測量路網(wǎng)中的交通速度的制作方法
【專利說明】測量路網(wǎng)中的交通速度
[000。 背景
[0002]在城市中的道路上行進的車輛消耗大量的燃料并生成大量各種形式的排放。做出 關于燃料消耗和車輛排放的政策決策的能力W燃料消耗和車輛排放的根本原因 W及與交 通有關的決策對燃料消耗和車輛排放的可能影響可被預測運一假設為前提。運些預測又依 賴于對實際的交通所產(chǎn)生的實際燃料消耗和車輛排放的合理準確的測量。
[000；3]概述
[0004] 提供本概述W便W簡化的形式介紹W下在詳細描述中進一步描述的一些概念。本 概述并不旨在標識出所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求 保護的主題的范圍。
[0005] -種計算機系統(tǒng)測量在具有多個路段的路網(wǎng)的地理區(qū)域(諸如城市或都市環(huán)境） 中的交通速度。傳感器可隨時間提供位置數(shù)據(jù)，例如用于在路網(wǎng)上的車輛(諸如一隊車輛） 的采樣。來自路段上的車輛的采樣的運一位置數(shù)據(jù)對于路段和時間兩者都是稀疏的。計算 機系統(tǒng)訪問樣本數(shù)據(jù)，該樣本數(shù)據(jù)將路段上所采樣的車輛的速度關聯(lián)到多個時隙中的時間 點。此樣本數(shù)據(jù)可從來自傳感器的位置數(shù)據(jù)得到。此樣本數(shù)據(jù)對于路段和時間兩者也都是 稀疏的。計算機系統(tǒng)還訪問定義不同路段之間和不同時隙之間的相關性的其它信息。運些 相關性數(shù)據(jù)可包括地理信息和歷史樣本數(shù)據(jù)。計算機系統(tǒng)使用相關性數(shù)據(jù)和稀疏樣本數(shù)據(jù) 得到對于至少當前時隙的該路網(wǎng)中的每個路段的至少平均車輛速度。計算機系統(tǒng)可從所估 計的平均車輛速度推斷交通量，從而提供已計算出平均車輛速度的每個路段的交通量的度 量。進而，計算機系統(tǒng)可計算各種環(huán)境數(shù)據(jù)，諸如燃料消耗和車輛排放。運些信息可針對任 何給定時隙在接收到來自傳感器的位置數(shù)據(jù)之后按照分鐘來提供。
[0006] 在W下描述中，對附圖進行了參考，附圖構(gòu)成了實施方式的一部分且在其中作為 示例示出了本發(fā)明技術的具體示例實現(xiàn)?？蒞理解，可W使用其他實施例并且可W做出結(jié) 構(gòu)改變而不背離本公開的范圍。
[0007] 附圖簡述
[000引圖1是一示例應用環(huán)境的框圖，其中計算機系統(tǒng)支持測量地理區(qū)域中的路段的交 通速度、交通量、燃料消耗和排放。
[0009] 圖2是描述諸如圖1的計算機系統(tǒng)的操作的示例過程的流程圖。
[0010] 圖3是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的解說性示例的圖示。
[0011] 圖4是描述軌跡映射模塊的示例實現(xiàn)的操作的流程圖。
[0012] 圖5是路段集合的解說性示例的圖示。
[0013] 圖6是歷史交通數(shù)據(jù)的示例度量的圖示。
[0014] 圖7是計算每個路段的平均交通速度的示例度量的圖示。
[0015] 圖8是描述計算每個路段的平均交通速度的示例實現(xiàn)的操作的流程圖。
[0016] 圖9是用于計算交通量的模型的解說性示例的圖示。
[0017] 圖10是可用于實現(xiàn)運樣的系統(tǒng)的組件的示例計算機的框圖。
[001引詳細描述
[0019] W下章節(jié)描述了諸如具有許多路段和許多車輛的都市環(huán)境中的測量路網(wǎng)中的交 通速度的計算機系統(tǒng)的示例實現(xiàn)。
[0020] 計算機系統(tǒng)100使用樣本數(shù)據(jù)測量交通速度，該樣本數(shù)據(jù)將路段上所采樣的車輛 的速度關聯(lián)到多個時隙中的時間點。運樣的樣本數(shù)據(jù)可從接收自傳感器的位置數(shù)據(jù)得出， 該傳感器隨時間提供所采樣的車輛的位置數(shù)據(jù)。此位置數(shù)據(jù)在圖1中被示出為所采樣車輛 的當前軌跡信息102。所采樣的車輛表示實際交通中的車輛的采樣。當前軌跡信息102針對 當前在路網(wǎng)中的路段上的車輛中的每個所采樣的車輛定義一時間段(或即時隙）中該車輛 隨時間的位置。例如，如下面更詳細地描述的，對于給定車輛，軌跡信息可由時間排序的空 間點序列定義，其中每個點是時間和地理空間坐標集的配對，該地理空間坐標集表示該時 間的車輛位置。
[0021] 實際交通中的車輛的樣本的位置數(shù)據(jù)可W許多方式獲得。在一個實現(xiàn)中，使用車 隊，其中該車隊中的每個車輛裝備有傳感器101，該傳感器提供該車輛的位置和時間戳。車 隊可包括各種類型的車輛中的任一者，諸如出租車、公交車、卡車、物流服務、或其它所定義 的車輛集合。傳感器可包括可檢測并傳遞在一時間點處車輛的位置的各種設備中的任一 者。此類傳感器向計算機系統(tǒng)傳送車輛標識和位置W用于執(zhí)行對在一時隙內(nèi)收集的數(shù)據(jù)的 實時測量。計算機系統(tǒng)進而計算一時隙內(nèi)的速度、量和環(huán)境度量W實時地提供所述度量。
[0022] 全球定位系統(tǒng)(GPS)設備是此類傳感器的一個示例。全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括針對 每個唯一標識的車輛的在一時間序列中的每個時間處的其對應全球位置坐標。此類信息還 可通過無線局域網(wǎng)的定位數(shù)據(jù)、路段中的回路傳感器、射頻標識(RFID)傳感器、W及收費站 傳感器和類似傳感器提供。一般而言，傳感器檢測車輛在一地點處的存在并向接收機傳送 該車輛的位置數(shù)據(jù)和標識數(shù)據(jù)。來自傳感器的數(shù)據(jù)具有相關聯(lián)的時間，且可被傳感器、發(fā)射 機或接收機加時間戳。來自多個傳感器的數(shù)據(jù)被收集并作為當前軌跡數(shù)據(jù)102被存儲在計 算機存儲中W供該計算機系統(tǒng)訪問。
[0023] 對其中的交通進行采樣的路網(wǎng)可由路網(wǎng)信息103來表示。路網(wǎng)信息可由一組互相 連接的路段來表示，其中每個路段由包括用地理空間坐標集表示的至少兩個端點和長度的 數(shù)據(jù)來表示。
[0024] 當前軌跡信息102和路網(wǎng)信息103被輸入到軌跡映射模塊104。軌跡映射模塊處理 當前軌跡信息102來將軌跡中針對車輛的每個點映射到路段。如果車輛的位置信息已經(jīng)包 括指示該車輛正在其上行進的路段的數(shù)據(jù)，則可避免運種映射。在給定軌跡信息中的點到 路段的映射的情況下，軌跡映射模塊104計算樣本數(shù)據(jù)106,該樣本數(shù)據(jù)將路段上所采樣車 輛的速度與多個時隙中的時間點相關聯(lián)。此樣本數(shù)據(jù)是車隊實際在其上行進的路段上的瞬 時交通的度量。如下面更詳細地描述的，在一個實現(xiàn)中，此樣本數(shù)據(jù)106可包括在一時隙期 間車輛在其上行進的每個路段上的平均車輛速度。
[0025] 來自對路段上的車輛的采樣的位置數(shù)據(jù)(例如當前軌跡數(shù)據(jù)102) W及將路段上的 所采樣車輛的速度與多個時隙中的時間點相關聯(lián)的樣本數(shù)據(jù)(例如，瞬時交通信息106)是 對于路段和時間兩者稀疏的數(shù)據(jù)集。計算機系統(tǒng)使用此稀疏數(shù)據(jù)來測量每個路段(包括沒 有其樣本數(shù)據(jù)的路段)上的平均車輛速度。為了執(zhí)行運種計算，計算機系統(tǒng)還訪問定義不同 路段之間和不同時隙之間的相關性的其它信息。運樣的相關性數(shù)據(jù)可包括例如地理信息W 及歷史樣本數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)。
[0026] 作為運樣的相關性數(shù)據(jù)的示例，路網(wǎng)信息103可被擴充W包括除了路段的端點之 外的針對每個路段的其它信息。運種附加地理信息可包括但不限于:描述路段的中間點的 集合、類型(例如，高速路、市區(qū)街道）、車道數(shù)量、W及方向（例如，單向還是雙向）。路網(wǎng)信息 103可包括該地理區(qū)域中的興趣點。興趣點可例如至少由與該興趣點相關聯(lián)的地理空間坐 標集或路段、W及其它屬性，諸如名稱、類別、地址等來表示。
[0027] 作為相關性數(shù)據(jù)的另一示例，樣本數(shù)據(jù)(例如，瞬時交通信息106)可按照時隙隨時 間收集W提供歷史信息108。
[0028] 瞬時交通信息106和相關性數(shù)據(jù)(諸如歷史信息108和路網(wǎng)信息103)被輸入到行進 速度估計模塊110。行進速度估計模塊110處理其輸入W生成路網(wǎng)中的每個路段的平均車輛 速度，其方式在下面更詳細地描述。平均車輛速度的方差也可被計算。具體而言，瞬時交通 信息是表示那些車輛在其上行進的路段上的車隊的平均速度的稀疏數(shù)據(jù)集。因為許多路段 在采集樣本的時間段期間沒有被該車隊進行，所W樣本數(shù)據(jù)相對于所有路段是稀疏的。行 進速度估計模塊使用來自其它源的相關性信息(諸如歷史信息和路網(wǎng)信息）來處理數(shù)據(jù)稀 疏性來計算不存在其樣本數(shù)據(jù)的其它路段的平均車輛速度。
[0029] 平均車輛速度112和路網(wǎng)信息103被輸入到行進量估計模塊114。其它信息(諸如天 氣信息118)也可作為輸入被提供。行進量估計模塊114處理其輸入來生成每個路段的交通 量116的估計，其方式在下