[發明專利]一種基于路段動態劃分的車輛路徑誘導方法

有效

• 申請號: 201310228761.8
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103337189A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 田大新;原勇;王云鵬;段續庭;周建山;王建;魯光泉;余貴珍;鹿應榮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/0969
• 分類號: G08G1/0969;G08G1/127
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及車聯網技術和無線通信技術領域，具體來說，是一種基于路段動態劃分的車輛路徑誘導方法。

背景技術

近年來，我國交通行業蓬勃發展，居民汽車保有量大幅度上升，隨之而來的城市道路擁堵頻繁發生，直接造成諸如燃油消耗，空氣污染以及出行者出行時間大量浪費的問題。因此，實現智能、動態的路徑誘導成為交通部門與出行者關注的熱點內容。

隨著無線通信和移動計算技術的迅速發展，網絡移動終端已經擴展應用到車載平臺上。基于先進的無線通信技術、車聯網技術，車輛之間、車輛與交通管控中心之間可以實現高效的數據傳輸、信息發布功能。基于無線通信技術，車輛與網絡后臺服務器組建無線數據傳輸網絡，使得集成了移動通信設備的車載終端能夠通過無線網絡向網絡后臺服務器傳回自身狀態以及周圍環境的信息，并由交通管控中心在網絡平臺上對多終端、多元化的數據信息進行加工融合、建模分析與計算、共享和信息查詢發布。

目前，利用浮動車技術采集路網車輛位置信息，現有建立路網連通圖方法是以采集到的每個路段的車輛的平均速度作為這條路段的權重，而未考慮到路段（特別是較長路段）上車輛分布的不均勻性及路段不同區域車輛行駛速度的差異，通過這樣的路網連通圖計算得到的最優路徑并不理想。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于路段動態劃分的車輛路徑誘導方法，通過下述步驟實現：

步驟1：所駕駛車輛每間隔T1時刻獲取目的地的經緯度信息、車輛當前位置、速度信息，發送到交通信息服務中心。

步驟2：交通信息中心實時采集路網內全部車輛的當前位置、速度信息，每間隔T2時刻通過下述步驟進行動態路徑劃分，具體為：

A、通過地圖匹配算法，在交通信息中心地理信息庫中查詢各車輛對應的自然路段，并將各車輛所處自然路段的兩個自然節點坐標與車輛位置、速度信息，以及車輛位置、速度信息采集的時間存放于交通信息中心內部數據庫中。

B、利用基于密度的聚類算法對每個自然路段上全部車輛，通過下述方法進行聚類處理：

Ⅰ、按carid_i中i由1至n的順序讀取交通信息中心內部數據庫中自然路段內全部車輛的位置、速度信息，并順序存放至列表carpointList中。

Ⅱ、從carpointList中讀取第一輛車的位置信息，計算第一輛車與其余車輛間的距離；其中，與第一輛車間的距離小于或等于設定距離閾值e的車輛對應的車輛位置信息，以及第一輛車的車輛位置信息構成子聚類1；且與第一輛車間的距離小于或等于設定的距離閾值e的車輛對應的車輛位置信息，以及第一輛車的車輛位置信息作為子聚類1的元素，存放入temppoint數組中。

在temppoint數組中，若子聚類1中的元素數量大于或等于設定的最小密度閥值minp，則將子聚類1中的車輛位置信息對應的車輛進行標記；同時，作為groupList數組中的一個元素。

Ⅲ、從carpointList中讀取第二輛車的位置信息，若第二輛車已經標記，則執行步驟Ⅳ；若第二輛車未被標記，則計算第二輛車與其余車輛間的距離；其中，與第二輛車間的距離小于或等于設定閾值e的車輛對應的車輛位置信息，以及第二輛車的車輛位置信息構成子聚類2；且與第二輛車間的距離小于或等于設定閾值e的未標記車輛對應的車輛位置信息，以及第二輛車的車輛位置信息作為子聚類2的元素，存放入temppoint數組中；

在temppoint數組中，若子聚類2中的元素數量大于或等于設定的最小密度閥值minp，則將子聚類2中的車輛位置信息對應的車輛進行標記；同時將子聚類2存放入groupList數組中，作為groupList數組中的一個元素。

Ⅳ、從carpointList中依次讀取第三輛車至第k輛車的位置信息，重復執行Ⅲ，而最后剩余未標記車輛的車輛位置信息視為噪聲點。

Ⅴ、對groupList數組內存儲的x個子聚類中具有相同車輛位置信息的子聚類進行合并，形成一個聚類。

C、計算各個自然路段的權重；

若第k個子路段中同時具有聚類與子聚類，即步驟B中x>1，則將步驟B中各個自然路段內的各個聚類與子聚類均作為自然路段的子路段，則自然路段被分成k個子路段，各個子路段的長度l_k為各個子路段中距離自然路段兩個自然節點距離最近的兩車輛的間距；由此通過下式可得到各個自然路段中各子路段內車輛的平均速度為：