声器组成的声音功能模块；软件***：定位数据接收和处理模块、地图匹配模块、地理信息查询模块、地图基本操作模块、起终点确定模块、小区节点选择和提取模块、最优路径算法模块、路径引导模块、模拟功能模块。

Description

车载信息装置

技术领域

本实用新型涉及车辆上装载的智能化的电子装置，特别是一种可为出行者提供车辆所处的地理位置、实时诱导路线、实时交通信息查询、地理信息查询、移动通信、上网、报警、请求救援、物流信息、车辆调度等服务的车载信息装置。

背景技术

目前，发达国家非常重视开发车载信息装置，现已取得较为丰富的研究成果并形成了日、美、欧三足鼎立的局面。国外总的发展趋势是：车载信息装置已成为车辆必备的辅助装置。

对日本ITS道路交通***起着先驱作用的交通信息服务股份公司从1994年2月开始进行试验性的限定地区的信息服务之后，1995年4月开始正式运营。在先进交通信息服务(ATIS，Advanced Traffic Information service)***中，交通信息利用者与运营ATIS的交通信息服务股份公司签约后，可通过车上装载的导航装置或自己家及办公室的微机，按需要接收多媒体的地图信息和文字信息。在日本出厂的轿车上，车载信息装置的采用率已达到100％，典型的如装备在丰田佳美(TOYOTA CRAMRY)上的一款车载信息装置，它具有车辆的实时GPS定位与路径诱导功能，并能提供相关的交通服务信息。

九十年代初，随着ADVANCE(Advanced Driver and Vehicle Advisory Navigation Concept：先进驾驶员与车辆顾问导航概念)***和佛罗里达州奥兰多市TRAVTEK(是一种道路引导***)***的研究，车载信息装置就已经得到了成功的运用。目前，通用汽车的系列产品上普遍采用的OnStar***是一种集定位、导航、紧急救援、辅助驾驶、远程诊断及各种信息服务于一体的车载信息***，美国的车载信息装置不仅在轿车上，而且在特种车辆、货运、公交等方面也得到很好的应用。

中国智能交通***(ITS)研究与开发尽管起步较晚，但由于受到各级政府的重视，ITS领域研究与开发的速度较快。车载信息装置是实施ITS项目之一——交通流诱导***的重要终端设备，目前我国在车载信息装置的研究与开发方面尚未有定型产品出现，近年来，有几家企业和研究单位曾研制车载导航设备，但这些装置只是具有电子地图基本操作、地理信息查询、车辆定位的功能，均不具备利用实时信息完成实时路线规划、路线引导功能以及智能调度等功能。

综上所述，虽然国外已经在车载信息装置开发方面取得了一定的成果，但是这些车载信息装置的产品的路线规划速度比较慢，不具有实时路径诱导功能，不能适合中国的道路条件、交通条件和驾驶员行为特征；国内在车载信息装置的开发方面还是比较落后，产品只是停留在简单的地图操作、地理信息查询和车辆定位的功能上。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前车载信息装置所存在的上述缺陷开发一种具有地图操作、地理信息查询、车辆GPS/DR组合导航、地图匹配、实时快速路径规划、实时路径引导以及利用GPRS双向通信等多功能的新型车载信息装置。

本实用新型车载信息装置按如下方式实现，硬件***包括：由PC104主板组成的控制模块、由FM接收器和GPRS DTU组成的通信模块、由GPS接收机和陀螺仪组成的定位模块、由显示器组成的显示模块、由触摸屏组成的输入输出模块、及由扬声器组成的声音功能模块，在PC104主板上分别通过串口线连接GPS接收机和陀螺仪、GPRS DTU、FM接收装置，通过在板视频接口连接TFT-LCD显示器，通过音频接口连接USB接口后连接USB音频控制器，通过主板上的输入输出接口连接触摸屏的接口；

软件***包括：定位数据接收和处理模块、地图匹配模块、地理信息查询模块、地图基本操作模块、起终点确定模块、小区节点选择和提取模块、最优路径算法模块、路径引导模块、模拟功能模块。

本实用新型提供适合中国道路条件、交通条件和驾驶员行为特征的车载诱导信息装置，用于地图查询等静态信息服务和车辆的实时定位和导航、实时快速路径规划和路径引导、智能调度以及各种实时动态交通信息服务。该装置的研究和开发是从车辆信息化、智能化的角度解决城市交通问题的一项重要措施。由GPS/GSM/FLEX/INTERNET组成的信息终端向车载信息装置提供实时的车辆定位信息和交通状态信息(指交通流量信息、路况信息、交通事故信息及其它信息经数据处理后得到的一种实用信息)及各种实时的交通服务信息，车载信息装置获得当前交通状态信息和实时定位信息后，在出行者提供目的地前提下，车载信息装置诱导/导航软件对行车路线进行优化，并将选定的行车路线显示在电子地图上。在行车中，当交通状态信息发生变化时，电子地图上显示的行车路线可能随之改变。一旦驾驶员偏离了诱导路线，该软件可以快速重新规划路径，生成新的诱导路线。同时提供了方向箭头和语音提示两种路径引导方式，引导驾驶员安全、舒适、快速地到达目的地。

该信息装置还分别由软件的其他模块如实时交通信息处理模块、定位模块、信息查询显示模块、通信模块、监控模块等完成信息处理与存储、导航定位、交通信息显示与查询、车辆运行状态分析等功能。

附图说明

图1是车载信息装置硬件***框图；

图2是车载诱导/导航软件模块数据流程图；

图3是定位数据接收和处理模块流程图；

图4是范围查询模块流程图；

图5是模糊查询模块流程图；

图6是起终点确定模块流程图；

图7是最优路径算法模块流程图；

图8是路径引导模块流程图；

图9是地图匹配模块流程图；

图10是小区节点选择和提取模块流程图；

图11是地图基本操作模块流程图；

图12是模拟功能模块流程图。

具体实施方式

车载信息装置由嵌入***(包括CPU、嵌入式操作***、ROM、RAM及接口电路等部分)、通信模块与接口、定位模块、显示器及车载信息装置诱导/导航软件(即实时路径诱导软件、信息处理软件、控制软件及通信软件等)组成。由GPS/GSM/FLEX/INTERNET组成的信息终端向车载信息装置提供实时的车辆定位信息和交通状态信息(指交通流量信息、路况信息、交通事故信息及其它信息经数据处理后得到的一种实用信息)及各种实时的交通服务信息，车载信息装置获得当前交通状态信息和实时定位信息后，在出行者提供目的地前提下，车载信息装置诱导/导航软件对行车路线进行优化，并将选定的行车路线显示在电子地图上。在行车中，当交通状态信息发生变化时，电子地图上显示的行车路线可能随之改变。一旦驾驶员偏离了诱导路线，该软件可以快速重新规划路径，生成新的诱导路线。同时提供方向箭头和语音提示两种引导方式，引导驾驶员安全、舒适、快速地到达目的地。该信息装置还分别由软件的其他模块如实时交通信息处理模块、定位模块、信息查询显示模块、通信模块、监控模块等完成信息处理与存储、导航定位、交通信息显示与查询、车辆运行状态分析等功能。

综合考虑驾驶员驾驶任务、操作环境、汽车工况等因素，采用面向对象地***分析与设计方法论，分析设计了车载信息装置的功能及软、硬件结构，并在此基础上完成了嵌入式车载信息装置的开发。

参照图1，车载信息装置硬件***包括：由PC104主板组成的控制模块、由FM接收器和GPRS DTU组成的通信模块、由GPS接收机和陀螺仪组成的定位模块、由显示器组成的显示模块、由触摸屏组成的输入输出模块、及由扬声器组成的声音功能模块，在PC104主板上分别通过串口线连接GPS接收机和陀螺仪、GPRS DTU、FM接收装置，通过在板视频接口连接TFT-LCD显示器，通过音频接口连接USB接口后连接USB音频控制器，通过主板上的输入输出接口连接触摸屏的接口。

对于车载信息装置控制模块采用现在比较实用的研华嵌入式PCM3350系列PC104主板。该主板性能良好，适用于移动车载使用。

对于通信模块，可能会因为通信***的不同而采用不同的外设。***设计本身不作假定通信方式，但应定义通信内容的接口协议和与***相联的控制方式，规范硬件与软件接口。只要满足接口规范协议的任何通信外设都可以接入本***。

输入输出方式也是如此，这样设计可以使用PDA、手机上的输入成为车载信息装置的输入方式，PDA、手机的显示成为车载信息装置的图形输出方式。

考虑到国内的路面不是很平坦，容易损伤CDROM，而其造价又较高，采用FLASH CARD(闪存卡)存储地图，其突出优点是可以支持电子地图的在途下载；目前，通信方式上行使用GSM/GPRS方式，下行使用FM/FLEX方式。通信终端主要考虑在现有通用的电路交换通信***(GSM)环境中的使用，在有条件的地区，为提高和改善车载信息装置的通信能力，可采用基于GPRS***(2.5代)终端。用触摸屏实现用户输入和信息显示；GPS和陀螺仪组成组合车辆定位***。

在此设计下，根据实际应用功能需要，产品可以非常灵活的作不同需求的整合与配置，通过功能模块的叠加组合，使产品细分成各种规格系列。

操作***采用嵌入式操作***Windows CE，使用MapInfo公司的MapInfo ProServer和国内超图公司的SuperMap2000***作为开发平台，软件***采用组件式的集成二次开发设计方法。

参照图2，车载信息装置软件***包括：定位数据接收和处理模块、地图匹配模块、地理信息查询模块、地图基本操作模块、起终点确定模块、小区节点选择和提取模块、最优路径算法模块、路径引导模块、模拟功能模块。

其中各个模块的功能如下：

1)定位数据接收和处理模块

该模块从串口接收定位数据串，利用NEMA 183协议，解出经纬度信息、速度信息和航向角等信息传送给地图匹配模块。

2)地图匹配模块

该模块接收从定位数据接收和处理模块获得的经纬度等信息，然后利用精度较高的地图校准，获得精确的车辆位置信息(经纬度信息)，并将其显示在电子地图上。

3)地理信息查询模块

该模块可以完成地理信息的范围查询和模糊查询功能。

4)起终点确定模块

该模块完成一旦用户输入需要诱导的起终点，软件自动确定其所在的位置的经纬度信息，并搜索出离起终点最近的交叉口。

5)最优路径算法模块

该模块通过使用课题组创建的TC-B最优路径算法，计算出起终点之间的最优路径。

6)路径引导模块

该模块计算出离前方交叉口的距离，使用语音提示和箭头指示两种方式引导用户完成从起点到终点整条路线的引导。

7)模拟功能模块

该模块通过不同角度的车辆图标模拟实际车辆的运行状态，并显示在电子地图上。

8)地图基本操作模块

该模块完成地图的漫游、缩小、放大功能。

9)小区节点选择和提取模块

该模块将起终点之间的所有小区的编号提取出来，传输给最优路径算法模块。

本车载信息诱导/导航软件使用Visual Basic编程语言。可以在任何具有型号的PC机上使用。软件各个模块的数据流程如下。

1)定位数据接收和处理模块

如图3所示，首先设置装置的串口的通信参数，然后根据NEMA0183协议确定定位数据是否为真，为真则按照经纬度、速度的格式存储在***数据库中，为假，则舍弃该数据。

2)地理信息查询模块

该模块包括范围查询模块和模糊查询模块。其中范围查询模块如图4所示，用户启动该界面后，用户输入范围，如果是以当前位置为中心则根据所确定的范围，软件以车辆位置为中心查找相应的被查找对象；如果不是当前位置，则用户利用触摸屏点击出需要查询对象的中心位置，然后按照该中心查找相应的被查找对象，并显示在地图上。模糊查询模块如图5所示，首先，用户输入所要查找的类型，软件将该类型赋给findstring，通过findstring找到相应的被查对象并显示在地图上。

3)起终点确定模块

如图6所示，用户根据自己的实际情况输入起点，是当前位置则用户则以当前位置为中心查找最近的交叉口，如果不是当前位置则用户通过点击获得起点和终点。软件以该起点为中心搜索出离起点和目的地最近的交叉口节点作为起终点，赋给ptsearch()。

4)最优路径算法模块

如图7所示，该模块首先判断起、终点的小区所在编号是否相同，相同则直接使用Dijkstra法搜索出最优路径，不同则寻找主路小区连接起终点小区。然后使用Dijkstra法搜索出最优路径，添加在选择集合中。

5)路径引导模块

如图8所示，该模块首先判断车辆是否运行在诱导路径上，如果是诱导路径就提取前方路口的编号并激发语音和方向显示；如果不是则调用二次路径规划完成路径的再次规划并生成引导路径。然后判断是否到达终点，到达终点则停止该程序，不是则继续运行该程序。

6)地图匹配模块

如图9所示，该模块首先接收从定位接收和处理模块接收到定位数据，并以当前定位点为圆心，以一定的阈值为半径寻找在这个范围内的道路，根据模糊逻辑的原则，将该定位点匹配在距离最近的匹配道路上，然后将匹配后的经纬度传送给车辆引导模块。同时判断该点是不是还在当前道路上，如果是就结束匹配，如果不是则以当前点为起点继续上述匹配过程。

7)小区节点选择和提取模块

如图10所示，该模块首先按照起终点确定模块确定的起终点位置，定出起终点的小区编号和交叉口节点，然后选择出起终点小区间的小区编号。

8)地图基本操作模块

如图11所示，该模块首先判断是否使用了工具条中的漫游、缩小、放大操作按钮，一旦这些按钮被激发，则调用漫游函数、缩小函数和放大函数。

9)模拟功能模块

如图12所示，该模块首先根据诱导路线的方向判断并选取不同的车辆图标，然后将这些图标实时地显示在地图上，与此同时调用语音提示和方向箭头提示。

本实用新型具有以下积极技术功能效果：

一、车载信息装置可实现以下功能

1、电子地图基本操作功能：放大，缩小，漫游，移动，鹰眼图。

2、地理信息查询功能：包括范围查询功能和模糊查询功能。

3、车辆定位功能：具有利用GPS/DR进行实时准确车辆定位的功能。

4、地图匹配功能：能够利用地图匹配技术将车辆图标准确地显示在车载电子地图上。

5、路径规划功能：能够为驾驶员规划出距离最优路径和时间最优路径；

6、路径引导功能：能够通过语音提示和方向箭头提示两种方式对驾驶员进行路径引导。同时具有偏离路线后给出二次诱导路线的功能。

7、手写输入功能：应提供手写输入中英文的功能。

8、智能调度功能：能够利用GPRS等无线通信网络，向中心上传车辆定位信息，同时接收监控调度中心的调度指令的功能。

二、创造性地提出基于出行者出行特性的路径优化技术TC-B算法，极大地提高了嵌入式车载信息装置的路径搜索速度。主要内容包括：

1、TC-B算法的基本思想

根据交通调查和专家分析，把城市路网分成两个级别即：驾驶员惯走的道路作为主要道路，形成主要道路网，由主要道路网把城市路网划分成一块块的小区域，各区域里的路网组成一系列的次要道路网。进行路线优化时，由驾驶员出行起、讫点所在的两个次要道路网和主要道路网组成真正的路线优化网络，从而达到简化搜索路网提高搜索速度的目的。

具体做法是将路段和节点进行编号，然后将编好号的路段和节点划分到不同的小区之中，最后对小区进行编号。具体的TC-B算法流程如下：

声明：i小区的节点集合记作PS(i)，主要道路网的节点集合记作P0。d(P)是根据集合P中节点自动生成由各节点组成的路阻矩阵。

***识别用户输入的出发点ID1和目的地ID2，分别确定所属小区k、l

生成路阻矩阵W：

            if k＝l≠主要道路网索引then P＝PS(k)

            else

                调入主要道路网

                    P＝PW

                生成最优路径及备选路径搜索路网

                    if k≠主要道路网索引，并入k小区路网节点

                     P＝P∪PS(k)

                 end if

                 if l≠主要道路网索引，并入l小区路网节点

                     P＝P∪PS(l)

                 end if

           end if

           P＝P∪{id1，id2}

           W＝d(P)

W＝W*C  C-路权系数矩阵

调用Dirkstra算法搜索最优路径R

对a∈R，P＝P-{a}，W＝d(P)

           调用Dirkstra算法搜索备选路径RS(i)

           求出最小值RS，其对应的路径作为备选路径

在电子地图中显示最优路径及备选路径路径

2、创建了诱导专用矢量电子地图

通过对矢量电子地图数据结构进行深入研究，创建了基于TC-B算法的地图图层，为实现高效、快速的路径搜索提供了良好的地图数据结构。同时在数据结构中增加了交通管制信息，解决了诱导路径与实际路网交通管制信息(限制转弯、单行线、环岛)难以相符的难题。具体做法是在已有的矢量电子地图上按照实际路网中的管制信息加入相应的管制标志以及管制路阻。

3、提出了基于TC-B算法的路径引导技术，并实现了车辆偏离诱导路径后进行二次规划路径。

4、根据出行者出行距离的远近，提出了搜索路网自动并入原则，实现了诱导路径的分层搜索技术，保证了TC-B算法的开放性。

三、采用面向对象***分析与设计方法论，首次进行了嵌入式车载信息装置的***分析与设计，给出了嵌入式车载信息装置的解决方案，为嵌入式车载信息装置的开发提供了技术指导。

四、针对国内外已有动态交通分配理论模型假设条件苛刻，在实际路网中无法得到相应信息或取得信息的代价昂贵；求解难度大甚至无法求解，优化时间长，不适合在大规模路网上实时使用；追求模型的精致的解析表达，从而导致模型不能很好描述交通***的动态演化过程；强调精确的***最优或用户最优分配结果，导致在交通流诱导过程中占用时间太长，而且有时会造成路径的过度敏感的缺点，本实用新型提出了提出了“准用户最优动态交通分配”理论，其主要特点是：(1)不考虑被诱导的车辆彼此之间单位期望费用是否相等；(2)改变了传统的以OD为基础进行路径优化的模式，首次提出由检测器获得的无起终点特征的路段的交通信息为路径优化的依据。该理论是动态交通诱导的基础理论，而“实时动态交通信息(交通流量和行程时间)预测和处理”是“准用户最优动态交通分配理论”实现的前提，针对传统的以数理统计方法为基础，用已有的交通流量数据建立单一模型对未来交通流量进行预测方法存在对突发事件反应能力差、精度低、容错性差等一系列缺点，本实用新型创建了基于流量模拟的有检测器交通流量预测模型和基于聚类分析和判别分析的无检测器交通流量预测模型，为行程时间预测提供了基础。课题组分别使用深圳和长春实际数据验证，预测平均相对误差分别3.29％和12.3％。

1)基于流量模拟进行交通流量预测的公式是：

PV(t+Δt)＝[1+c(t)/M^*(t)]M^*(t+Δt)

PV(t+Δt)——t+Δt时刻预测流量

c(t)——指数平滑函数

M^*(t)——t时刻的基准函数

M^*(t+Δt)——t+Δt时刻的基准函数

2)进行聚类和判别分析后具体实验数据的回归公式是：

Q_y＝41.5782+0.7274Q_x

Q_y——无检测器的预测交通流量

Q_x——有检测器交叉口检测交通流量

同时创建了基于随机服务***理论的行程时间间接预测模型和基于流量模拟的行程间接预测模型，为车载信息装置实现动态路径规划提供理论基础。课题组分别使用长春市解放大路和长春大街的实际调查行程数据进行验证，预测精度都大于90％，平均绝对相对误差分别是8.9％和7％。

3)随机服务***理论模型预测行程时间公式为：

$T_j\left(t\right)=T_j^{\left(r\right)}\left(t\right)+T_j^{\left(q\right)}\left(t\right)+T_j^{\left(c\right)}\left(t\right)+T_j^{\left(e\right)}\left(t\right)$

T_j(t)-时刻t通过某一个路段j的行程时间

T_j ^(r)(t)-车辆在该路段以行驶速度运行的平均行驶时间

T_j ^(q)(t)-在下游交叉口的排队等待时间

T_j ^(c)(t)-通过该交叉口的时间

T_j ^(e)(t)-时刻t路段j的行程时间修正函数

4)基于流量模拟的行程时间间接预测模型的预测行程时间公式为：

$T=\frac{L}{V_S}+T_d$

L-路段距离

V_s-路段区间平均速的

T_d-交叉口的延误

有了以上理论的支持，为满足车载诱导信息装置诱导的实时性要求，极大地提高车载信息装置地路径搜索速度，设计了两种最优路径快速搜索算法：TC-B算法和基于流体神经网络和遗传算法的路径选择方法。其中TC-B算法上文已经详细阐述过，如下将详细介绍基于流体神经网络和遗传算法的路径选择方法。

传统的路径选择算法通常采用图论和数学规划方法进行串行寻优，因计算时间长，计算量大，占用内存大，很难适用于目前大规模复杂路网的实时性需要。针对以上问题，在仔细研究了现有最优路径选择算法的应用与发展现状及其优缺点的基础上，突破传统算法，首次将流体神经网络模型应用于交通网络，开辟了神经网络这一潜力巨大的人工智能方法在交通领域的又一崭新应用。

针对交通网络的特点，首先在流体神经网络算法中加入次搜索过程，这不但提高了寻找到最优路径的概率而且实现了寻找第K最短路径的功能。试验结果表明改进后的流体神经网络最优路径选择算法具有随着路网节点数的增加计算时间呈线性增长的良好性能，明显优于图论的二重扫除法。流体神经网络虽然在一定程度上很好地解决了最优路径选择问题，但由于它对模型参数的依赖性强又在很大程度上限制了它的使用，我们又以全局自适应搜索技术一遗传算法为基础设计了流体神经网络模型4个参数的优化算法。通过参数优化，流体神经网络的收敛性及收敛速度大大提高，为其在动态交通诱导***中的应用打下基础，也为拓宽流体神经网络的应用领域创造了条件。

改进的用于交通网络的流体神经网络最优路径选择算法(MFNN)描述如下：

(1)设置FNN初始状态。取t＝0，S₁(0)＝......＝S_N(0)＝S₀，u₁(0)＝......＝U_N(0)。对于出行者输入的出行终点D(D∈N)和由定位***确定的车辆当前位置O(如果O在路段上，把它移到前方最近的节点上)，当O＝D时，说明出行者已经到达目的地：当O≠D时，转(2)。

(2)开始迭代。第i个神经元(i＝1，2，...，N)的状态下式中的第一个方程演化。为了计算方便将该状态方程改写为差分形式：

${\mathrm{\Δu}}_i=[\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{\mathrm{ij}}(S_j-S_i)+I_i]\·\mathrm{\Δt}$

当Δt＝1时有：

$u_i\left(t\right)-u_i(t-1)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{\mathrm{ij}}[S_j\left(t\right)-S_i\left(t\right)]+I_i$

其中

(3)当 $\left|\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\right|u_i\left(t\right)|-\underset{i}{\mathrm{\Σ}}|u_i(t-1)\left|\right|/\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\left|u_i(t-1)\right|\≤\mathrm{\ϵ}---(i=\mathrm{1,2},...,N)$ 时，FNN达到稳定，转(4)。否则令t＝t+1，转(2)。

(4)记T_ij(S_j-S_i)＝X_ij，从O出发，进行主搜索。记B₁为OD间第一条短路径上的第一个节点，必有 $B_1=\left\{j_0\right|X_{i{j}_0}=\max \left(X_{\mathrm{ij}}\right)\}.$ 再从B₁出发，按相同的方法找到OD间第一条短路径上的第二个节点B₂，如此反复直到j₀＝D为止，找到第一条短路径，记为R₁。

(5)从O出发进行一阶次搜索。选择由O发出的第二大流量到达的节点记为C₁，有 $C_1=\left\{j_1\right|X_{i{j}_1}=\underset{j\≠j_0}{\max }\left(X_{\mathrm{ij}}\right)\}$ 。再从C₁出发，按照最大流量原则(同4)找到C₂，如此反复直到D为止，得到第二条短路径R₂。同理，可以得到从O出发的其它短路径，短路径的个数与O点对应的交叉口形状有关。由于节点O是OD间所有路径的根起点，因此，可仅对与O直接相连的路段进行次搜索。对于特别复杂的大型路网，次搜索范围可以扩大到所有从O一步到达的节点，即进行二阶或三阶次搜索。次搜索结束后，可得到OD间的短路径R_L条。

(6)计算所有短路径的出行费用cost_i，并取

${\cos t}_0=\underset{\∀i}{\min }\left\{\cos t_i\right\}---i=\mathrm{1,2},...,R_L$

对应的路径为OD间最优路径R₀。

(7)输出路径R₀。

本实用新型车载信息装置是实现城市交通流诱导的车载终端设备，它是在对动态交通分配理论进行研究的前提下，采用先进的交通信息采集及处理技术、通信技术、计算机技术，车辆定位技术、电子地图制作技术等，通过车载诱导信息装置为出行者提供交通诱导信息。该产品的实施能有效地解决城市交通拥挤，减少车辆在道路上的逗留时间，最终实现交通流量在路网中合理分配，从而达到路网畅通。通过路网交通信息和最优路径选择两个关键环节来实现路网交通流量的合理分配。该模型的应用有3大优势：A、可以对路网状态进行实时、动态、全面的描述；B、通过两个关键步骤解决，层次分明，易于求解；C、不严格追求用户最优，在路径选择时考虑准用户最优，易于实现。

Claims (2)

1.一种车载信息装置，其特征在于硬件***包括：由PC104主板组成的控制模块、由FM接收器和GPRS DTU组成的通信模块、由GPS接收机和陀螺仪组成的定位模块、由显示器组成的显示模块、由触摸屏组成的输入输出模块、及由扬声器组成的声音功能模块，在PC104主板上分别通过串口线连接GPS接收机和陀螺仪、GPRS DTU、FM接收装置，通过主板视频接口连接TFT-LCD显示器，通过音频接口连接USB接口后连接USB音频控制器，通过主板上的输入输出接口连接触摸屏的接口；

软件***包括：定位数据接收和处理模块、地图匹配模块、地理信息查询模块、地图基本操作模块、起终点确定模块、小区节点选择和提取模块、最优路径算法模块、路径引导模块、模拟功能模块。

2.根据权利要求1所述的车载信息装置，其特征在于所述的定位数据接收和处理模块从串口接收定位数据串，利用NEMA 183协议，解出经纬度信息、速度信息和航向角等信息传送给地图匹配模块；

所述的地图匹配模块接收从定位数据接收和处理模块获得的经纬度等信息，然后利用精度较高的地图校准，获得精确的车辆位置信息，并将其显示在电子地图上；

所述的地理信息查询模块可以完成地理信息的范围查询和模糊查询功能；

所述的起终点确定模块完成一旦用户输入需要诱导的起终点，软件自动确定其所在的位置的经纬度信息，并搜索出离起终点最近的交叉口；

所述的最优路径算法模块通过使用课题组创建的TC-B最优路径算法，计算出起终点之间的最优路径；

所述的路径引导模块计算出离前方交叉口的距离，使用语音提示和箭头指示两种方式引导用户完成从起点到终点整条路线的引导；

所述的模拟功能模块通过不同角度的车辆图标模拟实际车辆的运行状态，并将其显示在电子地图上；

所述的地图基本操作模块完成地图的漫游、缩小、放大功能；

所述的小区节点选择和提取模块将起终点之间的所有小区的编号提取出来，传输给最优路径算法模块。

Images