专利名称：一种实时动态交通信息采集处理发布的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于城市道路交通路况信息的处理应用领域，特别是涉及一种实时动态交通信息采集处理发布的方法和系统。
背景技术：
近年来，城市交通拥堵、交通事故频发、交通环境恶化以及能源短缺等成为当前世界各国面临的共同问题，无论是发达国家还是发展中国家都承受着交通问题的困扰。解决交通问题的传统办法是修建或扩建道路，但是，随着人口的增长，城市人均居住面积日益减少，可供修建道路的空间也越来越少。同时，交通系统是一个复杂的综合性系统，单独从道路或车辆的角度来考虑，都将很难解决交通问题。在这种背景下，把车辆和道路综合起来系统地解决交通问题的思路油然而生，智能交通系统由此确立。
智能交通系统(Intelligent Transportation System，简写为ITS)是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的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。从而使交通运输达到人—车—路综合协调的新境界，提高道路的使用效率，节约能源，保护环境，减少塞车、提高车速及降低交通事故。智能交通的主要目标就是实现整个城市交通运输系统现代化，而城市交通运输现代化关键环节是各类交通信息的高度融合和共享，以及提供实时动态交通信息服务来满足公众越来越迫切的交通信息需求。
但是由于ITS是一个非常纷繁复杂的系统，现有技术仅仅在实验室和理论层面能够实现，应用到实际的信息采集发布中还存在很多的问题需要解决。
例如，对于作为整个]TS信息系统重要基础的道路实时动态交通信息，理论中提出的浮动车交通信息采集技术，它利用GPS车载装置和无线通信设备将车辆动态信息(如时间、速度、坐标、方向等)实时的传送到浮动车信息处理中心，经过汇总、处理后生成反映实时道路拥堵情况的交通信息。在实际应用中，其存在以下具体问题
首先，正是由于浮动车具有采集效率高、实时性好等特点，导致需要处理的交通数据量较大，并且由于交通数据发布对实时性的要求极高，具体采用怎样的信息处理过程才能保证信息处理和发布的即时性，节省计算资源，满足实际需要，这些现有技术并没有提出解决方案，仍仅仅停留在理论和实验室层面。
其次，为了减少服务器的计算压力，提高信息发布的即时性，可以减少浮动车数量。但是当用于采集交通数据的浮动车数量不能达到要求时，交通信息的道路覆盖率就会较低，此时的交通信息发布就完全失去了其存在的意义。
综上所述，现有技术仍仅仅停留在理论和实验室层面，还有很多具体应用中的技术问题无法解决，实用性极差，无法满足公众对实时交通路况信息的实际要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实时动态交通信息采集处理发布的方法和系统，以解决现有技术不具有较高的实用性，无法满足公众对实时交通路况信息的实际要求的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种实时动态交通信息采集处理发布的方法，包括接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
其中，所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
优选的，所述的方法，还可以包括过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。以及，根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。
优选的，所述的方法，还可以包括综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。
如果所述交通路径的单位元素为单位路段，通过以下步骤完成融合处理对应每个单位路段，判断浮动车行驶路段的个数，若为1，则平均行车速度等于所述浮动车行驶路段的平均行车速度；若大于1，则平均行车速度为行驶时间最新且速度最大的浮动车行驶路段的平均行车速度。
本发明还要求保护一种实时动态交通信息采集处理发布的方法，包括接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；接收通过固定检测手段获取的源数据，并通过计算将固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息；融合处理所述多个行驶路段路况信息以及多个检测路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；根据发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
本发明还公开了一种实时动态交通信息采集处理发布的系统，包括采集接收子系统，用于接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；初步处理子系统，包括多组并行运行的初步处理服务器，所述初步处理服务器包括行驶路段计算模块，用于周期性的对相应组的浮动车源数据进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理子系统，用于融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；发布子系统，用于根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
所述初步处理服务器还可以包括过滤模块，用于过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；坐标转换模块，用于将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标；或者，所述采集接收子系统还包括过滤模块，用于过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；坐标转换模块，用于将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。
进一步，所述初步处理服务器还包括地图匹配调整模块，用于根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。以及，行车路径确定模块，用于综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。
本发明还提供了一种实时动态交通信息采集处理发布的系统，包括采集接收子系统，用于接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；以及接收通过固定检测手段获得的源数据；检测路段计算单元，用于通过计算，将所述固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息；初步处理子系统，包括多组并行运行的初步处理服务器，所述初步处理服务器包括行驶路段计算模块，用于周期性的对相应组的浮动车源数据进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理子系统，用于融合处理所述多个行驶路段路况信息以及多个检测路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；发布子系统，用于根据发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
与现有技术相比，本发明具有以下优点首先，本发明提出了一种能够实际应用的解决方案，迈出了从实验室到城市应用的重要一步，整个系统架构合理清晰、易于实现、成本较低。
其次，本发明所提供的实时动态交通信息采集处理发布的方法和系统，通过对数据结构的设定以及对处理过程的仔细分析，将处理过程分为初步处理和融合处理两部分；并且对于占用计算资源较多的初步处理过程采用分布式架构，采用多组初步处理服务器同时进行初步处理，并且每个初步处理服务器仅负责一定数量的浮动车采集的源数据，然后汇总所有经过初步处理的数据，由融合处理服务器完成整个交通数据的最终处理。上述处理过程的设定和安排可以大大提高批量交通数据同时处理的能力，保证交通信息发布的即时性。
再者，通过模型计算等方式，将采用其他采集方式获取的交通信息数据转换为与本发明浮动车采集的数据相类似的源数据(例如，针对各个检测路段的路况信息)，并以特定格式存储，从而使得本发明的融合处理过程可以对其他采集方式获取的交通信息数据与浮动车采集的交通信息数据共同进行融合处理。当浮动车数量不足的情况时，本发明也可以保证交通信息发布的准确度和区域覆盖度。
图1是本发明的系统逻辑结构视图；图2是本发明系统实施例1的结构框图；图3是本发明实施例中行驶路段的示意图；图4是本发明系统实施例2的结构框图；图5是本发明系统实施例3的结构框图；图6是本发明方法实施例1的步骤流程图；图7是本发明方法实施例2的步骤流程图；图8是本发明方法实施例3的步骤流程图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
本发明的核心思想在于，提供一种实时动态交通信息采集处理发布系统和方法采用浮动车采集技术，同时可以接收其它类型的交通信息；采用分布式并行处理方式，即有多条处理流水线同时并行完成数据采集、地图匹配、行车路线推测和浮动车路段路况处理，并且可以根据浮动车的规模随时调整处理流水线的数量。各条处理流水线生成的浮动车路段路况信息再经过交通信息融合处理，同时其它类型的交通信息数据可以加入到融合处理中，最终生成描述道路交通拥堵情况的路况信息。道路路况信息一方面经由发布平台，通过互联网、公众移动网络、调频广播和数字广播等通信方式，面向PC机、手机、智能终端和车载终端，为公众提供交通路况显示、道路路况信息查询和最优路径查询等服务，满足大众对实时动态交通信息的需求；同时支持车辆监控、道路路况监控和交通突发事件监控，为交通管理提供决策和帮助。
本发明从逻辑分层角度可分为数据层、逻辑层、应用层、通信层和表现层。系统的逻辑结构视图如附图1所示。
其中数据层部分主要是本发明各部分处理过程所使用到的数据资源，包括浮动车数据与其它类型的交通信息数据源、地图信息数据、生成的实时交通路况信息和处理过程中生成的中间数据文件等等。
逻辑层部分是指实现本发明需要完成的主要功能，包括采集接收、过滤转换；地图匹配、行车路线推测、浮动车路段路况处理和交通信息融合处理；车辆监控、交通路况监控和交通突发事件监控；发布业务中图片处理部分的制作矢量图、制作图片，以及数据处理部分的道路路况查询处理、路径规划处理和语言识别引擎等等。
应用层部分是指本发明所能够提供的业务服务，包括网站业务、WAP业务、短信业务、彩信业务和车载终端数据服务，以及监控显示和监控管理服务。业务内容主要是道路路况显示、道路路况查询和最优路径查询，方式有数据服务和图片服务。其中车载终端数据服务主要是以一定内容和格式向车载终端发送实时动态交通信息数据。
通信层部分是指本发明提供服务所采用的通信方式，目前主要是互联网、GPRS、CDMA、GSM、FM和数字广播。
表现层部分是指本发明提供服务所支持的终端设备，包括PC机、笔记本电脑、普通手持终端、智能手持终端和车载终端。
为详细说明本发明内容，首先需要对发明中涉及到的交通路径的单位元素进行说明。
一般情况下，用来描述一个城市道路网的地理信息的道路地理信息数据是由点、路链、道路构成的，其中道路包含路链，而路链又包含点。参照表1、表2和表3，分别示出了道路地理信息数据结构。
表1道路信息数据表
表2路链信息数据表
表3点信息数据表
道路的属性信息包括道路标识(ID)、道路等级、道路类型、道路名称、方向、道路长度、所包含的路链数和路链信息列表。其中，道路ID是通过对整个城市道路网进行分类编号而分配给每条道路的号码；道路名是地图领域统一使用的标准路名，如“学院路”；道路等级描述道路的级别，总共分为“一级”、“二级”和“三级”；道路类型描述道路的归类，包括环路(又分为主路和辅路)、主干路、快速路、主要街道和一般道路；道路方向包括东、南、西、北四种信息；道路长度描述的是在某个方向上所述道路的长度，单位为米；路链信息列表描述的是道路在某个方向上从起点到终点空间上连续的一系列路链的属性信息。
路链表示道路上相邻的两个交叉点之间的部分，路链的属性信息包括路链号、路链序号、路链长度、路链起点到道路该方向上终点的距离、点数和点数组。其中，路链号为路链在整个路网中的唯一编号；路链序号描述路链在道路某方向路链数组中的位置；路链长度描述路链的长度，单位为米；点数为路链上节点的个数；点数组描述路链上从起点到终点一系列连续的点的属性信息。点是构成道路和路链的最基本元素，点的属性包括经度、纬度和点到路链终点的距离。
在本发明发布的路况信息中，没有使用点，而采用单位路段作为交通路径的单元元素之一。所述单位路段可以由一条路链等分得到，不同路链的单位路段的长度可以是不同的。这样可以避免采用点这个最基本元素发布路况信息所带来的计算量大大增加的问题，同时可以基本满足路况信息即时准确的需要。
参照图2，是本发明实时动态交通信息采集处理发布的系统的结构框图，该系统包括采集接收子系统201、初步处理子系统202、融合处理子系统203和发布子系统204，具体描述如下采集接收子系统201，用于接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；浮动车采集技术是利用GPS车载装置和无线通信设备将车辆动态信息(如时间、速度、坐标、方向等)实时的传送到浮动车信息处理中心。该数据采集的具体过程为本领域技术人员说熟知，并且，并发明对具体的采集过程也没有更多的改进之处，所以在此不加以详述了。
为了后续的初步处理过程可以并行进行，提高动态数据处理发布的即时性，本发明所述采集接收子系统201所接收的浮动车源数据为分组存储的，所述分组存储可以通过以下两种方式实现1、将浮动车分为多个组，例如，以一个浮动车调度中心所管理的浮动车为一个组，对应一个采集接收模块，该模块专用于接收该浮动车调度中心的浮动车所采集的源数据，然后存储至数据库，等待初步处理子系统202调用相应数据。即所述采集接收子系统可以包括多个采集接收模块。该实现方式可以提高并行接收源数据，提高接收、存储的效率，保证即时性。(如图2所示)2、所述采集接收子系统201用于接收所有的浮动车所采集的源数据，然后根据地区或者其他因素将所有的浮动车源数据分组进行存储，例如，可以依据不同的组存储至不同的数据库中或者同一数据库中不同表中。该实现方式可以实现对浮动车源数据的根据处理需要的分组，例如，将在某个区域内的浮动车源数据范围一组，则在后续的数据初步处理中可以保证一个初步处理服务器仅仅处理某个特定区域内的源数据，不需要调用其他区域的地图数据，从而提高初步处理的效率。
以上两种方式可以满足不同的应用情况，本领域技术人员可以根据需要选择使用或者组合使用。
所述采集接收子系统201可以通过专线建立网络连接，以TCP/IP方式接收源数据。
浮动车源数据的内容和格式具体可以如表4所示表4
初步处理子系统202，包括多组并行运行的初步处理服务器，所述初步处理服务器包括行驶路段计算模块，用于周期性的对相应组的浮动车源数据进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段。
所述周期即根据信息发布更新的频率而确定(一般为1-10分钟，优选的为5分钟)，所述初步处理子系统202可以每隔一个处理周期就从数据库中读取最新一个更新周期内的数据，即用于对每个周期内的源数据进行初步处理，得到符合后续融合处理要求的数据。
本发明将每个浮动车在本周期内采集的各个点数据，经过初步处理变换为每个浮动车的各个行驶路段的路况信息。
例如，参照图3所示，假设某个浮动车在本周期内采集了10个点数据(如图3中的点1-10)，初步处理子系统要将这些源数据变换为针对各个行驶路段的路况信息数据(如图3中的线段a-i)。
所述行驶路段的选取一般为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段。所述预置时间点可以为采集时间点，这是最细最准确的一种划分(例如，如3中的a就是一个行驶路段)。如果希望降低数据计算量，所述预置时间则可以为两倍或者多倍的采集时间(例如，如3中的a+b+c为一个行驶路段)。
所述行驶路段的选取一般还需要考虑在同一路链上划分，优选的，如果某个根据上述方法确定的行驶路段横跨两个相邻路链，则依据路链交点将所述行驶路段划分为两个行驶路段。这是因为路链是后续的融合处理中所依据的一个单位元素，一个行驶路段中不应该包括两条路链的路况信息。另外，当相邻两个车辆点所在路链不连通时，则可以补充出连接路链并进行行驶路段路况计算。如此依次完成所有浮动车所行驶道路的路段路况信息的计算。
设浮动车在一个周期内的车辆投影点信息参数分别为坐标pi(x，y)，x表示经度，y表示纬度；点到道路终点的距离Si；道路号n；时刻ti；其中i＝1、2、…、k，k为一个周期内车辆投影点记录的数量。然后根据所述参数计算浮动车所覆盖道路的各个行驶路段的平均行车速度、行车时间、路段长度以及路段起点到所在道路终点的距离。设各个路段的长度为Li，行车时间为Ti，平均行车速度为Vi，则计算公式如下Li＝Si-Si-1；Ti＝ti-ti-1；Vi＝Li/Ti。
融合处理子系统203，用于融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息。即将表现各个浮动车信息的数据转换为针对交通路径的路况信息，从而便于通过地图的方式发布。
经过行驶路段路况计算处理后获得的道路交通状况是每辆浮动车单独反映的信息，在该周期内的同一条路链上可能存在多辆浮动车，各辆车所反映的拥堵路段信息也会不同，因此需要对该路链上所有车辆产生的行驶路段路况信息做进一步的融合处理，以生成实时动态的交通路况信息，这就是交通信息融合处理子系统所完成的工作。
如前所述，本发明所述的交通路径中的单位元素可以为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。本发明将道路划分为单位路段、路链、道路这三个层次，一般情况下，道路大约几千米长，路链大约几百米到一千米长，单位路段则大约一两百米，从而可以根据不同需求，发布单位路段路况信息、路链路况信息、道路路况信息三者中任一个或者任意组合，既可以满足各种路况信息的需求，同时不会大大增加数据计算量。
融合处理过程可以采用如下的计算方法将所述路链从终点开始按距离系数S进行等分，每隔距离S设置一个节点，路链起点作为最后一个节点，最后一个距离小于S的部分可作为一个单独路段，假设该路链一共分成了p个路段。距离系数S可根据具体应用调整，当S很小时，可以认为节点处的平均行车速度与前一节点的平均行车速度相同。
从第一个节点开始，依次推算跨越每个节点的浮动车行驶路段的个数，若行驶路段个数为0，则表示该点处无浮动车行驶经过，其平均行车速度为不明；若行驶路段个数为1，则该点的平均行车速度等于所述浮动车行驶路段的平均行车速度；若行驶路段个数大于1，则表示有多辆浮动车从该点经过，取时间最新且速度最大的那条浮动车行驶路段的平均行车速度作为该点的平均行车速度。当然，上述算法仅仅是本发明优选实施例的一种，也可以采用其他算法计算，如取多个行驶路段平均行车速度的平均值。
针对一般的路况信息发布，仅仅需要是否拥堵就可以了，而不需要详细的行驶速度数值，所以优选的，可以计算得到拥堵状态参数进行发布即可，例如平均行车速度小于或等于20千米/小时的，参数值为1，表示拥堵状态；大于或等于40千米/小时的，参数值为3，表示畅通状态；大于20千米/小时且小于40千米/小时的，参数值为2，表示一般状态。
由于路链由多个单位路段组成，而道路则由多个路链组成，所以本发明可以根据所述单位路段的路况信息，计算得到路链的路况信息；进一步，可以根据所述路链的路况信息，计算道路的综合路况信息。
融合处理之后得到的交通路径中的单位元素路况信息的内容和格式具体可以如下表所示表5道路交通信息数据表
表6路链交通信息数据表
表7单位路段交通信息数据表
发布子系统204，用于根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。所述发布的方式可以为普通数据方式或者图片方式；所述发布的交通信息数据可以包括路况显示数据、路况查询数据或者最优路径查询数据。
发布子系统204负责将道路交通路况数据经由发布平台，通过互联网、公众移动网络、调频广播和数字广播等通信方式，向公众提供交通路况显示、道路路况信息查询和最优路径查询等实时动态交通信息服务。发布子系统204由后端处理平台和前端发布平台组成。其中后端处理平台包括图片处理和数据处理，图片处理为前端发布平台所涉及到的图片显示服务提供实时动态交通路况图，如网站地图显示、道路路况查询显示和彩信路况图片等；数据处理支持前端发布平台的数据查询业务，如道路路况查询、最优路径查询等。前端发布平台提供各种形式的发布业务，包括网站业务、WAP业务、短信业务、彩信业务和车载终端业务等等。下面对发布子系统204的各个组成部分进行详细描述发布子系统204的后端处理平台包括图片处理单元和数据处理单元。
其中，所述图片处理模块可以包括矢量图制作模块，用于将处理子系统生成的实时动态交通路况信息数据转换为矢量图数据，按照交通拥堵程度和显示效果划分图层等级；以及图片制作模块，用于将生成描述实时动态交通路况信息的矢量图数据转换为图片，根据不同业务的要求设置图片的大小样式，满足用户的实际需求。
所述数据处理单元可以包括语言识别引擎、道路路况查询处理模块和路径规划处理模块。
语言识别引擎，用于实现对用户输入的关键词或句子的语言识别，包括语义分析、分词提取、错别字处理、拼音处理、首字母处理等，将用户输入转换为系统可识别的关键词，如用户输入“学园路”可转换为“学院路”；输入“从学院桥到西直门桥怎么走”可转换为路径查询的起点“学院桥”和终点“西直门桥”两个关键字。语言识别在网页信息搜索等领域已经普遍应用，在此不再详述；道路路况查询处理模块，用于根据输入的道路、桥、路口或POI名称关键字来查询它的实时交通路况信息；路径规划处理模块，用于根据输入的起点和终点的名称关键字来规划一条最优路径，包括时间最少、距离最短和综合最优等。
发布子系统的前端发布平台可以包括WEB发布单元、WAP发布单元、短信彩信发布单元、车载终端发布单元等。其中，所述WEB发布单元可以包括道路路况展示模块，用于通过网站提供城市道路网整体实时动态交通路况的展现图；道路路况查询模块，用于查询某条道路的实时交通路况信息，包括文字描述和图片展示等；最优路径查询模块，用于查询从某个起点到终点的一条最优路径，包括时间最少、距离最短和综合最优，表现形式有文字描述和图片展示等。
所述WAP发布单元可以包括道路路况查询模块，用于查询某条道路的实时交通路况信息，包括文字描述和图片展示等；最优路径查询模块，用于查询从某个起点到终点的一条最优路径，包括时间最少、距离最短和综合最优，表现形式有文字描述和图片展示等。当然，由于WAP终端的处理能力有限，所以该发布单元发布的图片显示与网站展示会有所不同，其分辨率、大小和样式更符合WAP终端的需求。
所述短信或者彩信发布单元可以包括道路路况查询模块，用于查询某条道路的实时交通路况信息，包括文字描述和图片展示等；最优路径查询模块，用于查询从某个起点到终点的一条最优路径，包括时间最少、距离最短和综合最优，表现形式有文字描述和图片展示等。当然，对于短信发布而言，仅仅只能提供文字描述发布方式。
所述车载终端发布单元可以包括数据转换模块，用于将融合处理生成的道路路况信息转换为满足终端要求的数据格式；以及数据传输模块，用于建立和维持与车载终端的无线网络连接，传输实时动态交通路况信息数据。
优选的，本发明还可以包括监控子系统205，用于根据发布子系统发送的包括交通事件信息数据或行车路径数据的交通信息数据，实现车辆监控、路况监控以及交通突发事件监控。所述发布的交通信息数据还包括交通事件信息数据或行车路径数据。
监控子系统205主要用于负责对当前运行的浮动车进行车辆状态、道路路况和交通事件的监控管理，为车辆调度和道路交通的管理提供决策支持。该子系统一般可以由车辆监控单元、道路交通路况监控单元和交通突发事件监控单元组成。其中，车辆监控单元，用于根据所接收的浮动车行驶路径数据，负责监控车辆当前的状态参数如位置、速度、方向、是否空载等，能够在地图上实时跟踪车辆的行驶轨迹，并记录车辆的行驶日志；道路交通路况监控单元，用于根据所接收的单元元素路况信息，负责监控当前主要道路和路口的交通路况，如环路、横轴路、快速路等，能够在地图上动态显示各条路的实时路况，并记录路况的变化情况；交通突发事件监控单元，用于根据所接收的交通突发事件数据信息，负责监控城市主要道路发生的突发事件信息，如交通事故、交通限行、道路施工等，对事件发生的位置、起止时间、影响范围进行监控和记录。
为了满足上述监控子系统205对数据的需要，所述发布子系统204还需要发布交通事件信息数据或行车路径数据，具体内容和格式可以如表8和表9所示优选的，本发明中的行车路线推测数据以CSV格式的文本文件存储。CSV(COMMA SEPARATED VALUE)一般翻译为逗号分隔值文件，是一种纯文本文件。这种采用CSV格式的文本文件存储中间生成数据的方式，可以有效的提高的系统的处理效率，使得道路交通路况信息的实时性更强。
表8行车路线推测数据文件的内容和格式。
表9交通事件信息数据的内容和格式
参照图4，是本发明实时动态交通信息采集处理发布系统实施例2的结构框图。
实施例2与实施例1的核心思想是相同的，其区别在于，实施例2更加完善，可以进一步包括过滤模块，用于过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；坐标转换模块，用于将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。
在浮动车源数据中，有一些源数据的参数可能明显不符合要求，通过预置条件将其尽早去除，避免增加后续数据处理的负担以及降低结果信息的准确度。例如，源数据的时间参数明显不在本次处理周期内，或者GPS坐标明显不在本系统的处理区域内，则可以肯定是错误的源数据，需要过滤去除。
一般的浮动车源数据都是以GPS坐标(例如经纬度)的方式存储的，而动态交通信息发布时依据的电子地图坐标往往与GPS坐标并不相同，此时就需要将源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。
上述的过滤模块和坐标转换模块可以位于所述采集接收子系统中(图4所示)，即对所接收的源数据经过过滤和坐标转换等预处理之后再存储至数据库。当然，上述的过滤模块和坐标转换模块也可以位于各个初步处理服务器中，用于并行处理过滤和坐标转换过程。
优选的，实施例2中的所述初步处理服务器还可以包括地图匹配调整模块，用于根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。由于浮动车传送的GPS数据存在漂移，因此首先要对浮动车的坐标数据进行纠错处理，地图匹配就是根据数字地图的道路坐标数据调整车辆坐标数据，使其落到可能正确的行驶道路上。该部分主要完成车辆坐标数据点投影的工作，即通过将浮动车各个时刻的车辆点数据向周围道路进行匹配投影，最终能够获得其可能的行驶道路(例如，以最小的投影距离为判断依据)和相应的投影点信息。
优选的，实施例2中的所述初步处理服务器还可以包括行车路径确定模块，用于综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。一方面，该模块得到的行车路径数据，可以用于实现浮动车辆的监控；另一方面，可以进一步确定该浮动车在本周期内的每个车辆点的正确投影点数据，避免得到错误的投影点数据。因为当一个车辆点周围存在多条道路时，仅仅根据匹配投影可能无法得到唯一的匹配结果，所以需要进一步对该浮动车的行车路径进行确定，通过行车路径就可以确定该浮动车在本周期内的每个车辆点的正确投影点数据。
参照图5，是本发明实时动态交通信息采集处理发布系统实施例3的结构框图。
实施例3与实施例1、2的核心思想是相同的，故相同之处不再详述，其区别在于，所述实施例3还可以融合处理其他采集方式采集的路况信息源数据。
传统的交通信息采集方式一般都是采用固定检测手段采集数据的，如感应线圈、检测器、视频监控等，都属于固定检测类型，主要测量实时交通流在固定点处的变化情况，它相对与浮动车移动式的采集技术有着明显的劣势，如测量范围有限，可测参量有限，安装和维护成本高，受环境和天气因素影响大。而浮动车属于移动监测方式，它是测量交通流在交通网络各离散点处动态变化的特性，它的优点主要有测量范围广，采集效率高、实时性好，准确性高，安装和维护成本低。同时，浮动车技术的应用也存在约束条件，如当浮动车数量不能达到要求时，交通信息的道路覆盖率就会较低，如果加入其它交通信息数据源，则可以大大提高覆盖效果。
因此实施例3就提供了一种可以将多渠道得到的源数据一同进行融合处理的解决方案其中，所述采集接收子系统，除了能够接收浮动车源数据，还可以接收通过固定检测手段获得的源数据。例如，如图5所示，系统实施例3还可以包括一固定检测源数据接收单元，用于接收通过固定检测手段获得的源数据。
为了兼容固定检测源数据，则系统实施例3还可以包括检测路段计算单元，用于通过计算，将所述固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息。所述采集接收子系统接收了多个固定检测源数据，则可以得到多个检测路段的路况信息。
上述的检测路段计算单元以及固定检测源数据接收单元，可以分别位于所述初步处理子系统和所述采集接收子系统中；二者也可以形成一个新的子系统而独立存在；或者，二者也可以都位于所述融合处理子系统中，总之，包括上述单元就可以实现对其他类型源数据的兼容和融合，本发明无须限定上述单元的存在位置，图5所示仅仅为一个优选实施例。
虽然很多非浮动车采集的交通信息数据与浮动车数据源数据的格式和内容有很大不同，但是可以通过设置相应的模型，经过处理将其转换为描述一个或若干个检测路段的路况信息，如平均车速等。其中，所述检测路段一般为两个固定检测点之间的路段，区别于上述浮动车行驶路段和单位路段的概念。表10是对符合融合处理要求的数据内容格式的具体要求。
表10
以磁感线圈采集方式为例，采集到的源数据是描述道路上埋设线圈的各个点的截面的交通流量，通过现有的一些模型的处理，可以计算出相邻两个线圈之间路段的平均车速，同时可以获得各个线圈埋设点的坐标和所在道路、路链，这样就可以转换为上面要求的数据内容格式。基于所述信息并结合浮动车数据，便可以进行交通信息融合处理，使得生成的道路交通路况更加准确、全面。
在实施例3中，在计算每个单位路段的路况信息时，需要综合考虑浮动车行驶路段的路况信息和其他类型源数据转换得到的检测路段的路况信息，融合处理方法可以为
将所述路链从终点开始按距离系数S进行等分，每隔距离S设置一个节点，路链起点作为最后一个节点，最后一个距离小于S的部分可作为一个单独路段，假设该路链一共分成了p个路段。距离系数S可根据具体应用调整，当S很小时，可以认为节点处的平均行车速度与前一节点的平均行车速度相同。
从路链的第一个节点开始推算跨越每个节点的浮动车行驶路段和检测路段的个数，当浮动车行驶路段的个数为0时，取检测路段路况信息中时间最近和速度最大的为该点的平均行车速度；当检测路段的个数为0时，取行驶路段路况信息中时间最近和速度最大的为该点的平均行车速度；当浮动车行驶路段的个数大于或等于1时，该点的平均速度为v＝α*v1+β*v2，其中v1为浮动车行驶路段中时间最新且速度最大的路段平均行车速度，v2为检测路段路况信息中时间最近和速度最大的路段平均车速，而且α+β＝1。按照所述过程依次计算完所有节点的平均行车速度，也就得到了该路链上所有单位路段的平均行车速度。具体算法当然还可以有更多的演绎，在此无法一一详述，仅仅给出了上述的一个优选算法。
参照图6，是本发明实时动态交通信息采集处理发布方法实施例1的步骤流程图，由于图6所示方法实施例与前述系统实施例的核心思想相同，所以重复之处不在详述，请参见前述相关部分即可。该实施例具体包括以下步骤步骤601，接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；步骤602，周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；优选的，步骤601之后或者602之后还可以包括过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；以及将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。用于去除明显错误的源数据，以及转换为与发布信息相同的地图坐标。
优选的，步骤602还可以包括根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。由于源数据中的GPS坐标有可能并不在准确的道路路径坐标上，所以需要加以调整，确定该数据点到底表示的是地图中哪一点的路况信息。
但是仅仅根据地图道路的坐标单独对每个数据点进行校正，其准确度较低，并且经常会出现存在多个可能正确的投影点，所以进一步，步骤602还可以包括综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。通过该浮动车在本周期内的行车路径进一步校正每个数据点的正确位置，从而确保最终结果的准确。
步骤603、融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；优选的，本发明中，所述单位元素可以为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
优选的，在融合处理中需要判断所述行驶路段是否跨越路链，如果是，则依据路链交点将所述行驶路段划分为多个行驶路段。这样的划分仅仅是为了计算方便，不需要重复调用某个行驶路段路况信息数据而已。
上述的融合处理中，假设所述交通路径的单位元素为单位路段，则可以通过以下步骤完成融合处理对应每个单位路段，判断浮动车行驶路段的个数，若为1，则平均行车速度等于所述浮动车行驶路段的平均行车速度；若大于1，则平均行车速度为行驶时间最新且速度最大的浮动车行驶路段的平均行车速度。
然后根据组成路链的多个单位路段的路况信息得到该路链的路况信息数据，进一步根据组成道路的多个路链的路况信息得到该道路的路况信息数据。
步骤604、根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
其中，所述发布的方式为普通数据方式或者图片方式；所述发布的交通信息数据为路况显示数据、路况查询数据或者最优路径查询数据。如果需要实现监控功能，则所述发布的交通信息数据还需要包括交通事件信息数据或行车路径数据。
参照图7，示出了本发明实时动态交通信息采集处理发布的方法实施例2的步骤流程图，具体包括以下步骤步骤701、接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；步骤702、接收通过固定检测手段获取的源数据，并通过计算将固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息；步骤701和步骤702之间并没有固定的顺序关系，二者可以并行、也可以先后进行。
步骤703、融合处理所述多个行驶路段路况信息以及多个检测路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
步骤704、根据发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
上述方法实施例2与图6所示实施例基本相同，相同之处就不再赘述，二者的主要区别在于方法实施例2在融合处理浮动车数据的同时，还可以兼容处理其他类型的交通信息数据，如感应线圈、监测器、视频监控等固定检测类型数据。所述从多个数据源获取处理数据的方式，有效解决了由于浮动车数量较少而导致交通信息覆盖率不足的问题，而且还可以提高交通信息的准确性。因此，方法实施例2所提供的实时动态交通信息采集处理发布方法具有良好的可扩展性。
其核心在于将固定检测类型数据通过模型计算等方式，转换为针对检测路段的路况信息数据，从而可以同浮动车源数据得到的行驶路段路况信息数据一块进行融合处理，得到最准确、覆盖率最广的实时动态交通信息。
参照图8，是本发明方法实施例3的步骤流程图，实施例3在本发明核心构思的基础之上更为详细完善。具体包括以下步骤步骤801、接收各个车辆调度中心发送的浮动车数据；步骤802、接收到的浮动车数据进行过滤排错、坐标转换处理，最后存入到实时交通信息数据库中；步骤803、每隔一个更新周期从实时交通信息数据库中读取最新一个处理周期的浮动车数据；
步骤804、进行地图匹配处理，对浮动车的坐标数据进行纠偏，使其落在正确行驶道路上；步骤805、进行行车路线推测处理，计算出每辆浮动车在本处理周期的行车路线；步骤806、进行浮动车路段路况处理，计算出各条浮动车行驶路线上的路段路况信息；上述步骤801-806为多个模块并行进行的。
步骤807、读取接收到的其它类型的交通信息数据；步骤808、对各条处理流水线生成的浮动车路段路况信息和其它类型的交通信息数据进行交通信息融合处理，生成道路交通路况信息；道路路况信息分别提供给发布子系统和监控子系统，在图8中发布子系统涉及的步骤用虚线框8081表示，监控子系统涉及的步骤用虚线框8082表示。
对于发布子系统，先读取道路路况数据然后完成以下三个功能(1)根据道路路况数据制作矢量图，然后根据不同方式的图片请求来制作不同类型的图片，并发送各终端。例如，提供网站图片、提供WAP图片、提供彩信图片等等。
(2)根据不同方式的道路查询请求来进行道路路况查询处理，并将道路路况数据发送给终端；或者根据不同方式的最优路径查询请求来进行最优查询处理，并将道最优路径结果数据发送给终端。所述查询请求可以通过网站查询、WAP查询或者短信查询完成。
(3)将交通路况信息进行数据转换成支持车载终端的数据格式；并将实时道路交通路况信息发送到车载终端。该部分可以包括数据转换、数据传输和车载终端的服务支持三个模块。
对于监控子系统，主要包括以下三个功能(1)读取道路交通路况数据，进行道路交通路况监控；(2)读取行车路线数据，进行车辆监控；(3)读取交通事件信息数据，进行交通突发事件监控。
至此，本发明所述的实时动态交通信息采集处理发布的过程全部结束。
从上述详细的对本发明的描述可以看出，本发明与现有的其它的交通信息处理系统相比具有明显的优势本发明采用分布式并发处理的架构，数据处理能力强，能够支持超大规模的浮动车数据和其它类型交通信息数据的处理，同时分布式的特点也使得系统的应用部署实施更加灵活，可扩展性好。
本发明除了采用浮动车采集技术外，还可以融合其它类型的交通信息，如磁感线圈数据、交通事件信息等，从多维角度计算道路交通路况信息，实现多种类型数据的优势互补，使得对交通路况信息的描述具有多样性，同时也提高大大提高信息的覆盖率和准确性。
本发明提供了支持多种发布方式的平台，除了可以支持传统的网站交通路况显示外，还可以通过WAP、短信、彩信、IVR、人工语音等方式提供路况查询业务，同时可以向车载终端提供数据服务，为大众提供全面准确多样实用的实时动态交通信息服务，充分满足公众对交通信息的迫切需求。
并且，本发明在支持向公众的提供实时交通路况服务的同时，也可以实现车辆监控、道路路况监控和交通突发事件的监控，为道路交通管理部门的日常管理和长期规划提供有效的决策和支持。
另外本发明的数据测试结果表明，得到的道路交通路况信息中，北京市城市环路和主干路的准确率达到85％，整体路网的准确率超过70％。
以上对本发明所提供的一种实时动态交通信息采集处理发布的系统和方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种实时动态交通信息采集处理发布的方法，其特征在于，包括接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括判断所述行驶路段是否跨越路链，如果是，则依据路链交点将所述行驶路段划分为多个行驶路段。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述发布的方式为普通数据方式或者图片方式；所述发布的交通信息数据为路况显示数据、路况查询数据或者最优路径查询数据。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述发布的交通信息数据还包括交通事件信息数据或行车路径数据。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交通路径的单位元素为单位路段，通过以下步骤完成融合处理对应每个单位路段，判断浮动车行驶路段的个数，若为1，则平均行车速度等于所述浮动车行驶路段的平均行车速度；若大于1，则平均行车速度为行驶时间最新且速度最大的浮动车行驶路段的平均行车速度。
10.一种实时动态交通信息采集处理发布的方法，其特征在于，包括接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；接收通过固定检测手段获取的源数据，并通过计算将固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息；融合处理所述多个行驶路段路况信息以及多个检测路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；根据发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
12.一种实时动态交通信息采集处理发布的系统，其特征在于，包括采集接收子系统，用于接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；初步处理子系统，包括多组并行运行的初步处理服务器，所述初步处理服务器包括行驶路段计算模块，用于周期性的对相应组的浮动车源数据进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理子系统，用于融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；发布子系统，用于根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述初步处理服务器还包括过滤模块，用于过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；坐标转换模块，用于将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标；或者，所述采集接收子系统还包括过滤模块，用于过滤所述源数据中时间和/或GPS坐标错误的源数据；坐标转换模块，用于将所述源数据中的GPS坐标转换为电子地图坐标。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述初步处理服务器还包括地图匹配调整模块，用于根据电子地图的交通路径坐标数据，对所述源数据中的坐标数据进行调整，所述源数据包括多个离散的车辆点数据。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述初步处理服务器还包括行车路径确定模块，用于综合每辆浮动车在本周期内的所有车辆点数据，确定该浮动车在本周期内的行车路径，获得该浮动车每个车辆点的投影点坐标。
17.如权利要求12所述的系统，其特征在于所述发布的方式为普通数据方式或者图片方式；所述发布的交通信息数据为路况显示数据、路况查询数据或者最优路径查询数据。
18.如权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括监控子系统，用于根据发布子系统发送的包括交通事件信息数据或行车路径数据的交通信息数据，实现车辆监控、路况监控以及交通突发时间监控。
19.一种实时动态交通信息采集处理发布的系统，其特征在于，包括采集接收子系统，用于接收浮动车采集的源数据，所述浮动车源数据为分组存储；以及接收通过固定检测手段获得的源数据；检测路段计算单元，用于通过计算，将所述固定检测源数据转换为针对各个检测路段的路况信息；初步处理子系统，包括多组并行运行的初步处理服务器，所述初步处理服务器包括行驶路段计算模块，用于周期性的对相应组的浮动车源数据进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理子系统，用于融合处理所述多个行驶路段路况信息以及多个检测路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；发布子系统，用于根据发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述单位元素为单位路段、路链、道路三者中任一个或者任意组合，所述多个单位路段组成路链，所述多个路链组成道路。
全文摘要
本发明提供了一种实时动态交通信息采集处理发布的方法和系统，所述方法包括接收浮动车采集的源数据；周期性的对各组浮动车源数据并行进行处理，计算得到每个浮动车的各个行驶路段的路况信息；所述行驶路段为在该周期内两个相邻预置时间点之间该浮动车行驶过的路段；融合处理所述多个行驶路段路况信息，计算得到针对交通路径中各个单位元素的路况信息；根据请求发布相应的交通信息数据，所述交通信息数据包括单位元素路况信息，和/或对其经过处理的结果数据。本发明采用分布式并发处理的架构，能够支持超大规模的浮动车数据和其它类型交通信息数据的处理，同时还可以融合其它类型的交通信息，实现多种类型数据的优势互补。
文档编号H04H1/00GK1976296SQ20061016827
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者吕卫锋, 诸彤宇, 薛明, 于晓 申请人:北京世纪高通科技有限公司