[发明专利]提供动态交通信息服务的方法及系统

说明书

技术领域

 本发明涉及智能交通领域，特别涉及一种车路协同的提供动态交通信息服务的方法及系统。

背景技术

在智能交通领域，实时动态交通信息服务能够为公众出行、交通运输等提供高效可行的交通诱导和出行规划信息，从而达到节省时间、降低成本和低碳环保等目的。浮动车 (FCD，Floating Car Data) 技术是智能交通系统中获取道路实时交通信息的技术手段之一。它利用定位技术、无线通信技术和信息处理技术，实现对道路上行驶车辆的GPS位置信息、瞬时行驶速度和方向等交通参数的采集，结合城市道路路网数据，对采集的交通参数进行地图匹配、路径推测和路况信息融合等计算，形成反映实时道路拥堵情况的交通信息，为交通管理部门和公众提供动态的交通控制和诱导服务。

因为调度和安保的需要，大城市的出租车普遍装备了GPS定位设备，所以目前城市内浮动车应用系统基本采用的是出租车的GPS数据。相比于日益增加的私家车保有量而言，出租车数量相对有限，以北京市为例，机动车保有量接近500万辆，而能够获取的商用GPS数据源所包含的出租车辆数只有2万辆左右。剔除无效数据（需要排除趴活、低速待客等无效数据），以及考虑出租车分布的不均匀性（出租车在主干道路上的分布较密集，其他道路上分布较少，且出租车一般会绕行常规拥堵路段），根据出租车GPS数据生成的路况信息的空间覆盖率是较低的，在高峰时段的空间覆盖率也只有35%左右。

基于出租车GPS数据进行交通信息计算实质是一种批处理的方式，具体为：出租车的GPS数据通过无线通信定时上传给出租车指挥调度中心，调度中心再将收到的车辆定位信息实时传送给浮动车计算处理中心；FCD处理系统缓冲一段时间的GPS数据后，批处理生成路况信息；路况信息通过FM或3G通道批量下发给车载导航终端使用。图1所示是浮动车的技术原理示意图。采用这种批处理的方式，处理流程和技术架构比较清晰，是目前被广泛采用的浮动车技术实现方式。但是，这种方式将交通信息的生产和提供割裂开来，在交通信息服务的质量和效率方面存在不足。

通过批处理方式计算和发布实时交通信息，系统计算耗时分布情况如图2所示（这里不考虑系统子模块之间数据交换的时延）。系统首先在AB段缓冲GPS数据；经过BC段的批处理计算，于C时刻生成实时交通信息；交通信息的更新是有一定的周期的，故CE段期间请求的交通信息和获取的交通信息是一致的；而交通信息的请求和发布也有一定的时延，故在C时刻请求交通信息，用户最短可在D时刻获得交通信息，同理，E时刻请求将在F时刻获得交通信息。

因此，在批处理的情况下，用户获取到的交通信息的时延最小是|BD|，最大是|AF|。这里讨论时延最大的情况，设一条路段在当前周期只在A点时有出租车经过并上传了GPS点，且后来一直没有车辆再经过，根据A点计算出的动态交通信息一直沿用到E点。在E点恰巧有终端请求交通信息，并在F点获取到了交通信息。此时，终端应用的交通信息的时延为|AF|。由此可见，批处理情况下的交通信息的时效性并不高。如果交通信息是通过FM广播方式下发的，则在广播模式下全部交通信息排队下发造成的信息时延更大。

此外，在目前，交通信息的发布通常采用FM广播的方式或按格网（格网是按照一定的经差和纬差形成的矩形单元，用于将地图进行划分。）请求的方式。基于FM广播方式下发交通信息，全城的交通信息都会发送给车载导航终端；基于格网请求交通信息时，车载导航终端首先根据其GPS位置计算车辆所在格网，并将格网号上传给发布系统，发布系统将全城的交通信息按照格网进行筛选后下发给车载导航终端。

对于车载导航终端而言，交通信息服务应当与车辆位置相关。例如，车辆当前在北四环行驶，而南三环的交通信息对于该车辆而言是不关心的。但是，无论是基于FM广播方式，还是基于格网请求的方式（格网的范围一般也比较大，而且需处理跨格网的问题。），都不能满足用户对交通信息的位置相关服务，造成了信息流量的浪费。此外，大数据量下发的时延也会很大，造成用户体验不好。

随着物联网和车联网技术的兴起，装备GPS设备的车载导航终端（也称车载终端）日渐成为车辆的标准配置。利用先进的传感技术、网络技术和计算技术，采集和利用车载导航终端的定位信息，可以在时间和空间上实现对道路和交通的全面感知，对每一条道路进行交通全时空的监测，提供交通效率和交通安全为主的交通信息服务。因此，在浮动车技术的基础上，将车联网理念引入到实时动态交通信息服务，是目前的一个发展趋势。

发明内容