ES2326946B1 - Sistema de busqueda de rutas optimas para el trafico de vehiculos empleando la localizacion de los terminales moviles de usuarios de telefonia u otros sistemas de comunicacion movil. - Google Patents
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Abstract
Sistema de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos empleando la localización de terminales móviles
de usuarios de telefonía u otros sistemas de comunicación móvil.
Sistema de búsqueda de rutas óptimas para la
asistencia a la conducción de vehículos empleando la localización
de terminales móviles de usuarios de telefonía u otros sistemas de
comunicación móvil.
Consiste en un sistema de búsqueda de rutas
óptimas para la conducción de vehículos. A diferencia de los
sistemas existentes, las ponderaciones de los segmentos de vía son
fijados dinámicamente a partir de las velocidades medias de los
usuarios que circulan por ellas con algún sistema de comunicación
móvil que permita, de forma anónima, su localización, ,
espacial.
Los usuarios de telefonía u otros sistemas de
comunicación móvil son detectados y localizados usando sistemas
existentes de posicionamiento de terminales móviles. Empleamos la
información de su posición para establecer los tiempos medios de
recorrido de cada segmento viario que se encuentre en uso.
Una vez fijados los pesos dinámicos de los ejes
viarios se utilizan algoritmos de búsqueda de rutas óptimas
conocidos, como el de Dijkstra, para hallar la mejor ruta al
destino seleccionado por el usuario del sistema dado el estado
actual del tráfico.
Description
Sistema de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos empleando la localización de terminales móviles
de usuarios de telefonía u otros sistemas de comunicación móvil.
La invención se encuadra en el sector técnico de
las telecomunicaciones, los servicios para terminales de
comunicación móvil y los servicios de asistencia a la conducción de
automóviles u otros vehículos. Concretamente se sitúa en el campo de
los servicios basados en la localización de dispositivos de
comunicación móvil y de cálculo de rutas óptimas en sistemas de
asistencia a la conducción de vehículos.
Actualmente los sistemas de localización de
terminales móviles se basan en sistemas satélite (GPS) o en
técnicas de localización de los terminales que emplean algún tipo de
comunicación móvil, por ejemplo: WIFI, GSM, UMTS, etc... Entre los
métodos actuales de localización de terminales móviles cabe citar:
Cell-ID, E-Cell ID,
A-GPS, U-TDOA,
E-OTD. Estos sistemas son empleados generalmente por
operadores de telefonía o de comunicación para localizar terminales
móviles. En otros casos es el propio dispositivo el que realiza el
cálculo de la posición identificando señales cuya posición de
emisión es bien conocida.
Por otra parte, los métodos de búsqueda de rutas
óptimas para la asistencia a la conducción de vehículos utilizan
para su cálculo mapas vectoriales de ejes viarios. Dichos ejes se
encuentran ponderados incluyendo información sobre el ancho de la
vía, la velocidad máxima u otros parámetros para el cálculo de los
caminos óptimos. Generalmente estos datos no se actualizan de
manera continua ni en línea y se encuentran predefinidos en el
momento de calcular la trayectoria.
Entre las mejoras para la actualización del
estado de los ejes viarios se encuentran los sistemas de
comunicación de incidencias de tráfico. Los sistemas de comunicación
de incidencias de tráfico actuales son principalmente RDS y TMC.
Ambos sistemas transmiten la información de incidentes puntuales en
las vías como accidentes, cortes, obras, etc.. Dichos sistemas no
proporcionan información sobre las velocidades medias actualizadas
de cada eje viario.
Otra mejora de algunos sistemas destinados al
cálculo de rutas óptimas es la inclusión de datos estadísticos de
los recorridos de otros usuarios. En cualquier caso, ninguno de
estos sistemas permite conocer el estado de la red viaria de forma
actualizada, es decir, tener una estimación de las velocidades
medias de cada eje viario en un instante
dado.
dado.
Posteriormente se realiza el cálculo del camino
óptimo usando las ponderaciones de cada eje viario. Habitualmente
se emplea el algoritmo de Dijkstra para este fin.
En resumen, los sistemas de búsqueda de rutas
óptimas para vehículos existentes emplean ponderaciones de los ejes
viarios predefinidas o de escasa frecuencia en su actualización.
Estos sistemas no incorporan el estado actual del tráfico en los
ejes viarios, salvo incidencias puntuales o estadísticas de los
recorridos, por tanto, las rutas calculadas no garantizan ser
óptimas en un instante dado ya que no se tiene en cuenta el estado
de circulación en ese momento.
Para solventar el problema de la actualización
de la información de tráfico en cada eje del mapa, la presente
invención se centra en conseguir información actualizada y precisa
del estado del tráfico en cada eje viario para incorporarlo al
sistema de cálculo de rutas óptimas.
La información del tráfico de las vías también
puede utilizarse para recalcular rutas previamente establecidas.
Esto puede ser especialmente útil en caso de que el tráfico, que
pueda afectarnos en nuestro recorrido, cambie de manera brusca.
Esta invención se refiere al uso de la
información de localización de terminales móviles u otros
dispositivos comunicación para la determinación del estado del
tráfico actual en los ejes viarios para su posterior uso en el
cálculo de rutas óptimas u otros estudios derivados de la
explotación de dicha información del tráfico vehículos obtenida por
este método.
La presente invención permite establecer las
ponderaciones de los ejes viarios basadas en el estado actual del
tráfico. Posteriormente se emplea un algoritmo para el cálculo de la
ruta óptima, habitualmente el algoritmo de Dijkstra, aunque puede
utilizarse cualquier otro ideado para este fin.
El sistema de búsqueda de rutas óptimas para
vehículos según el estado del tráfico admite diversas estructuras
lógicas de sus elementos. El modo de operación del sistema depende
de la implementación hardware y software particular que se realice.
Algunos de estos componentes pueden encontrarse en un sistema
completamente central o distribuido entre el sistema central y el
propio dispositivo de comunicación del usuario.
A continuación se presenta un ejemplo de
operación del sistema para clarificar el funcionamiento del mismo.
El servicio propuesto sería prestado por un operador de telefonía
móvil (por ejemplo, un operador de telefonía GSM) que emplee un
sistema de localización de terminales móviles (por ejemplo,
U-TDOA):
- 1.
- El operador actualiza la información de tráfico de los ejes viarios:
- a.
- Se realiza el almacenamiento de las posiciones de los terminales móviles localizados después de cuadrar las diferencias de los tiempos de recepción, intensidad y dirección de la señal del dispositivo móvil (localización de dispositivos por el sistema U-TODA). Dicha información puede ser anonimizada (tratamiento de la información para impedir la identificación del individuo propietario del terminal o dispositivo) para proteger la privacidad de los datos de los ciudadanos, si la legislación aplicable así lo requiera. En cualquier caso, el sistema realiza un uso estadístico de la información de localización de los usuarios.
- b.
- Proyección y corrección de las posiciones recibidas sobre los ejes viarios cercanos. La corrección se realiza por medio de la proyección simple sobre los ejes cercanos. Dicha información permite definir uno o varios segmentos sobre los ejes viarios colindantes en los que el terminal o dispositivo puede encontrarse con cierta probabilidad. La estimación de estos segmentos se mejora empleando el propio algoritmo de Dijkstra sobre el conjunto de datos disponibles del mismo terminal o dispositivo.
- c.
- Una vez tenemos la información registrada se emplean distintos métodos estadísticos para descartar valores atípicos:
- i.
- Eliminación de errores del sistema de localización
- ii.
- Eliminación de valores de posiciones de terminales pertenecientes a peatones, personas que no respeten los límites de velocidad de la vía, etc.
- \quad
- La información depurada sirve para establecer los valores de las velocidades medias actuales en los ejes viarios sobre los que circulan usuarios de la red de telefonía móvil en ese momento. Se emplearán los valores predefinidos para aquellos ejes viarios sobre los que no circulen vehículos con terminales de comunicación, siempre y cuando no se trate de una incidencia de circulación.
- 2.
- Se incorpora la información del tráfico actual de los ejes viarios al sistema de cálculo de rutas óptimas. El cálculo de las rutas óptimas puede ser realizado por el operador, valiéndose de la información anterior, o por el propio dispositivo móvil. Cuando el cálculo de las rutas sea realizado dispositivo móvil, el sistema tendrá la opción de enviar al terminal la información completa del estado de tráfico de todos los ejes viarios o sólo los cambios desde su última actualización.
- 3.
- El programa de asistencia a la conducción de vehículos visualiza la ruta y comprueba periódicamente que la ruta sigue siendo efectivamente la óptima.
A continuación se describe un ejemplo de
realización del sistema de búsqueda de rutas óptimas para
terminales GSM y los elementos necesarios del sistema de
localización basados en tecnología U-TDOA.
Los usuarios de terminales móviles son
localizados por un sistema U-TDOA. Dicho sistema de
localización consistente en distintas estaciones base con un
mecanismo muy preciso de medición de las diferencias en los tiempos
de llegada de la señal del usuario. Llamamos a estas estaciones
base LMU. El sistema de localización se compone también de un
sistema central de cálculo de las posiciones llamado SMLC. Dicho
sistema calcula la localización del usuario con una precisión
aproximada de 50 metros.
La información recibida de forma periódica
(aproximadamente cada 20 segundos en el sistema GSM) permite
calcular la velocidad media aproximada en ese intervalo de tiempo
del terminal móvil y asignarla a la ponderación de los ejes viarios
recorridos. En cada intervalo de tiempo, las posiciones recibidas
son convenientemente corregidas; se realiza la eliminación de
valores atípicos y se emplean otros métodos estadísticos que tienen
en cuenta los datos de localiza-
ción durante el recorrido del mismo terminal. De este modo se eliminan valores atípicos en la ruta del propio vehículo.
ción durante el recorrido del mismo terminal. De este modo se eliminan valores atípicos en la ruta del propio vehículo.
Las velocidades medias son tratadas
estadísticamente y previamente se ha anonimizando la identidad del
propietario del terminal móvil.
Como resultado se obtienen las velocidades
medias de los ejes viarios por los que transitan los usuarios de la
operadora en cada momento. Esto supone un amplio porcentaje de los
ejes viarios de una ciudad y una gran cantidad de información de las
principales vías a interurbanas. La información de las vías que no
están en uso puede suplirse por información estadística histórica o
pueden emplearse las velocidades nominales de la red viaria. Así
mismo debe tenerse en cuenta el estado de las vías sobre las que se
dispone de información de incidencias de tráfico.
Con esta base de información se presta el
servicio de cálculo de rutas óptimas a los usuarios de terminales
móviles. En caso de que los usuarios dispongan de algún tipo de
sistema de asistencia a la conducción, dicho sistema solicita el
cálculo de la ruta a nuestro servicio e incorpora la respuesta en
su sistema de visualización de la cartografía y de la ruta. Existe
también la posibilidad de que el terminal reciba el estado de
tráfico de la red viaria y sea el propio dispositivo quien realice
el cálculo de la ruta óptima.
Claims (5)
1. Método de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos empleando la localización de terminales
móviles de usuarios de telefonía u otros sistemas de comunicación
móvil para la determinación del tráfico actual en los ejes
viarios.
Caracterizado por las distintas etapas
del sistema:
- a.
- El sistema detecta las posiciones de los terminales telefónicos u otros dispositivos de comunicación.
- b.
- El sistema corrige el error de las localizaciones obtenidas.
- c.
- El sistema calcula las velocidades medias de las vías sobre los que recibe información y la incorpora al mapa de ejes viarios empleado para el cálculo de rutas óptimas. Dicha actualización puede ser completa o incremental y ser almacenada en un servicio central o en el dispositivo.
- d.
- Empleando la información actualizada de tráfico en la red viaria se realizan:
- i.
- nuevos cálculos de rutas óptimas solicitados al sistema.
- ii.
- recálculo de rutas en curso en las que hayan cambiado bruscamente las condiciones de tráfico.
2. Método de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos basado en la localización de dispositivos de
comunicación móvil según la reivindicación 1, caracterizado
porque en la etapa a) el sistema hace anónimos los identificadores
de los usuarios localizados.
3. Método de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos basado en la localización de dispositivos de
comunicación móvil según la reivindicación 1, caracterizado
porque en la etapa b) el sistema corrige errores en las
localizaciones de los terminales por eliminación de valores
atípicos (peatones, vehículos que no respeten los límites de
velocidad de la vía, etc.).
4. Método de búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos basado en la localización de dispositivos de
comunicación móvil según la reivindicación 1, caracterizado
porque en la etapa b) el sistema corrige errores en las
localizaciones de los terminales por otros métodos estadísticos que
eliminen errores sistemáticos del procedimiento de localización
particular utilizado.
5. Sistema búsqueda de rutas óptimas para el
tráfico de vehículos empleando la localización de terminales
móviles de usuarios de telefonía u otros sistemas de comunicación
móvil para la determinación del tráfico actual en los ejes viarios.
Los siguientes elementos lógicos componen el sistema de búsqueda de
rutas óptimas por localización de terminales de comunicación
móvil:
- a.
- Medios de localización de terminales móviles u otros dispositivos de comunicación.
- b.
- Medios de cálculo de velocidades medias de los ejes viarios transitados. Debe incluir la depuración de los errores y la eliminación de valores atípicos de posiciones de los terminales. Debe realizar la incorporación de las velocidades medias al mapa de ejes viarios empleado para el cálculo de las rutas óptimas.
- c.
- Medios para el cálculo de rutas óptimas.
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-
2007
- 2007-10-15 ES ES200702688A patent/ES2326946B1/es not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| GEDIK et al. "{}Location Privacy in Mobile Systems: A Personalizad Anominymization Model"{} . Proceedings. 25th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems, 2005. ICDCS 2005. ISBN 0-7695-2331-5 páginas 620-629. Todo el documento. * |
| MORGAN T. "{}Differential GPS Explained"{}. 09.04.2003 [recuperado de internet 14.07.2009]. Recuperado <URL:http://www.esri.com/ news/arcuser/0103/differential1of2.html>; <URL:http://web. archive.org/web/20030409111910/http://www.esri.com/news/arcuser/ 0103/differential1of2.html>. Todo el documento. * |
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