[发明专利]用于为实时交通应用分组探测车辆的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于使用探测车辆来收集交通量数据的系统和方法。更具体地说，本发明涉及一种系统和方法，用于形成一组探测车辆，聚集并处理(例如，平均)由该组成员所产生的数据，并且只向诸如交通量管理中心(Traffic Management Center)之类的接收中心报告所处理的数据，由此减少用于报告所述数据所要求的同时通信信道的数目并且减少必须在接收中心位置实时处理的数据量。

背景技术

在现有技术中已知使用车辆作为探测器来实时测量交通情况。各个车辆提供了“流动汽车数据”，诸如车辆的时间、速度、位置和方向，其可以用来估计路途时间和交通速度，并且随后可以被用为道路网状态的在线指示符，用于检测事故的基础或作为用于动态路线导航系统的输入。

参考图1(现有技术)，示例性的现有技术探测车辆系统10包括多个探测车辆12；用于确定每个探测车辆的位置的技术14，诸如使用轨道卫星的系统，诸如全球定位系统(GPS)，使用蜂窝式电话的系统或使用无线电频率标识(RFID)的系统；和用于允许在探测车辆和接收中心18之间通信的无线通信系统16，所述接收中心18接收并处理由所述探测车辆12所产生的数据。

很少有使用一般的方法来确定用于可靠且充分测量不同道路网的链路路途时间所要求的探测车辆12数目的系统尝试。使用交通模拟方法，不同的研究已经提供了所需要探测车辆12的数目的广泛改变的估计。这些研究表明在高速公路上，所存在车辆的5％到7％必须是用于提供数据的探测车辆12以便在足够高水平置信度的情况下确定实时的交通情况。在这种方案中，极其大量的探测车辆12可能会都与接收中心18频繁地通信以便提供相对少量的数据。可能需要极其大量的通信信道，假定对于每个探测车辆12来说一个，来适应频繁的数据通信。此外，在接收中心18可能会需要相当大的数据处理能力以便实时地处理大量的输入数据。

发明内容

本发明提供了一种系统和方法，用于允许形成一组(cluster)探测车辆，聚集并处理(例如，平均)由该组成员所产生的数据，并且只向诸如交通量管理中心之类的接收中心报告所处理的数据，由此减少用于向接收中心报告所述数据所要求的同时通信信道的数目并且减少必须在所述接收中心实时处理的数据量。大致地，每个组标识所有其它成员向其报告的一个成员。所标识的成员接收各个报告，聚集并处理数据，继而把它发送到接收中心以便进一步处理。

最初，至少两个探测车辆使用短距离无线通信来交换信息并且形成组。该组成员交换预定义消息以便把一个成员建立为组头领(cluster head)。此后，附加探测车辆与该组头领交换预定义消息并且只要尚未到达最大成员数目就允许加入该组。如果已经到达最大成员数目，那么不允许额外的探测车辆加入该组并且必须找到另一组以便加入或找到另一未加入的探测车辆，其中利用该未加入的探测车辆来开始新的组。如果成员移出组头领的直接通信范围(在没有中间跳或中继的情况下)，那么来自该成员的通信被另一成员中继到所述组头领。该组头领执行多个功能，例如包括维护当前组成员的列表；把该组限制为最大成员数目；以预定义间隔从每个成员接收时间、速度、位置、方向及其它数据；聚集并处理所接收的数据；并且向接收中心发送所处理的数据。当探测车辆离开该组时，它通知该组头领并且所述组头领更新其成员列表。当该组头领离开该组时，它向所有其它成员宣告其离开，并且接下来其余成员交换预定义消息以便从它们的成员中选择新的组头领。

从而应当理解并明白，本发明的系统和方法与现有技术相比提供了多个改进和优点，例如包括减少用于向接收中心报告探测车辆数据所要求的同时通信信道的数目并且减少必须在接收中心实时处理的这种数据量。

在以下部分和具体实施方式中非常详细地论述了本发明的这些及其它特征。

附图说明

下面参考附图详细描述了本发明的优选实施例，其中：

图1(现有技术)是用于使用探测车辆来收集交通量数据的现有技术系统的绘图，其中多个探测车辆中的每个基本上独立地操作并且分别向接收中心报告其本地交通量数据；

图2是用于使用探测车辆来收集数据的本发明系统的优选实施例的绘图，其中探测车辆形成组，每个组成员向组头领报告其本地交通量数据，并且所述组头领向接收中心报告所聚集并处理的本地交通量数据；

图3是形成在图2中所示出系统一部分的两个组成员的绘图，其中一个组成员是组头领；

图4是在实施本发明方法的优选实施例中所涉及步骤的流程图；和