测量路网中的交通速度的制作方法
【专利说明】测量路网中的交通速度
[000。 背景
[0002]在城市中的道路上行进的车辆消耗大量的燃料并生成大量各种形式的排放。做出 关于燃料消耗和车辆排放的政策决策的能力W燃料消耗和车辆排放的根本原因 W及与交 通有关的决策对燃料消耗和车辆排放的可能影响可被预测运一假设为前提。运些预测又依 赖于对实际的交通所产生的实际燃料消耗和车辆排放的合理准确的测量。
[000；3]概述
[0004] 提供本概述W便W简化的形式介绍W下在详细描述中进一步描述的一些概念。本 概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求 保护的主题的范围。
[0005] -种计算机系统测量在具有多个路段的路网的地理区域(诸如城市或都市环境） 中的交通速度。传感器可随时间提供位置数据，例如用于在路网上的车辆(诸如一队车辆） 的采样。来自路段上的车辆的采样的运一位置数据对于路段和时间两者都是稀疏的。计算 机系统访问样本数据，该样本数据将路段上所采样的车辆的速度关联到多个时隙中的时间 点。此样本数据可从来自传感器的位置数据得到。此样本数据对于路段和时间两者也都是 稀疏的。计算机系统还访问定义不同路段之间和不同时隙之间的相关性的其它信息。运些 相关性数据可包括地理信息和历史样本数据。计算机系统使用相关性数据和稀疏样本数据 得到对于至少当前时隙的该路网中的每个路段的至少平均车辆速度。计算机系统可从所估 计的平均车辆速度推断交通量，从而提供已计算出平均车辆速度的每个路段的交通量的度 量。进而，计算机系统可计算各种环境数据，诸如燃料消耗和车辆排放。运些信息可针对任 何给定时隙在接收到来自传感器的位置数据之后按照分钟来提供。
[0006] 在W下描述中，对附图进行了参考，附图构成了实施方式的一部分且在其中作为 示例示出了本发明技术的具体示例实现。可W理解，可W使用其他实施例并且可W做出结 构改变而不背离本公开的范围。
[0007] 附图简述
[000引图1是一示例应用环境的框图，其中计算机系统支持测量地理区域中的路段的交 通速度、交通量、燃料消耗和排放。
[0009] 图2是描述诸如图1的计算机系统的操作的示例过程的流程图。
[0010] 图3是数据结构的解说性示例的图示。
[0011] 图4是描述轨迹映射模块的示例实现的操作的流程图。
[0012] 图5是路段集合的解说性示例的图示。
[0013] 图6是历史交通数据的示例度量的图示。
[0014] 图7是计算每个路段的平均交通速度的示例度量的图示。
[0015] 图8是描述计算每个路段的平均交通速度的示例实现的操作的流程图。
[0016] 图9是用于计算交通量的模型的解说性示例的图示。
[0017] 图10是可用于实现运样的系统的组件的示例计算机的框图。
[001引详细描述
[0019] W下章节描述了诸如具有许多路段和许多车辆的都市环境中的测量路网中的交 通速度的计算机系统的示例实现。
[0020] 计算机系统100使用样本数据测量交通速度，该样本数据将路段上所采样的车辆 的速度关联到多个时隙中的时间点。运样的样本数据可从接收自传感器的位置数据得出， 该传感器随时间提供所采样的车辆的位置数据。此位置数据在图1中被示出为所采样车辆 的当前轨迹信息102。所采样的车辆表示实际交通中的车辆的采样。当前轨迹信息102针对 当前在路网中的路段上的车辆中的每个所采样的车辆定义一时间段(或即时隙）中该车辆 随时间的位置。例如，如下面更详细地描述的，对于给定车辆，轨迹信息可由时间排序的空 间点序列定义，其中每个点是时间和地理空间坐标集的配对，该地理空间坐标集表示该时 间的车辆位置。
[0021] 实际交通中的车辆的样本的位置数据可W许多方式获得。在一个实现中，使用车 队，其中该车队中的每个车辆装备有传感器101，该传感器提供该车辆的位置和时间戳。车 队可包括各种类型的车辆中的任一者，诸如出租车、公交车、卡车、物流服务、或其它所定义 的车辆集合。传感器可包括可检测并传递在一时间点处车辆的位置的各种设备中的任一 者。此类传感器向计算机系统传送车辆标识和位置W用于执行对在一时隙内收集的数据的 实时测量。计算机系统进而计算一时隙内的速度、量和环境度量W实时地提供所述度量。
[0022] 全球定位系统(GPS)设备是此类传感器的一个示例。全球定位系统数据包括针对 每个唯一标识的车辆的在一时间序列中的每个时间处的其对应全球位置坐标。此类信息还 可通过无线局域网的定位数据、路段中的回路传感器、射频标识(RFID)传感器、W及收费站 传感器和类似传感器提供。一般而言，传感器检测车辆在一地点处的存在并向接收机传送 该车辆的位置数据和标识数据。来自传感器的数据具有相关联的时间，且可被传感器、发射 机或接收机加时间戳。来自多个传感器的数据被收集并作为当前轨迹数据102被存储在计 算机存储中W供该计算机系统访问。
[0023] 对其中的交通进行采样的路网可由路网信息103来表示。路网信息可由一组互相 连接的路段来表示，其中每个路段由包括用地理空间坐标集表示的至少两个端点和长度的 数据来表示。
[0024] 当前轨迹信息102和路网信息103被输入到轨迹映射模块104。轨迹映射模块处理 当前轨迹信息102来将轨迹中针对车辆的每个点映射到路段。如果车辆的位置信息已经包 括指示该车辆正在其上行进的路段的数据，则可避免运种映射。在给定轨迹信息中的点到 路段的映射的情况下，轨迹映射模块104计算样本数据106,该样本数据将路段上所采样车 辆的速度与多个时隙中的时间点相关联。此样本数据是车队实际在其上行进的路段上的瞬 时交通的度量。如下面更详细地描述的，在一个实现中，此样本数据106可包括在一时隙期 间车辆在其上行进的每个路段上的平均车辆速度。
[0025] 来自对路段上的车辆的采样的位置数据(例如当前轨迹数据102) W及将路段上的 所采样车辆的速度与多个时隙中的时间点相关联的样本数据(例如，瞬时交通信息106)是 对于路段和时间两者稀疏的数据集。计算机系统使用此稀疏数据来测量每个路段(包括没 有其样本数据的路段)上的平均车辆速度。为了执行运种计算，计算机系统还访问定义不同 路段之间和不同时隙之间的相关性的其它信息。运样的相关性数据可包括例如地理信息W 及历史样本数据或其它数据。
[0026] 作为运样的相关性数据的示例，路网信息103可被扩充W包括除了路段的端点之 外的针对每个路段的其它信息。运种附加地理信息可包括但不限于:描述路段的中间点的 集合、类型(例如，高速路、市区街道）、车道数量、W及方向（例如，单向还是双向）。路网信息 103可包括该地理区域中的兴趣点。兴趣点可例如至少由与该兴趣点相关联的地理空间坐 标集或路段、W及其它属性，诸如名称、类别、地址等来表示。
[0027] 作为相关性数据的另一示例，样本数据(例如，瞬时交通信息106)可按照时隙随时 间收集W提供历史信息108。
[0028] 瞬时交通信息106和相关性数据(诸如历史信息108和路网信息103)被输入到行进 速度估计模块110。行进速度估计模块110处理其输入W生成路网中的每个路段的平均车辆 速度，其方式在下面更详细地描述。平均车辆速度的方差也可被计算。具体而言，瞬时交通 信息是表示那些车辆在其上行进的路段上的车队的平均速度的稀疏数据集。因为许多路段 在采集样本的时间段期间没有被该车队进行，所W样本数据相对于所有路段是稀疏的。行 进速度估计模块使用来自其它源的相关性信息(诸如历史信息和路网信息）来处理数据稀 疏性来计算不存在其样本数据的其它路段的平均车辆速度。
[0029] 平均车辆速度112和路网信息103被输入到行进量估计模块114。其它信息(诸如天 气信息118)也可作为输入被提供。行进量估计模块114处理其输入来生成每个路段的交通 量116的估计，其方式在下