[发明专利]一种基于道路拓扑结构的车辆信息无线采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通领域，特别是涉及智能交通中的车辆信息局部无线自组织采集方法。

背景技术

智能交通系统(ITS)是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。而在智能交通系统中，交通数据的收集是智能应用的基础。而交通数据中，车辆的数据是重要的一类。该数据可以包含车辆的速度和对应的时间戳信息。车辆信息可以转化为路况估计、路径规划等十分有用的智能交通相关信息。车辆的数据收集中，收集效率是重要的问题。

本发明旨在结合道路的拓扑信息，优化数据收集过程，降低时间消耗，提高效率。

发明内容

本发明的目的主要是，以较低的时间花费，进行车辆信息的无线自组织式的局部区域收集。

本发明技术方案：

一种基于道路拓扑结构的车辆信息采集方法，其特征在于，方法如下：

在路网中，以三叉路口和十字路口为结点，称为连接结点。以连接结点为起点或者终点，形成路段。每条路段只有一个起点和一个终点。起点是指车辆可以进入该路段的位置，即入口；而终点是指车辆可以离开改路段的位置，即出口。

一个连接结点或者一个路段的内向邻居路段是指，车辆按照交通规定可以来到该连接结点或者路段的路段，并且在该路段或者连接结点与所述内向邻居路段之间没有其他的路段，即直接相邻。车辆按照交通规定可以从该连接结点或者路段的路段来到该外向路段，并且在该路段或者连接结点与所述外向邻居路段之间没有其他的路段，即直接相邻。

一个连接区域是以一个连接结点为核心，及其内向邻接路段组成的区域。该区域只包含路段和连接结点，并不包含道路以外的其他区域。

本方法将数据收集的时间轴按照等长的时间段T进行划分，每一个时间段作为数据收集的一个时间单位。每个时间段结束的时候就是数据收集的时间点。

按照是否配置GPS定位设备将车辆分为可定位和不可定位的车辆；按照是否配置有无线通讯车辆将车辆分为可以发送和接收信息的车辆和不可以进行发送和接收信息的车辆。既具有定位能力又配置有无线通讯设备的车辆可以将自己在当前所在时间段T内自己在n个位置的经度、纬度、速度等信息形成数据包发送出去。并且该车辆可以接收其他车辆发送的该形式的数据包。

对于一个特定的连接区域J，在一个特定的T内，当该T即将结束时，在J内仅有一个发起者作为数据的收集者S。J内的其他的车辆将作为信息的提供者。S本身也可以将自己的数据作为最终数据的一部分进行上传。

每辆车可以发送两种类型的数据包，或者称两种不同的消息。第一种是发起消息：发起消息用于通知其他车辆，该消息的发送者正要发起一次数据收集过程；发起信息的格式为{时间戳，发起车辆的ID，连接区域的ID}。第二种是应答信息：应答消息用于应答别的车辆传来的发起信息；应答信息的格式为{时间戳，应答车辆的ID，历史时间戳，历史位置，历史速度值}。

RSU设置于路网的连接处。通过RSU来上传信息是一种很快的方式。而且，如果一辆车距离J中的连接点很近，它在J内将会有更广的无线通讯覆盖范围，以便与其他车辆进行通信。在此定义连接区域J的中心点为P_J。我们从以下两个方面考虑，以给竞争发起者的车辆赋予优先级：

方面1：如果两个车r₁和r₂同时距离P_J相同的距离，但是r₁的行驶方向是靠近P_J，而r₂的行驶方向是远离P_J，那么r₁将具有比r₂更高的优先级。这是因为驶近的车辆将比驶远的车辆有更多的时间进行通信。

方面2：如果r₁和r₂都在驶向P_J，并且都离P_J很近，但是r₁更近一些。在此种情景下，我们并不简单地认为r₁一定比r₂具有更高的优先级。这是因为由于车辆的移动，在很短的时间以后，也许r₂比r₁更适合去跟所有其他车辆进行通信。