[發明專利]基于現代控制理論的智能型動態導航

無效

• 申請號: 201310158037.2
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN104123845A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 朱孝楊
• 申請（專利權）人: 朱孝楊
• 主分類號: G08G1/065
• 分類號: G08G1/065;G08G1/0968
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明專利涉及一種基于人工智能城市交通流量負荷平衡算法的最佳動態導航方法，特別是一種通過現代控制理論狀態方程來智能化地預測城市交通流量變化趨勢，并以此為依據來實現最佳動態導航的方法。

背景技術

美國的紐約、波士頓和舊金山三大擁堵城市，2013年6月此三大擁堵城市通過與IBM公司合作，借助物聯網、云計算技術和現代控制理論，開發成功了“動感市中心”智能交通系統，該系統只需將當前各條公路的車流速度、車流量，將這些參數輸入模型就可以得40分鐘后的這些道路模擬狀況，從而能夠前瞻性地為駕車者提供最佳動態導航服務。目前我國現有的動態導航都因為無法預測城市交通流量的未來變化趨勢而只能被動地引導駕車者避開擁堵的路段，因為傳統的控制是負反饋控制，研究的對象是誤差，缺點是后知后覺，即必須先有誤差的存在才能進行控制。目前國內外傳統的動態導航，本質上就是一種負反饋的控制，首先是前面有堵車發生了，然后在規劃導航路徑時被動地進行規避，因此動態導航只能在一定程度上幫助駕車者避開交通擁堵路段，而不能主動地對城市交通流量進行前瞻性的疏導，更甚的是，由于在幫助駕車者規避擁堵路段時，由于大量的駕車者為了規避擁堵路段而走同一條交通不擁堵的道路，往往造成原來擁堵的道路不堵了但原來本來不堵的道路卻成了新的擁堵路段，如此反復，使城市的道路不斷處于一個震蕩的擁堵狀態之下，因此往往造成在規劃動態導航的過程中形成新的道路擁堵。為了解決以上問題，我們提出了基于現代控制理論的智能型動態導航。

發明內容

本發明的目的是提供一種克服上述不足，能夠前瞻性地為駕車者提供最佳動態導航服務的基于現代控制理論的智能型動態導航。

實現本發明目的的技術方案是：一種基于現代控制理論的智能型動態導航，其特征在于：將城市中的交通流量傳感器和車聯網的車載導航設備形成一個交通流量感知物聯網，并通過現代控制理論的狀態方程建立一個城市道路交通趨勢變化的數學模型，然后通過對狀態方程的齊次方程的解算來實現對城市道路流量負荷變化做出智能化的前饋預測，由此來快速準確地實時預測一個城市的交通流量的變化趨勢。

本發明具有積極的效果：

（1）社會效益：

能夠幫助我國的駕車者更合理地使用城市道路資源，在駕車過程中避免堵車而節省能源，同時也因此而大大減少了碳排放量，使城市更加環保，而且能夠使我國的動態導航趕上國際先進水平。

（2）經濟效益：

未來衛星定位導航成為汽車的標準配置將是大勢所趨，最新的數據顯示，美國汽車衛星定位導航儀的普及率是65%，在歐盟國家和日本的普及率已經分別達到73%和76%。與之相比我國到“十二五”結束時的汽車保有量將達到1.5億輛，但汽車衛星定位導航儀的普及率卻不足10%，因此存在巨大的市場發展空間。

另一方面，隨著3G智能手機以及各種基于3G的個人移動信息終端開始普及，衛星定位導航市場將不再僅僅局限于傳統的車載導航，根據國家統計數據，2012年全國國僅旅游出行人數就已經達到29.57億人次，比上年增長12.0%，其中異地旅游人數為7.7億人次，本地旅游人數為21.87億人次，同時由于我國擁有世界上最大的手機群體，根據工信部預測，未來5年我國的3G智能手機保有量達將到7億部，因此通過3G智能手機等各種3G移動終端獲取包括出行和消費應用在內的多元化城市衛星定位導航服務的市場需求將發生爆炸性的增長。而本發明的實施能夠有效地幫助駕車者避開堵車路段，因此受到駕車者的歡迎。以每終端￥20元計算，未來5年的市場容量達到￥150億元。

具體實施方式

基于一體化物聯網云計算技術和現代控制理論狀態方程的最佳動態導航解決方法是通過物聯網技術將城市中的交通流量傳感器和城市交通實時數據中心連接起來，同時通過車聯網技術將導航終端與最佳動態路徑導航控制中心連接起來，然后通過云計算平臺上基于狀態方程的城市交通流量變化趨勢數學模型對城市交通流量進行預測并以此為依據為駕車者提供動態的路徑導航規劃。