[发明专利]一种基于路段动态划分的车辆路径诱导方法

说明书

技术领域

本发明涉及车联网技术和无线通信技术领域，具体来说，是一种基于路段动态划分的车辆路径诱导方法。

背景技术

近年来，我国交通行业蓬勃发展，居民汽车保有量大幅度上升，随之而来的城市道路拥堵频繁发生，直接造成诸如燃油消耗，空气污染以及出行者出行时间大量浪费的问题。因此，实现智能、动态的路径诱导成为交通部门与出行者关注的热点内容。

随着无线通信和移动计算技术的迅速发展，网络移动终端已经扩展应用到车载平台上。基于先进的无线通信技术、车联网技术，车辆之间、车辆与交通管控中心之间可以实现高效的数据传输、信息发布功能。基于无线通信技术，车辆与网络后台服务器组建无线数据传输网络，使得集成了移动通信设备的车载终端能够通过无线网络向网络后台服务器传回自身状态以及周围环境的信息，并由交通管控中心在网络平台上对多终端、多元化的数据信息进行加工融合、建模分析与计算、共享和信息查询发布。

目前，利用浮动车技术采集路网车辆位置信息，现有建立路网连通图方法是以采集到的每个路段的车辆的平均速度作为这条路段的权重，而未考虑到路段（特别是较长路段）上车辆分布的不均匀性及路段不同区域车辆行驶速度的差异，通过这样的路网连通图计算得到的最优路径并不理想。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于路段动态划分的车辆路径诱导方法，通过下述步骤实现：

步骤1：所驾驶车辆每间隔T1时刻获取目的地的经纬度信息、车辆当前位置、速度信息，发送到交通信息服务中心。

步骤2：交通信息中心实时采集路网内全部车辆的当前位置、速度信息，每间隔T2时刻通过下述步骤进行动态路径划分，具体为：

A、通过地图匹配算法，在交通信息中心地理信息库中查询各车辆对应的自然路段，并将各车辆所处自然路段的两个自然节点坐标与车辆位置、速度信息，以及车辆位置、速度信息采集的时间存放于交通信息中心内部数据库中。

B、利用基于密度的聚类算法对每个自然路段上全部车辆，通过下述方法进行聚类处理：

Ⅰ、按carid_i中i由1至n的顺序读取交通信息中心内部数据库中自然路段内全部车辆的位置、速度信息，并顺序存放至列表carpointList中。

Ⅱ、从carpointList中读取第一辆车的位置信息，计算第一辆车与其余车辆间的距离；其中，与第一辆车间的距离小于或等于设定距离阈值e的车辆对应的车辆位置信息，以及第一辆车的车辆位置信息构成子聚类1；且与第一辆车间的距离小于或等于设定的距离阈值e的车辆对应的车辆位置信息，以及第一辆车的车辆位置信息作为子聚类1的元素，存放入temppoint数组中。

在temppoint数组中，若子聚类1中的元素数量大于或等于设定的最小密度阀值minp，则将子聚类1中的车辆位置信息对应的车辆进行标记；同时，作为groupList数组中的一个元素。

Ⅲ、从carpointList中读取第二辆车的位置信息，若第二辆车已经标记，则执行步骤Ⅳ；若第二辆车未被标记，则计算第二辆车与其余车辆间的距离；其中，与第二辆车间的距离小于或等于设定阈值e的车辆对应的车辆位置信息，以及第二辆车的车辆位置信息构成子聚类2；且与第二辆车间的距离小于或等于设定阈值e的未标记车辆对应的车辆位置信息，以及第二辆车的车辆位置信息作为子聚类2的元素，存放入temppoint数组中；

在temppoint数组中，若子聚类2中的元素数量大于或等于设定的最小密度阀值minp，则将子聚类2中的车辆位置信息对应的车辆进行标记；同时将子聚类2存放入groupList数组中，作为groupList数组中的一个元素。

Ⅳ、从carpointList中依次读取第三辆车至第k辆车的位置信息，重复执行Ⅲ，而最后剩余未标记车辆的车辆位置信息视为噪声点。

Ⅴ、对groupList数组内存储的x个子聚类中具有相同车辆位置信息的子聚类进行合并，形成一个聚类。

C、计算各个自然路段的权重；

若第k个子路段中同时具有聚类与子聚类，即步骤B中x>1，则将步骤B中各个自然路段内的各个聚类与子聚类均作为自然路段的子路段，则自然路段被分成k个子路段，各个子路段的长度l_k为各个子路段中距离自然路段两个自然节点距离最近的两车辆的间距；由此通过下式可得到各个自然路段中各子路段内车辆的平均速度为：