[发明专利]一种实时交通信息生成方法

说明书

技术领域

 本发明涉及智能交通领域，特别是一种实时交通信息生成方法。

背景技术

在智能交通领域，实时动态交通信息服务能够为公众出行、交通运输等提供高效可行的交通诱导和出行规划信息，从而达到节省时间、降低成本和低碳环保等目的。浮动车（Floating Car Data，简称FCD）技术是智能交通系统中获取道路实时交通信息的技术手段之一。它利用定位技术、无线通信技术和信息处理技术，实现对道路上行驶车辆的GPS位置信息、瞬时行驶速度和方向等交通参数的采集，结合城市道路路网数据，对采集的交通参数进行地图匹配、路径推测和路况信息融合等计算，形成反映实时道路拥堵情况的交通信息，为交通管理部门和公众提供动态的交通控制和诱导服务。基于浮动车技术提供的城市内交通信息服务已经日益深入并影响着人们的出行生活，公众对实时交通信息的准确性、时效性等服务品质也提出了越来越高的要求。

一直以来，对于车载导航应用而言，实时交通信息是通过FM调频副载波广播下发的，信道带宽的限制使得实时交通信息的排队下发需要一个相对可观的时长。以北京和上海等大城市为例，实时交通信息计算需要1分钟左右，路况通过广播信道发送完成需要1~2分钟，为了保证数据正常接收一般需广播2~3次，因此，实时交通信息的生成和发布总共耗时约5分钟左右。此外，依据浮动车技术原理，需要针对5分钟的车辆缓冲GPS数据才能有效地进行路径推测和选择。综上，一般而言，浮动车系统会将实时交通信息计算的周期设定为5分钟，以保证实时交通信息的正常计算和应用。

如图1所示，是目前广泛采用的一种基于FCD技术获取实时交通信息的数据处理架构，该架构是一种线性的处理方式。GPS接收系统首先缓冲GPS数据源提供商传输过来的数据流，5分钟的缓冲GPS数据经格式转换后生成一个GPS文本；FCD处理系统读取GPS文本，经过地图匹配、路径推测和路况计算等过程后，生成路况信息文本；发布系统读取路况信息文本并向车载终端发布。

忽略各系统间通过文本交换数据的时延，考察从GPS缓冲到路况信息生成这一段过程中系统的时间片分配，如图2所示，第i个计算周期从（i-1）*5整点开始，到i*5整点结束，总共5分钟。为了保证在第i*5整点生成路况信息，设FCD处理过程耗时1分钟（其中地图匹配和路径推测耗时40秒，路况计算耗时20秒），则在第i*5-1分钟必须生成GPS文本，为了缓冲5分钟的GPS数据，则在第（i-1）*5-1分钟就开始缓冲第i周期的GPS数据，从而形成了一个图2所示的循环。

GPS数据接收和FCD处理是两个不同的进程。对于同一个计算周期而言，GPS数据接收周期早于计算周期1分钟开始。在计算周期结束前1分钟，GPS数据接收周期结束，缓冲并生成当前计算周期的GPS文本，并开始下一个GPS接收周期的数据缓冲；同时，FCD处理进程启动，读取GPS文本，并耗时1分钟生成路况信息文本，此时正是计算周期结束的时刻，从而保证了在计算周期结束时整点生成路况信息。

然而，在上述数据处理架构中，存在这样的问题：

第一，由于是5分钟缓冲生成一个GPS文本，所以决定了计算周期也只能大于等于5分钟，不可能小于5分钟并且动态调整。这样的话在第i+1全周期中就只能使用第i周期生成的交通信息，信息的时延最大有11分钟，即在第（i+1）*5分钟使用第i周期某条路段的的交通信息，而这条路段的交通信息是使用第（i-1）*5-1分钟的GPS数据生成的。这是一种极端情况，指的是对于第i周期的一条路段，只有在第(i-1)*5-1分钟这一时间点有车辆经过并上传了GPS点，后来就一直没有车辆经过，但是这个路况信息计算出来后一致被沿用到第(i+1)*5分钟，那么最大时延是(i+1)*5-((i-1)*5-1)=2*5+1=11分钟。这样就导致了实时交通信息发布的延时较大，降低了实时交通信息的实效性。

第二，GPS接收系统和FCD处理系统之间通过GPS文本交换数据，由于GPS文本的生成判断和数据读取具有一定时延，导致数据交换效率不高。

第三，在图2中，从第（i-1）*5分钟到第i*5-1分钟FCD处理进程都处于等待GPS文本生成的状态，系统计算资源利用率不高，计算效率不高。

目前有一种改进的方法是通过降低GPS文本缓冲的时间间隔来实现，例如1分钟生成一个GPS文本，这样可以在一定程度上缓解当前系统发布间隔不可调和不可降低的问题。如果想获得更小的计算周期，则GPS文本缓冲的时间需进一步降低。这一做法做有如下的缺点：