專利名稱：道路交通監(jiān)視系統(tǒng)及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路交通監(jiān)視系統(tǒng)及其相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
目前使用的多數(shù)道路交通監(jiān)視系統(tǒng)采用來(lái)自道路沿線布置的傳 感器和攝像機(jī)的信息，來(lái)自駕駛員通過電話機(jī)向無(wú)線電廣播電臺(tái)通知 的信息(所述無(wú)線電廣播電臺(tái)涉及提供與交通有關(guān)的信息)和/或交通 警察的信息進(jìn)行交通監(jiān)視。
使用來(lái)自裝有能夠確定車輛位置的接收器，比如全球定位系統(tǒng)
(GPS )接收器的車輛的位置信息的系統(tǒng)也被用于道路交通監(jiān)視。
此外，近年來(lái)，還使用能夠使用來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)的 道路交通監(jiān)視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有不要求在車輛上裝配額外的基礎(chǔ)設(shè) 施，比如傳感器、攝像機(jī)或GPS接收器的優(yōu)點(diǎn)。它們總是可以進(jìn)行 毛細(xì)交通估計(jì)，即，只要存在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，就能夠進(jìn)行交通估計(jì)。
例如，US6577946公開一種起源于現(xiàn)有蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的智能數(shù)據(jù) 收集和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用實(shí)時(shí)的蜂窩電話機(jī)位置數(shù)據(jù)重構(gòu)并發(fā)的 交通情況。
該系統(tǒng)通過跟蹤指定區(qū)域內(nèi)的所有車內(nèi)的移動(dòng)電話機(jī)，及時(shí)地建 立和保存在特定時(shí)刻沿所有路段行駛的車輛的列表。
在每個(gè)時(shí)刻，該系統(tǒng)保存一系列的這種列表。這使系統(tǒng)可以獲得 在每個(gè)特定路段行駛的車輛的總數(shù)的準(zhǔn)確估計(jì)，以及車輛的行駛方向 和平均速度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠l)計(jì)算各個(gè)道路和路段的 實(shí)時(shí)交通負(fù)荷；2)生成車輛轉(zhuǎn)彎的詳細(xì)列表，所有相關(guān)十字路口的 實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)彎數(shù)據(jù)；和3)其它交通參數(shù)。該系統(tǒng)使用試探算法，區(qū)分來(lái) 自布置在車輛上的蜂窩電話機(jī)的位置數(shù)據(jù)或來(lái)自其它用戶的蜂窩電
話機(jī)的位置數(shù)據(jù)。
US6650948公開一種監(jiān)視由移動(dòng)通信設(shè)備網(wǎng)服務(wù)的區(qū)域的路網(wǎng) 中的車輛交通流量，所述移動(dòng)通信設(shè)備網(wǎng)具有呼叫管理系統(tǒng)，所述呼 叫管理系統(tǒng)配有提供使用中的移動(dòng)通信設(shè)備的位置數(shù)據(jù)的移動(dòng)通信 設(shè)備定位系統(tǒng)。該方法包括捕捉各個(gè)車栽設(shè)備的地理定位數(shù)據(jù)，并 將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表示車輛到達(dá)與捕捉的地理位置數(shù)據(jù)相符的路網(wǎng) 的任意可能道路分支的可能性的概率向量。隨著車輛向前行駛，重復(fù) 該過程，并根據(jù)與新的概率向量相關(guān)的道路分支位置和與前一概率向 量相關(guān)的道路分支位置之間的任意可用路線的概率，構(gòu)成新的概率向 量。計(jì)算可用路線的預(yù)期通過時(shí)間Atx,并將其與實(shí)際的通過時(shí)間進(jìn) 行比較，從而提供可用路線的延遲因素。
US6490519公開一種交通監(jiān)視系統(tǒng)，包括適合于從多個(gè)移動(dòng)通信 設(shè)備用戶收集位置信息的交通數(shù)據(jù)收集設(shè)備，和適合于分析來(lái)自多個(gè) 用戶的位置信息，并除去不涉及車輛交通的位置信息的交通數(shù)據(jù)篩選 器。

發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人注意到迄今為止，現(xiàn)有的道路交通監(jiān)視方法都不完全令人滿意。
例如，盡管在定位精度方面極其可靠，不過使用基于GPS(或 者輔助GPS-AGPS，其中GPS接收器被集成到蜂窩電話機(jī)中，并與 蜂窩電話機(jī)以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)合作，以便定義其位置)接收器的定位方法 的道路交通監(jiān)視系統(tǒng)具有幾個(gè)問題。例如，第一個(gè)問題與配備有GPS 接收器的可用移動(dòng)終端的用戶的百分率較低關(guān)聯(lián)。此外，即使存在大 量的配備GPS接收器的移動(dòng)終端，使用由這些接收器提供的定位數(shù) 據(jù)的道路交通估計(jì)會(huì)要求這些接收器持續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)。這意味移動(dòng) 終端的電池的嚴(yán)重消耗，另外要求蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)不斷關(guān)于終端的位置 更新終端自身，其結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)自身的信令和連接的過載。
另一問題涉及在市區(qū)環(huán)境中，GPS定位功能并不總是可用。事 實(shí)上，在具有許多建筑物的市區(qū)中，可能發(fā)生GPS接收器無(wú)法使它 自身與足夠數(shù)目的衛(wèi)星連接，以便荻得精確的位置估計(jì)的情況，于是 在這些區(qū)域中，會(huì)造成定位功能不可用。
就使用來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)(比如，在3GPP TS 25,305和TS 43.05 規(guī)范中描述的諸如CI (小區(qū)識(shí)別)，增強(qiáng)型CI， TDOA (增強(qiáng)型觀 測(cè)時(shí)差)，EOTD (觀測(cè)的到達(dá)時(shí)差)之類的方法)的移動(dòng)終端位置 數(shù)據(jù)的道路交通監(jiān)視系統(tǒng)來(lái)說，在估計(jì)終端位置時(shí)，這些方法可能形 成誤差，在小區(qū)密度較高的區(qū)域(通常市區(qū))中，所述誤差約為100 米/200米，不過在小區(qū)密度低的區(qū)域(一般郊區(qū)或者偏遠(yuǎn)地區(qū))，所 述誤差也可達(dá)到幾公里。
于是，申請(qǐng)人解決了實(shí)現(xiàn)能夠提供準(zhǔn)確并且相當(dāng)詳細(xì)的道路交通 估計(jì)，進(jìn)一步適合于需要這種估計(jì)的特定服務(wù)的道路交通監(jiān)^L系統(tǒng)的 技術(shù)問題。
具體地說，本發(fā)明涉及一種道路交通監(jiān)視系統(tǒng)及其相關(guān)方法，所 述系統(tǒng)和方法能夠根據(jù)移動(dòng)終端位置估計(jì)和適當(dāng)?shù)妮斎胍?guī)范，建立詳 細(xì)的基于像素的道路交通圖。
應(yīng)指出的是在本說明書中，術(shù)語(yǔ)"像素"指的是具有可變大小的版 圖元素，其形狀一般為矩形，更特別的是為正方形。特別地，每個(gè)道 路交通圖與覆蓋相關(guān)地理區(qū)域的一組像素關(guān)聯(lián)，并且對(duì)于屬于該組像 素的每個(gè)像素，包含在觀測(cè)這樣的特定像素本身的一段時(shí)隙中，在該
特定像素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端/車輛的移動(dòng)性指數(shù)值(例如，平均速度)。 作為本發(fā)明的主題的道路交通監(jiān)視系統(tǒng)可使用以來(lái)自蜂窩通信
系統(tǒng)(例如GSM、 EDGE、 UMTS、 PDC"個(gè)人數(shù)字蜂窩，，通信系統(tǒng))
的信息為基礎(chǔ)的移動(dòng)終端位置估計(jì)。
本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)還可使用以來(lái)自其它系統(tǒng)(比如GPS、 AGPS、
Galileo或者輔助Galileo系統(tǒng))的信息為基礎(chǔ)的位置估計(jì)，只要從這
些系統(tǒng)獲得的位置估計(jì)考慮到終端的子集正在移動(dòng)中。
不過，申請(qǐng)人注意到通過利用來(lái)自上述系統(tǒng)的信息獲得的移動(dòng)終
端位置估計(jì)的精確度的缺失，確定在設(shè)置了像素大小和觀測(cè)所述像素
的時(shí)隙寬度之后，監(jiān)視系統(tǒng)計(jì)算的移動(dòng)性指數(shù)值受誤差影響的條件。 在某 一像素中并且持續(xù)某 一觀測(cè)時(shí)隙，當(dāng)被觀測(cè)的正在移動(dòng)的終端的 數(shù)目增大時(shí)，移動(dòng)性指數(shù)的誤差降低。
申請(qǐng)人還注意到移動(dòng)中的被觀測(cè)終端的數(shù)目取決于像素大小(像 素大小越大，在該像素中行進(jìn)的終端的數(shù)目越大)，以及取決于觀察 時(shí)隙大小(觀察時(shí)隙大小越大，觀測(cè)到的終端的數(shù)目越大)。這意味 在設(shè)置了使移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)可靠的被觀測(cè)終端的數(shù)目之后，在像素自 身的像素大小和觀察時(shí)隙大小之間存在折衷。
通過利用從像素大小，觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度和移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大 容許誤差中選擇的至少兩個(gè)參數(shù)作為監(jiān)視系統(tǒng)的輸入規(guī)范，本發(fā)明能 夠考慮到這樣的折衷，使移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)更準(zhǔn)確。在設(shè)置了上面列舉 的參數(shù)中的至少兩個(gè)參數(shù)，比如觀測(cè)時(shí)隙和移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容 許誤差之后，依據(jù)預(yù)先計(jì)算的關(guān)系，即允許描述在輸入規(guī)范和待計(jì)算 參數(shù)之間存在的關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)模型，另外考慮到其它參數(shù)(所謂的特征 參數(shù))，包括每個(gè)像素內(nèi)的用戶呼叫的密度和使用的定位方法的誤 差，按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)能夠確定另一參數(shù)(這種情況下為像素大 小)。
這種輸入規(guī)范的存在可使監(jiān)視系統(tǒng)更好地適合于需要這種監(jiān)視 的服務(wù)。特別地，存在一些在具有設(shè)定的分辨率的地圖上提供交通顯 示的服務(wù)，這些服務(wù)要求設(shè)置像素大小和移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許 誤差作為輸入規(guī)范。對(duì)于其它服務(wù)，例如要求和道路交通有關(guān)的"實(shí) 時(shí)"信息的那些服務(wù)，最好除移動(dòng)性指數(shù)的最大容許誤差之外，還設(shè) 置觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度作為輸入規(guī)范。在其它服務(wù)中，例如要求每天的道路 交通信息的那些服務(wù)中，除了移動(dòng)性指數(shù)的最大容許誤差之外，最好 還設(shè)置盡可能小的像素大小作為輸入規(guī)范。
本發(fā)明的目前優(yōu)選的實(shí)施例涉及一種道路交通監(jiān)視系統(tǒng)，包括 至少一個(gè)第一輸入端，用于接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)；至少一個(gè)第二 輸入端，用于接收根據(jù)為其進(jìn)行道路交通監(jiān)視的服務(wù)的類型選擇的輸 入規(guī)范；至少一個(gè)輸出端，用于產(chǎn)生道路交通圖，每個(gè)道路交通圖與
一組版圖元素關(guān)聯(lián)，并且對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，包括在所述版圖元 素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端的至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)。
本發(fā)明的另一方面涉及一種道路交通監(jiān)^f見方法，包括下述步驟 -接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)； $; 、、、、、、' -, '
-產(chǎn)生道路交通圖，每個(gè)道路交通圖與一組版圖元素關(guān)聯(lián)，并且 對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，包括在所述版圖元素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端的至 少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)。
在從屬權(quán)利要求和本說明書中描述了本發(fā)明的其它優(yōu)選方面。


下面參考附圖舉例說明本發(fā)明，其中
圖l表示按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)；
圖2表示由按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法的流程圖3、 4和5表示由按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)使用的數(shù)量的可能特
性；
圖6表示與由按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)生的一組像素相關(guān)的車 輛交通圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1中所示，本發(fā)明的道路交通監(jiān)視系統(tǒng)l包括至少一個(gè)第一 輸入端la，至少一個(gè)第二輸入端lb和至少一個(gè)第三輸入端lc，用于 分別接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)(下面稱為"位置估計(jì)")，輸入規(guī)范和 將在下面詳細(xì)說明的所謂特征數(shù)據(jù)，以及至少一個(gè)輸出端ld，用于產(chǎn) 生基于像素的道路交通圖。特別地，每個(gè)道路交通圖與覆蓋相關(guān)的地 理區(qū)域的一組像素相關(guān)，并且對(duì)于屬于該組的每個(gè)像素，包含持續(xù)像 素本身的某一觀測(cè)時(shí)隙在該像素內(nèi)行駛的移動(dòng)終端/車輛的移動(dòng)性指 數(shù)值(例如，平均速度)。 位置估計(jì)
移動(dòng)終端的位置信息能夠以來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)(例如GSM、 EDGE、 UMTS、 PDC通信系統(tǒng))，或者來(lái)自GPS、 AGPS、 Galieo 或輔助Galileo系統(tǒng)； 一般而言，來(lái)自能夠提供考慮到終端的子集在 移動(dòng)中的位置估計(jì)的系統(tǒng)的信息為基礎(chǔ)。
特別地，來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)的信息最好是已存在于系統(tǒng)本身內(nèi)， 并用于系統(tǒng)的正常操作的那些信息，比如接收信號(hào)的功率度量，傳播 延遲時(shí)間度量，服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的標(biāo)識(shí)等等。這些信息隨后由定 位方法(比如CI、增強(qiáng)型CI、 TDOA、 EOTD)用于獲得位置估計(jì)。
有利的是，已存在于蜂窩系統(tǒng)中的這種信息的使用避免主動(dòng)作用 于蜂窩系統(tǒng)以請(qǐng)求新信息的生成。這樣，避免了系統(tǒng)自身的信令和連 接的過度過栽。
進(jìn)一步可取的是假定使用的定位方法能夠提供后續(xù)位置估計(jì)，即 在后續(xù)時(shí)間中(例如每5秒)適用于每個(gè)用戶，并且考慮到能夠被定 位的終端的子集正在移動(dòng)中，即，在車輛上，如下在本說明書中更詳 細(xì)所述。
輸入規(guī)范
可用于位置估計(jì)的定位方法一般具有兩類問題
1)能夠被跟蹤的移動(dòng)終端的數(shù)目只是能夠在車輛上找到的所有
移動(dòng)終端的子集。特別地，就以與蜂窩通信系統(tǒng)操作關(guān)聯(lián)的信息為基
礎(chǔ)的定位方法而論，可以i人為
o不是所有位于車輛上的用戶都具有開啟的移動(dòng)終端；
o通常，移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商不能獲得屬于其它移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商的用
戶的位置；
o通過利用非侵入式定位方法，即使用可在蜂窩通信系統(tǒng)的信令 接口獲得的數(shù)據(jù)的定位方法，能夠僅僅定位進(jìn)行呼叫的那些用戶(連 接的用戶)。事實(shí)上，這些數(shù)據(jù)并不僅僅存在于連接終端的信令接口 中。
除了前述問題之外，基于GPS、 AGPS、 Galileo、輔助Galileo
系統(tǒng)的定位方法還存在裝備有能夠利用這種系統(tǒng)的接收器的移動(dòng)終 端的數(shù)目有限的問題，以及尤其是在市區(qū)環(huán)境中可能不能利用這種系 統(tǒng)的問題。
2)利用上述定位方法荻得的位置估計(jì)通常受誤差影響。例如， 利用來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)的信息的移動(dòng)終端的位置估計(jì)可能包含估計(jì)
誤差，在小區(qū)密度高的區(qū)域(通常市區(qū))，所述估計(jì)誤差可能約為100
米或200米，不過在小區(qū)密度低的區(qū)域(通常郊區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū))，所
述估計(jì)誤差可能達(dá)到幾公里。這些位置估計(jì)誤差既意味向像素分配移
動(dòng)終端方面的誤差，例如推斷移動(dòng)終端位于指定的像素中，而實(shí)際上
該移動(dòng)終端在另一像素中(推測(cè)起來(lái)在相鄰的一個(gè)像素中)，又意味
車速估計(jì)方面的誤差。
申請(qǐng)人注意到在設(shè)置了像素大小和像素觀測(cè)時(shí)隙寬度之后，這確
定監(jiān)視系統(tǒng)l計(jì)算的移動(dòng)性指數(shù)值受誤差影響的條件。不過，在某一 像素中和某一觀測(cè)時(shí)隙內(nèi)，當(dāng)觀測(cè)到的移動(dòng)終端的數(shù)目增大時(shí)，移動(dòng)
性指數(shù)誤差減小。
申請(qǐng)人還注意到觀測(cè)到的移動(dòng)終端的數(shù)目取決于像素大小(像素 大小越大，那么在該像素中行進(jìn)的終端的數(shù)目越大)，以及取決于觀 測(cè)時(shí)隙大小(觀測(cè)時(shí)隙大小越大，那么觀測(cè)到的終端的數(shù)目越大)。 這意味在設(shè)置了使移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)可靠的觀測(cè)終端的數(shù)目之后，在像 素大小和像素觀測(cè)時(shí)隙大小之間存在折衷。
按照本發(fā)明，通過利用從像素大小，觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度和移動(dòng)性指 數(shù)估計(jì)的最大容許誤差中選擇的至少兩個(gè)參數(shù)作為輸入規(guī)范，監(jiān)視系 統(tǒng)l能夠管理這種折衷，使移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)更準(zhǔn)確。在設(shè)置了上面列 舉的參數(shù)中的至少兩個(gè)參數(shù)，比如觀測(cè)時(shí)隙和移動(dòng)性指數(shù)的最大容許 誤差之后，依據(jù)預(yù)先計(jì)算的關(guān)系或者允許描述在輸入規(guī)范和待計(jì)算參 數(shù)之間存在的關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)模型，另外考慮到其它參數(shù)(所謂的特征參 數(shù))，例如包括每個(gè)像素內(nèi)的用戶呼叫的密度(下面稱為"呼叫密 度，，)和使用的定位方法的誤差，按照本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)能夠確定另 一參數(shù)(這種情況下為像素大小)。
不過，有益的是認(rèn)為就作為取決于受影響像素中的通話用戶的數(shù) 目，以及取決于通信用戶在像素本身上的分布的參數(shù)的呼叫密度，例 如每平方公里的呼叫密度而論，處理呼叫密度相當(dāng)復(fù)雜。事實(shí)上，呼
叫密度分布通常因像素而異，并且隨時(shí)間變化。于是，為了使選擇該 參數(shù)作為特征數(shù)據(jù)更為容易，可以假定對(duì)于每個(gè)正被觀測(cè)的像素，收 集和呼叫分布有關(guān)的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以便預(yù)先了解該參數(shù)。另一方面， 可以根據(jù)在被觀測(cè)像素中行進(jìn)的用戶進(jìn)行的呼叫的實(shí)際數(shù)目，"運(yùn)行
地(run time )"計(jì)算該參數(shù)。
另外，申請(qǐng)人注意到考慮到從像素大小，觀測(cè)時(shí)隙大小和移動(dòng)性 指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差中選擇的至少兩個(gè)參數(shù)的輸入規(guī)范的存在， 可以更好地使監(jiān)視系統(tǒng)1適合于使用它的服務(wù)。
特別地，存在一些在具有設(shè)定分辨率的地圖上提供交通顯示的服 務(wù)，這些服務(wù)要求設(shè)置像素大小和移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差作 為輸入規(guī)范。對(duì)于其它服務(wù)，例如嚴(yán)格要求"實(shí)時(shí)"信息的那些服務(wù)， 可以設(shè)置下述觀測(cè)時(shí)隙大小和移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差作為 輸入規(guī)范。在另一些服務(wù)中，例如要求每天的交通信息的那些服務(wù)中， 除了移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差之外，如下面在本說明書中更詳 細(xì)所述，還可以提供盡可能小的像素大小作為輸入規(guī)范。
移動(dòng)性指數(shù)地圖
監(jiān)視系統(tǒng)1為每個(gè)像素提供包含與該像素本身的某一觀測(cè)時(shí)隙 相關(guān)的一組移動(dòng)性指數(shù)的值的道路交通圖的輸出ld的生成。
下面在本說明書中，術(shù)語(yǔ)"像素"意味具有不同大小的通常為矩 形，或者更特別地為正方形的版圖元素。
按照本發(fā)明，監(jiān)視系統(tǒng)1使每個(gè)像素與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)性指數(shù)關(guān) 聯(lián)，所述一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)性指數(shù)指示存在于該像素本身內(nèi)的用戶及其 移動(dòng)終端的移動(dòng)狀態(tài)。例如，下迷可用作移動(dòng)性指數(shù)
-在某一像素觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素中行駛的車輛的平均行
駛速度的值；該平均值意味作速度模量；
-分解成其四個(gè)主要分量(北、東、南、西)的在某一像素觀測(cè)
時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素中行駛的車輛的平均速度值，如在下面的說明
中更詳細(xì)所述；
-在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素中行進(jìn)的移動(dòng)用戶的數(shù)
目S
-在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，用戶在被觀測(cè)像素內(nèi)行進(jìn)的軌跡的數(shù) 目；和
-在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中并在被觀測(cè)像素中，移動(dòng)用戶的出現(xiàn)次 數(shù)，即所使用的定位方法估計(jì)的位置的數(shù)目。
必須注意的是，所有移動(dòng)性指數(shù)涉及具有一定大小的指定像素， 以及一 定的像素觀測(cè)時(shí)隙。
監(jiān)視系統(tǒng)l從而能夠產(chǎn)生呈矩陣形式的一個(gè)或多個(gè)車輛交通圖 作為輸出，每個(gè)移動(dòng)性指數(shù)一個(gè)矩陣。
例如，圖6表示與屬于某一地理區(qū)域的一組像素關(guān)聯(lián)的車輛交通 圖。按照本發(fā)明，這些像素與一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的值關(guān)聯(lián)。 移動(dòng)性指數(shù)計(jì)算模式
為了計(jì)算前述移動(dòng)性指數(shù)，監(jiān)視系統(tǒng)i使用下面列舉的圖2中所 示的步驟
步驟1)使用(圖2的方框2a )在輸入端la中接收的位置估計(jì) 作為跟蹤算法的輸入?yún)?shù)，所述跟蹤算法能夠確定每個(gè)移動(dòng)終端遵循 的軌跡及其移動(dòng)速度；
步驟2)區(qū)分(圖2的方框2b)屬于在車輛上移動(dòng)的用戶的移動(dòng) 終端和屬于不在車輛上移動(dòng)的用戶(例如步行者)的移動(dòng)終端；和
步驟3)計(jì)算(圖2的方框2c)每個(gè)被觀測(cè)像素的移動(dòng)性指數(shù)。
具體地說，步驟1中監(jiān)視系統(tǒng)1使用的位置估計(jì)要求定期地，即 跟蹤算法確定終端速度和軌跡所必需的最小時(shí)段(例如5秒)定位移 動(dòng)終端。如前所述，通過利用向移動(dòng)終端或者向服務(wù)于移動(dòng)終端的蜂 窩通信系統(tǒng)要求確定移動(dòng)終端本身的位置所需的全部信息的方法(例 如，前面列舉的定位方法)，能夠?qū)崿F(xiàn)所述定位。另一方面，可以使 用當(dāng)移動(dòng)終端正在通信時(shí)，在蜂窩通信系統(tǒng)的信令鏈路中傳播的信說明書第10/14頁(yè)
息。例如，對(duì)于以0.480秒的周期在Abis信令鏈路(即，允許GSM 系統(tǒng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，比如BTS和BSC相互通話的信令接口 )上通信的 GSM移動(dòng)終端移動(dòng)性的正常管理來(lái)說，關(guān)于服務(wù)小區(qū)的時(shí)間和功率 測(cè)量以及從GSM移動(dòng)終端對(duì)最多6個(gè)相鄰小區(qū)進(jìn)行的功率測(cè)量不斷 在傳送。這些信息允許以0.480秒周期定位終端。為了降低定位設(shè)備 處理負(fù)荷，可以增大相鄰兩次定位之間的時(shí)間，通過對(duì)所收集的測(cè)量 執(zhí)行十中抽一，即在獲得的測(cè)量中每10個(gè)接受一個(gè)，并丟棄其它的 測(cè)量，可以每4.8秒獲得一個(gè)估計(jì)的位置。在接下來(lái)的時(shí)間中關(guān)于相 同的移動(dòng)終端計(jì)算的位置由監(jiān)視系統(tǒng)1通過跟蹤算法處理，以便確定 移動(dòng)終端軌跡和移動(dòng)速度。如前所述，估計(jì)的移動(dòng)終端位置受誤差影 響，尤其是當(dāng)定位方法并不定位于某一點(diǎn)，而是定位于移動(dòng)終端可存 在的不定區(qū)域時(shí)。通過利用許多順次的移動(dòng)終端位置，跟蹤算法的使 用可以更準(zhǔn)確地估計(jì)移動(dòng)終端遵循的軌跡，同時(shí)確定移動(dòng)終端的速 度。速度可被確定為移動(dòng)終端遵循的整個(gè)路線上的平均速度，移動(dòng)終 端遵循的路線的有限區(qū)間(例如，被觀測(cè)像素內(nèi)的區(qū)間)內(nèi)的平均速 度，或者在移動(dòng)終端沿其路線假定的每個(gè)新位置的估計(jì)速度。跟蹤算 法允許通過文獻(xiàn)中已知的過濾技術(shù)之一，例如低通過濾或者借助 Kalman過濾器的過濾(后者在例如Brown, R.G.， Hwang, P.Y.C.， Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering, 3rd ed.， John Wiley&Sons, Inc., 1997中描述)，恰當(dāng)?shù)剡^濾在輸入la 中獲得的位置估計(jì)。
在步驟S2，監(jiān)視系統(tǒng)l區(qū)分將被指出為步行者的移動(dòng)終端和將 被指出為車輛的移動(dòng)終端。特別地，在本說明書中，術(shù)語(yǔ)"步行者"意 味屬于徒步行走或者未移動(dòng)的用戶的移動(dòng)終端，而術(shù)語(yǔ)"車輛"意味屬 于位于行駛中的車輛中的用戶的移動(dòng)終端。通過實(shí)現(xiàn)使用移動(dòng)終端速 度作為主信息的算法，實(shí)現(xiàn)步行者和車輛之間的區(qū)分。例如，如果其 在整個(gè)終端觀測(cè)路線上計(jì)算的速度超過預(yù)先關(guān)于步行者確定的最大 速度，那么移動(dòng)終端可被看作車輛。將移動(dòng)終端指定為移動(dòng)終端的另 一種備選方案是核實(shí)終端瞬時(shí)速度是否在占沿跟蹤路線或者一部分
跟蹤路線行進(jìn)的所需時(shí)間預(yù)定百分率的時(shí)間內(nèi)，保持在某一閾值之 上。
在步驟3，監(jiān)視系統(tǒng)1計(jì)算前面描述的移動(dòng)性指數(shù)。監(jiān)視系統(tǒng)1 通過僅僅考慮分配給移動(dòng)中的終端的那些軌跡，計(jì)算移動(dòng)性指數(shù)。
每個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的計(jì)算由交通監(jiān)視系統(tǒng)1的方框2c進(jìn)行，如下 所述地發(fā)生
-通過求在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素內(nèi)估計(jì)速度的絕 對(duì)值的平均值，確定該像素內(nèi)的平均速度值；
-通過假定水平平面上的移動(dòng)終端移動(dòng)相對(duì)于南方、北方、東方 和西方被分解，確定呈4個(gè)主要分量形式的平均速度值，其中在所考 慮的觀測(cè)時(shí)間中并在被觀測(cè)像素內(nèi)，沿上述方向計(jì)算估計(jì)速度的平均 值。如果在三維空間中考慮移動(dòng)終端移動(dòng)，那么還要考慮沿垂直方向
的平均速度分量；
-依據(jù)在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素內(nèi)測(cè)量的移動(dòng)用戶
的數(shù)目，確定移動(dòng)中的用戶的數(shù)目；
-依據(jù)在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素內(nèi)測(cè)量的軌跡的數(shù) 目，確定在被觀測(cè)像素內(nèi)用戶的軌跡的數(shù)目。該值不同于移動(dòng)用戶的 數(shù)目，因?yàn)槔碚撋?，在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，同一用戶能夠在被觀測(cè) 像素內(nèi)完成許多軌跡；和
-通過計(jì)算由用于在所考慮的觀測(cè)時(shí)隙中，在被觀測(cè)像素內(nèi)的移 動(dòng)用戶的定位方法估計(jì)的位置的數(shù)目，確定出現(xiàn)次數(shù)。
輸入規(guī)范管理模式
如前所述，監(jiān)視系統(tǒng)1關(guān)于被觀測(cè)像素估計(jì)的移動(dòng)性指數(shù)受誤 差例如向像素分配終端方面的誤差和/或估計(jì)終端速度方面的誤差的 影響。
有利的是，申請(qǐng)人注意到一旦知道使用的定位方法，就能夠創(chuàng)建 允許描述存在于輸入規(guī)范像素大小，觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度和移動(dòng)性指數(shù)估 計(jì)的最大容許誤差與所謂的特征數(shù)據(jù)，比如呼叫密度和使用的定位方 法誤差之間的關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)模型，以及使用這些數(shù)學(xué)模型使移動(dòng)性指數(shù) 估計(jì)更準(zhǔn)確。
舉例來(lái)說，圖3表示在設(shè)置觀測(cè)時(shí)隙之后，指示存在于作為被觀 測(cè)像素內(nèi)的估計(jì)速度的絕對(duì)值的平均值獲得的速度的移動(dòng)性指數(shù)誤 差與像素大小之間的關(guān)系。該關(guān)系由取決于呼叫密度，例如每平方公 里的呼叫密度的參數(shù)給出，并假定具有在67。/。的情況下具有150米精 度的定位方法(這可通過使用例如增強(qiáng)型CI定位方法來(lái)獲得)。注 意到在設(shè)置了一定的呼叫密度之后，當(dāng)像素大小增大時(shí)，指示估計(jì)速 度的移動(dòng)性指數(shù)誤差降低。另外注意到在其它參數(shù)相同的情況下，即 像素大小和定位方法精度相同的情況下，當(dāng)每平方公里的呼叫密度增 大時(shí)，誤差降低，這是因?yàn)橛糜趯?shí)現(xiàn)估計(jì)的可用測(cè)量樣本的數(shù)目增大。
圖4和5表示在將每平方公里的平均呼叫密度設(shè)置成40個(gè)呼叫/ 平方公里之后，關(guān)于當(dāng)被觀測(cè)像素的大小隨著觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度參數(shù)變化 時(shí)，作為估計(jì)速度的絕對(duì)值的平均值獲得的速度的誤差的特性。特別 地，圖4表示對(duì)于在67%的情況下，具有150米精度的定位方法，估 計(jì)速度的誤差和被觀測(cè)像素的大小之間的關(guān)系，而圖5表示對(duì)于在 67%的情況下，具有200米精度的定位方法(這可通過利用例如增強(qiáng) 型CI定位方法來(lái)獲得)，估計(jì)速度的誤差和被觀測(cè)像素的大小之間 的關(guān)系。注意到當(dāng)被觀測(cè)像素的大小增大時(shí)，在其它參數(shù)相同的情況 下，估計(jì)的像素速度的誤差降低。此外，當(dāng)觀測(cè)時(shí)隙增大時(shí)，誤差降 低。通過比較圖4和5，注意到當(dāng)定位方法誤差增大時(shí)，被觀測(cè)像素 中的估計(jì)速度的誤差增大。
下面，說明當(dāng)服務(wù)要求道路交通估計(jì)時(shí)的輸入規(guī)范管理的一些示 例。例力ff:
a)所述服務(wù)可能需要適當(dāng)?shù)南袼卮笮『鸵苿?dòng)性指數(shù)的最大容許 誤差，不過對(duì)于觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度沒有約束。這種類型的服務(wù)可以是向市 政當(dāng)局提供的服務(wù)，所述市政當(dāng)局將統(tǒng)計(jì)交通分布用于城市規(guī)劃，例 如用于規(guī)劃道路干預(yù)，停車等，或者用于確定公共運(yùn)輸?shù)囊?guī)模。這種 情況下，下述被作為監(jiān)視系統(tǒng)1的輸入規(guī)范像素大小和所考慮的移 動(dòng)性指數(shù)的最大容許誤差，即所需精度，而使用的定位方法精度被提
供為特征數(shù)據(jù)。通過了解這些參數(shù)，監(jiān)視系統(tǒng)1能夠確定(通過前面 說明的數(shù)學(xué)模型)達(dá)到獲得所考慮移動(dòng)性指數(shù)的所需精度的呼叫密度 參數(shù)的值。 一旦計(jì)算了這樣的值，那么在相關(guān)區(qū)域的所有像素中，存 在大于或等于計(jì)算值的呼叫數(shù)目(呼叫密度)的觀測(cè)時(shí)隙之后，監(jiān)視 系統(tǒng)1將具有所需精度的各個(gè)移動(dòng)性指數(shù)提供給道路交通圖。另一方 面，通過計(jì)數(shù)用戶進(jìn)行的呼叫，能夠"運(yùn)行地"計(jì)算呼叫密度參數(shù)，直
到移動(dòng)性指數(shù)達(dá)到所需精度為止；
b )所述服務(wù)可能要求依據(jù)某一定時(shí)(例如，每15分鐘)和依據(jù) 關(guān)于移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差的設(shè)定閾值，更新交通信息。這 種類型的服務(wù)可以是例如針對(duì)駕駛員的服務(wù)，駕駛員關(guān)心獲得更新的 交通信息，以便能夠選擇最快的路線。這種情況下，下述被用作輸入 規(guī)范觀測(cè)時(shí)隙和關(guān)于移動(dòng)性指數(shù)的最大容許誤差的設(shè)定閾值，而使 用的定位方法精度被提供為特征數(shù)據(jù)。通過利用兩種備選方案能夠計(jì) 算像素大小第一種備選方案是對(duì)所有像素設(shè)置相同的大小。這種情 況下，唯一的未指定參數(shù)是像素呼叫密度參數(shù)，不過該參數(shù)可由監(jiān)視 系統(tǒng)1修改。于是，監(jiān)視系統(tǒng)1將限制自身只計(jì)算呼叫密度參數(shù)達(dá)到 在預(yù)先設(shè)置的閾值內(nèi)，許可移動(dòng)性指數(shù)估計(jì)的最大容許誤差的程度的 那些像素的相關(guān)移動(dòng)性指數(shù)。第二種方案是提供車輛交通圖，所述車 輛交通圖的像素大小隨相關(guān)區(qū)域的不同部分中的呼叫密度而變化。這 種情況下，監(jiān)視系統(tǒng)1能夠影響像素大小。特別地，監(jiān)視系統(tǒng)l能夠 根據(jù)呼叫密度將相關(guān)區(qū)域分成大小不同的像素從而，將存在呼叫密 度較低的較大像素，以便在該像素中具有適合于滿足關(guān)于移動(dòng)性指數(shù) 的最大容許誤差的約束條件的最少數(shù)目的呼叫；
c)向監(jiān)視系統(tǒng)1供給輸入規(guī)范的另一種模式是在設(shè)置了移動(dòng)性 指數(shù)的最大容許誤差之后，根據(jù)所需服務(wù)的類型，提供像素大小和觀 測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度的適當(dāng)數(shù)值范圍。例如，對(duì)于適合于駕駛員的信息類服務(wù)， 可提供下面的輸入規(guī)范
10分鐘^觀測(cè)時(shí)間530分鐘
邊長(zhǎng)50米^f象素大小^邊長(zhǎng)300米
這種情況下，監(jiān)視系統(tǒng)l將核實(shí)存在遵守關(guān)于考慮的移動(dòng)性指數(shù) 的最大容許誤差的規(guī)范的成對(duì)輸入(像素大小，觀測(cè)時(shí)隙長(zhǎng)度)，服 務(wù)供應(yīng)商將獲得使其對(duì)這兩個(gè)參數(shù)之一設(shè)置優(yōu)先權(quán)的選擇機(jī)會(huì)。例 如，如果較高的優(yōu)先權(quán)被賦予觀測(cè)時(shí)隙，那么將選擇像素大小和觀測(cè) 時(shí)隙以使后一參數(shù)，即觀測(cè)時(shí)隙最大。
權(quán)利要求
1.一種道路交通監(jiān)視系統(tǒng)，包括-至少一個(gè)第一輸入端(1a)，用于接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)；-至少一個(gè)第二輸入端(1b)，用于接收根據(jù)為其進(jìn)行道路交通監(jiān)視的服務(wù)的類型選擇的輸入規(guī)范；-至少一個(gè)輸出端(1d)，用于產(chǎn)生道路交通圖，每個(gè)道路交通圖與一組版圖元素關(guān)聯(lián)，并且對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，包括在所述版圖元素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端的至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入規(guī)范選 自下述參數(shù)中的至少兩個(gè)參數(shù)版圖元素大小，版圖元素觀察時(shí)隙， 所述至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的估計(jì)的最大容許誤差。
3、 按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入規(guī)范是 下述參數(shù)中的兩個(gè)參數(shù)版圖元素大小，版圖元素觀察時(shí)隙，所述至 少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的估計(jì)的最大容許誤差。
4、 按照前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于， 它包括至少一個(gè)第三輸入端(lc)，用于接收特征數(shù)據(jù)，所述特征數(shù) 據(jù)選自下述參數(shù)至少之一每個(gè)版圖元素內(nèi)用戶進(jìn)行的呼叫的密度， 所述位置估計(jì)的精度。
5、 按照前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置估計(jì)以來(lái)自蜂窩通信系統(tǒng)的信息為基礎(chǔ)。
6、 按照前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置估計(jì)以來(lái)自衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信息為基礎(chǔ)。
7、按照前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于， 對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，所述至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)選自下述參數(shù)至少 之一在版圖元素中行進(jìn)的移動(dòng)終端的平均行進(jìn)速度值；在版圖元素 內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)用戶的數(shù)目；在版圖元素內(nèi)移動(dòng)終端行進(jìn)的軌跡的數(shù) 目；版圖元素內(nèi)移動(dòng)終端的估計(jì)位置的數(shù)目。
8、 一種道路交通監(jiān)視方法，包括下述步驟 -接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)；-接收根據(jù)為其進(jìn)行道路交通監(jiān)視的服務(wù)的類型選擇的輸入規(guī)范；-產(chǎn)生道路交通圖，每個(gè)道路交通圖與一組版圖元素關(guān)聯(lián)，并且 對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，包括在所述版圖元素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端的至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)。
9、按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述輸入規(guī)范選 自下述參數(shù)中的至少兩個(gè)參數(shù)版圖元素大小，版圖元素觀察時(shí)隙， 所述至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的估計(jì)的最大容許誤差。
10、按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述輸入規(guī)范是 下述參數(shù)中的兩個(gè)參數(shù)版圖元素大小，版圖元素觀察時(shí)隙，所迷至 少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的估計(jì)的最大容許誤差。
全文摘要
一種道路交通監(jiān)視系統(tǒng)，包括第一輸入端(1a)，用于接收移動(dòng)終端的位置估計(jì)；第二輸入端(1b)，用于接收根據(jù)為其進(jìn)行道路交通監(jiān)視的服務(wù)的類型選擇的輸入規(guī)范；和輸出端(1d)，用于產(chǎn)生道路交通圖，每個(gè)道路交通圖與一組版圖元素關(guān)聯(lián)，并且對(duì)于每個(gè)所述版圖元素，包括在所述版圖元素內(nèi)行進(jìn)的移動(dòng)終端的至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)。優(yōu)選地，所述輸入規(guī)范選自下述參數(shù)中的至少兩個(gè)參數(shù)版圖元素大小，版圖元素觀察時(shí)隙，所述至少一個(gè)移動(dòng)性指數(shù)的估計(jì)的最大容許誤差。
文檔編號(hào)G08G1/01GK101371280SQ200580052550
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者A·卡普塞爾羅, D·帕拉塔, D·菲理澤拉, P·羅維索洛 申請(qǐng)人:意大利電信股份公司