專利名稱：交通信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及推測沒有由探測車(probe car)收集到數(shù)據(jù)的道路連接(link)的交通信息的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對于通過路上傳感器收集交通信息的VICS等系統(tǒng)，探測車系統(tǒng)能夠以更低的成本收集更廣范圍的交通信息。但是，由于探測車的行駛位置和定時是概率性的，所以所收集的探測交通信息的數(shù)據(jù)序列會產(chǎn)生空間、時間上的缺失。例如，在著眼于某個道路連接的交通信息的時間序列數(shù)據(jù)的情況下，由于根據(jù)時刻有探測車正在行駛的情況，也有沒有正在行駛的情況，所以收集到的交通信息的時間序列數(shù)據(jù)會偶爾產(chǎn)生缺失值。另外，在著眼于某瞬間的多個道路連接的情況下，由于有探測車正在行駛的連接(收集到交通信息的連接)，也有不是這樣的連接(沒有收集到交通信息的連接)，所以會在空間上的數(shù)據(jù)序列中產(chǎn)生缺失值。在向車載導(dǎo)航系統(tǒng)提示信息、或進(jìn)行路徑探索等的用途中，由于如果交通信息有缺失則無法進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，所以在這些用途中利用探測交通信息的情況下，需要針對缺失了交通信息的連接提供任意的推測信息。
作為如VICS那樣地根據(jù)由路上傳感器收集的交通信息而推測其他道路連接的交通信息的方法，例如有專利文獻(xiàn)1。它根據(jù)道路連接的連接關(guān)系，根據(jù)上流、下流連接或并行連接的交通信息，推測交通信息所缺失的連接的交通信息。另一方面，在非專利文獻(xiàn)1中，作為不依存于道路連接的連接關(guān)系而只使用探測(probe)交通信息的推測方法，說明探測交通信息的統(tǒng)計利用。它將探測交通信息加工為以VICS為基準(zhǔn)的交通信息并積蓄，在收集到現(xiàn)狀信息時提供現(xiàn)狀信息，在沒有收集到現(xiàn)狀信息時，代之而提供進(jìn)行了統(tǒng)計處理后的過去的交通信息。作為其他的簡易的推測方法，還有到更新探測交通信息為止，繼續(xù)提供過去的探測交通信息的方法。
但是，這些現(xiàn)有的推測技術(shù)有以下這樣的問題。一是在缺失值在探測交通信息的數(shù)據(jù)系列中所占的的比例(缺失率)高的情況下，無法基于道路連接的連接關(guān)系進(jìn)行推測。缺失率是指在時間缺失率的情況下，對于某道路連接，在一日的探測交通信息的更新次數(shù)中所占的在更新間隔中無法收集到探測交通信息的次數(shù)。另外，空間缺失率是指在包含在道路連接的管理單位(例如地圖網(wǎng)格(mesh)單位等)中的全部道路連接數(shù)中所占的在探測交通信息的更新間隔內(nèi)無法收集到探測交通信息的道路連接的個數(shù)。例如，在日本全國中準(zhǔn)備了10萬輛探測車的情況下，探測交通信息的更新頻度是對于每一個道路連接平均在1小時中一次左右。如果將其作為與VICS同樣程度的5分鐘周期的交通信息而利用，則空間缺失率達(dá)到90％以上，即使根據(jù)周圍連接而推測某道路連接的交通信息，也頻繁地產(chǎn)生鄰近連接的交通信息全部缺失的狀態(tài)。這樣，如果根據(jù)與分離的道路連接的連接關(guān)系進(jìn)行推測，則在道路連接的連接關(guān)系復(fù)雜的地區(qū)中，推測精度顯著降低，推測信息很大地偏離了現(xiàn)狀的交通狀況。另一方面，如果統(tǒng)計地利用過去的探測交通信息，則雖然在探測交通信息的缺失率高的狀態(tài)下也能夠進(jìn)行推測，但統(tǒng)計處理后的探測交通信息并不一定能夠表示現(xiàn)狀。
專利文獻(xiàn)1特開平7-129893好公報非專利文獻(xiàn)1拓植等，“拓展車載導(dǎo)航的可能性的新信息提供系統(tǒng)”，自動車技術(shù)，Vol.58，No.2，pp.44～48，2004年2月發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題在于在利用缺失率高的探測交通信息時，在推測沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的道路連接的交通信息時，精度良好地反映出在其他道路連接中收集到的現(xiàn)狀的探測交通信息。
對過去收集到的探測交通信息進(jìn)行主成分分析，作為與連接群的交通信息有關(guān)的基礎(chǔ)，計算出在多個道路連接之間相關(guān)地變化的交通信息的成分。另外，根據(jù)現(xiàn)狀的探測交通信息對各基礎(chǔ)的映射，計算該連接群的與現(xiàn)狀的探測交通信息有關(guān)的各基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。通過將該合成強(qiáng)度作為系數(shù)對各基礎(chǔ)進(jìn)行線性合成，而計算出該連接群的推測交通信息，對于缺失了現(xiàn)狀的探測交通信息的連接，代替現(xiàn)狀的探測交通信息，而提供該推測交通信息。
具有以下的優(yōu)點(diǎn)不依存于道路連接的連接關(guān)系地，能夠利用過去積蓄的探測交通信息，根據(jù)道路連接之間的交通信息的相關(guān)性，精度良好地從在其他道路連接中收集到的現(xiàn)狀的探測交通信息，推測沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的道路連接的交通信息。


圖1是根據(jù)探測交通信息生成推測交通信息的系統(tǒng)的框圖。
圖2是由多個交通信息中心構(gòu)成的交通信息系統(tǒng)的框圖。
圖3是由根據(jù)探測交通信息生成推測交通信息的交通信息中心和車載終端構(gòu)成的交通信息系統(tǒng)的框圖。
圖4是車載終端的顯示例子。
圖5是車載終端的其他顯示例子。
圖6是由車載終端計算合成強(qiáng)度的交通信息系統(tǒng)的框圖。
圖7是用多個基礎(chǔ)表現(xiàn)交通信息的模式圖。
圖8是根據(jù)探測交通信息生成推測交通信息的系統(tǒng)的處理流程圖。
具體實施例方式
以下，說明使用本發(fā)明，根據(jù)過去積蓄的探測交通信息計算道路連接之間的交通信息的相關(guān)性，根據(jù)該相關(guān)性，從在其他道路連接中收集到的現(xiàn)狀的探測交通信息，推測沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的道路連接的交通信息，并且代替現(xiàn)狀的探測交通信息而提供的裝置的結(jié)構(gòu)。
實施例1圖1是使用了本發(fā)明的對沒有收集到探測交通信息的道路連接的交通信息進(jìn)行補(bǔ)足的交通信息系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)庫102是作為現(xiàn)狀的探測交通信息而記錄通過出租車、公共汽車、私家車等收集到的交通信息的數(shù)據(jù)庫(以下將數(shù)據(jù)庫簡稱為DB)。在現(xiàn)狀信息DB102中，分為每個與行駛位置對應(yīng)的道路連接地存儲從探測車發(fā)送來的車輛信息(時刻、行駛速度、行駛位置的座標(biāo)信息等)，并在每個計測間隔進(jìn)行更新。過去信息DB101是記錄了過去的探測交通信息的數(shù)據(jù)庫。記錄在過去信息DB中的探測交通信息是作為現(xiàn)狀的交通信息收集到的交通信息，將現(xiàn)狀的探測交通信息記錄到過去信息DB中的定時是在每個現(xiàn)狀的探測交通信息的更新周期進(jìn)行記錄，或以1小時、一日、一星期為單位等的間隔，在統(tǒng)計了每個更新周期的現(xiàn)狀的探測交通信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行記錄等，可以任意設(shè)置其間隔。
基礎(chǔ)計算裝置103將多個道路連接的過去的探測交通信息作為對象，進(jìn)行主成分分析，將在作為分析對象的道路連接(以下稱為連接群)中具有相關(guān)性地變化的交通信息的成分，作為與該連接群有關(guān)的基礎(chǔ)而輸出。在此作為分析對象的交通信息是連接的旅行時間等代表性的信息，但也可以是其他的平均速度、阻塞度等?；A(chǔ)計算裝置103進(jìn)行處理的周期是每一天、每一周等任意的周期，但周期越短，則越能夠迅速地將道路結(jié)構(gòu)的變化或季節(jié)的變化反映到基礎(chǔ)中。作為計算基礎(chǔ)的根據(jù)的過去的交通信息的時間范圍也是任意的，但在生成反映了星期幾的變化的基礎(chǔ)時，需要一星期的交通信息。另外，只在一星期中，在因事故或工事等造成了特殊的阻塞的情況下，它的對基礎(chǔ)產(chǎn)生很強(qiáng)的影響，因此為了減輕其影響，而積蓄從2星期到一個月左右的交通信息，以其為根據(jù)而生成基礎(chǔ)。
在基礎(chǔ)計算裝置103中，分析對象數(shù)據(jù)的一個采樣(sample)是對存在于作為分析對象的區(qū)域中的道路連接以相同的定時收集到的探測交通信息。作為分析對象的區(qū)域以通常地圖的各網(wǎng)格為單位，但如果能夠確定每個行政區(qū)劃或主要道路周圍等用于分析的道路連接也可以，并不限制其形狀。另外，分析對象的道路連接數(shù)相當(dāng)于每個采樣的變量的個數(shù)。即，在過去的N次收集定時在M個道路連接中收集到的探測交通信息是N采樣、M變量的數(shù)據(jù)，如果對該數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，則能夠得到P個(P＜＜M)基礎(chǔ)。通過主成分分析得到的這些基礎(chǔ)通過其線性合成具有與原始數(shù)據(jù)的任意采樣近似的性質(zhì)。另外，各個基礎(chǔ)由與原始數(shù)據(jù)的各變量對應(yīng)的M個要素構(gòu)成，一個基礎(chǔ)的構(gòu)成要素是在原始數(shù)據(jù)的各變量之間相關(guān)地變化的成分。即，如果將收集定時n的連接1～M的交通信息X(n)作為由各連接m的交通信息x(n，m)構(gòu)成的以下的向量，X(n)＝[x(n，1)，x(n，2)，......，x(n，M)]公式(1)用以下的與連接m有關(guān)的基礎(chǔ)的要素w(p，m)的向量表示第p個基礎(chǔ)W(p)，W(p)＝[w(p，1)，w(p，2)，......w(p，M)]公式(2)則成為下式X(n)a(n，1)×W(1)+a(n，2)×W(2)+......+a(n，P)×W(P) 公式(3)其中0，a(n，p)是某收集定時n下的基礎(chǔ)的線性合成的第p個基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。在本實施例中，這樣的主成分分析的性質(zhì)意味著通過它們的基礎(chǔ)的線性合成，能夠?qū)ψ鳛橹鞒煞址治龅膶ο蟮倪B接群近似地表示任意定時的交通信息。另外，通常的主成分分析不容許在分析對象數(shù)據(jù)中有缺失，但通過使用作為其擴(kuò)展方法的“帶缺失值的主成分分析(PCAMD)”，能夠根據(jù)有缺失的探測交通信息來計算出基礎(chǔ)。
如果模式地表示該基礎(chǔ)計算裝置的分析處理，則如圖7那樣。另外，在圖7中，限定于現(xiàn)狀的探測交通信息地進(jìn)行了說明，因此收集定時n為1，作為a(p)表示與第p個基礎(chǔ)W(p)對應(yīng)的合成強(qiáng)度。在圖7中，對于等號的左邊，用線的粗度表示作為分析對象的多個道路連接的現(xiàn)狀的交通信息的值。另外，對于等號右邊，作為多個基礎(chǔ)的線性合成來表示該交通信息的值。在右邊，各個基礎(chǔ)由在各連接中相關(guān)地變化的交通信息的成分構(gòu)成，各基礎(chǔ)的系數(shù)不相關(guān)地變化。通過這樣地表現(xiàn)交通信息，能夠通過各基礎(chǔ)的系數(shù)的大小來表示多個連接的交通狀況的傾向。
例如，如果基礎(chǔ)W(1)的連接1、連接2、連接3各自的成分為“0.1，0.1，1.0”，則它意味著在連接1～3的交通信息中包含以“1∶1∶10”這樣的比例關(guān)系變化的成分。另一方面，在基礎(chǔ)W(2)中，如果連接1～3各自的成分為“1.0，0.1，0.5”，則與前面的“1∶1∶10”那樣的比例關(guān)系不同，也包含以“10∶1∶5”那樣的比例關(guān)系變化的成分。另外，通過以“1∶1∶10”變化的成分的合成強(qiáng)度(基礎(chǔ)W(1)的系數(shù)a(1))、以“10∶1∶5”變化的成分的合成強(qiáng)度(基礎(chǔ)W(2)的系數(shù)a(2))，能夠表現(xiàn)連接1～3的交通狀況具有怎樣的傾向，例如如與連接1和連接2相比，連接3非常阻塞，或在連接1阻塞時，連接2很空，連接3稍微擁擠等。為了分析過去的交通信息得到這樣的基礎(chǔ)，而如上述那樣適用主成分分析，但也可以適用其他的獨(dú)立成分分析或因子分析等，在基礎(chǔ)計算裝置103中使用的統(tǒng)計方法并不只限于主成分分析。
基礎(chǔ)計算裝置的處理的目的在于如上述那樣將連接間的交通信息的相關(guān)性作為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)值化，因此必須將在實際的道路網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)地變化的連接群作為分析單位。其中，例如有將位于同一網(wǎng)格內(nèi)的連接的交通信息作為上述主成分分析的分析單位的方法、將沿著某干線道路的連接的交通信息作為分析單位等的方法，分析對象連接群的選擇方法并不只限于一個。
在合成強(qiáng)度計算裝置104中，針對現(xiàn)狀的探測交通信息，計算出由基礎(chǔ)計算裝置103得到的各基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。通過將現(xiàn)狀的探測交通信息，加權(quán)映射到根據(jù)基礎(chǔ)的向量W(1)～W(P)擴(kuò)展了的線性空間中，而得到各基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。加權(quán)映射是指在對線性空間的映射中改變每個座標(biāo)軸的刻度(scale)的數(shù)學(xué)方法，在此，在決定現(xiàn)狀的交通信息中所占的基礎(chǔ)的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，是否更重視某連接的設(shè)置中，使用加權(quán)。例如，對于圖7的基礎(chǔ)W(1)和W(2)，在連接1～3的現(xiàn)狀的交通信息是“5，1，10”的情況下，如果增強(qiáng)連接1和2的加權(quán)，則由于看作是連接1擁擠而連接2空，所以相對地將基礎(chǔ)W(2)的強(qiáng)度評價為強(qiáng)。另一方面，如果增強(qiáng)連接3的加權(quán)，則相對于連接1和2雙方，連接3擁擠，所以相對地判斷為基礎(chǔ)W(1)的強(qiáng)度強(qiáng)。在如探測交通信息那樣檢測了信息的連接、缺失了的連接是明確的時候，將前者的加權(quán)設(shè)置為1，將后者的加權(quán)設(shè)置為0，決定在現(xiàn)狀的交通信息中所占的各基礎(chǔ)的強(qiáng)度。
如果用公式表示該處理，則與公式(1)同樣地，將連接1～M的現(xiàn)狀的探測交通信息Z作為以下的由各連接m的交通信息z(m)構(gòu)成的向量，Z＝[z(1)，z(2)，......，z(M)] 公式(4)將連接1～M的交通信息z(1)～z(M)中的收集到探測交通信息的連接的加權(quán)設(shè)置為“1”，將沒有收集到的連接的加權(quán)設(shè)置為“0”，進(jìn)行向向量Z的W(1)～W(P)的加權(quán)映射。則在下式中，Z＝α(1)×W(1)+α(2)×W(2)+......+α(P)×W(P)+e公式(5)能夠得到對收集到探測交通信息的連接使誤差向量e的模方(norm)最小化的α(1)～α(P)。合成強(qiáng)度計算裝置104將該α(1)～α(P)作為與現(xiàn)狀的探測交通信息有關(guān)的合成強(qiáng)度而輸出。另外，連接的加權(quán)并不只限于“1”和“0”的二值，也可以與收集到的探測交通信息的可靠度和最新度對應(yīng)地，是多值或連續(xù)值。例如，由于一般所通過的探測車的輛數(shù)越多，則每個道路連接的探測交通信息的可靠性越高，所以如果加權(quán)是探測車輛數(shù)的函數(shù)，則能夠重視可靠性高的道路連接地決定基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度α(1)～α(P)。其函數(shù)形式是將某連接的加權(quán)作為F，單位時間通過該連接的探測車輛數(shù)為c，例如如下所示。
F(c)＝exp(c)-1 公式(6)其他，例如如果1≤c＜5，則F＝1.0，如果5≤c＜10，則F＝1.5等，也可以在離散的范圍中改變加權(quán)。另外，在現(xiàn)狀的探測交通信息是以某時間幅度進(jìn)行測量的情況下，如果信息越新的連接則越增強(qiáng)加權(quán)，則能夠一邊也利用該時間幅度中舊的信息，一邊更重視最新的信息地決定合成強(qiáng)度。其函數(shù)形式對于探測交通信息的收集時刻和現(xiàn)在時刻的時間差τ，例如如下所示。
F(τ)＝exp(-τ) 公式(7)其他，例如如果0≤τ＜10，則F＝1.0，如果10≤τ＜20，則F＝0.5，如果20≤τ，則F＝0.0等，也可以在離散的范圍中改變加權(quán)。
在交通信息推測裝置105中，根據(jù)由基礎(chǔ)計算裝置103得到的基礎(chǔ)、由合成強(qiáng)度計算裝置104得到的合成強(qiáng)度，計算推測交通信息。對于連接1～M的推測交通信息的向量Z`，作為以下的由各連接m的推測交通信息z`(m)構(gòu)成的向量來表示，Z`＝[z`(1)，z`(2)，......，z`(M)] 公式(8)并根據(jù)下式Z`＝α(1)×W(1)+α(2)×W(2)+......+α(P)×W(P)公式(9)從基礎(chǔ)的向量W(1)與各基礎(chǔ)對應(yīng)的合成強(qiáng)度α(1)～α(P)來計算?，F(xiàn)狀的探測交通信息的向量Z與推測交通信息的向量Z`的關(guān)系是對于收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的連接i，z`(i)是z(i)的近似值，而對于沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的連接j，z`(j)是z(j)的推測值。交通信息補(bǔ)足裝置106對現(xiàn)狀的探測交通信息Z、交通信息推測裝置105輸出的推測交通信息Z`進(jìn)行比較，針對沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的，即缺失了交通信息的連接j，輸出推測交通信息z`(j)。
圖8是以上所述的圖1的結(jié)構(gòu)的處理的流程圖。步驟801(以下將步驟801表示為S801，對于其他步驟也一樣)是從過去信息DB101讀出過去的探測交通信息的處理。如上述那樣，與因道路結(jié)構(gòu)的變化、季節(jié)的變化、星期幾的變化或事故、工事等造成的特殊的阻塞的影響等反映到基礎(chǔ)中的影響對應(yīng)地，將讀出對象期間確定為1星期、1個月等。另外，讀出的交通信息與由交通信息推測裝置105推測的交通信息對應(yīng)，但連接旅行時間和連接的平均速度可以使用連接長度相互轉(zhuǎn)換，阻塞度也能夠根據(jù)連接的平均速度進(jìn)行概算，因此在此代表性地使用連接旅行時間。S802是對讀出的探測交通信息進(jìn)行主成分分析的基礎(chǔ)計算裝置103的處理。由此，生成作為分析對象的區(qū)域的基礎(chǔ)W(1)～W(P)。在循環(huán)1中實施S801、S802的處理。循環(huán)1是在基礎(chǔ)的每個更新周期中執(zhí)行的循環(huán)，例如以1日一次、或1星期一次等的周期實施。另一方面，循環(huán)2是在每個現(xiàn)狀的探測交通信息的收集或提供定時下實施的處理。在循環(huán)2中，首先，在S803中，從現(xiàn)狀DB120中讀出基于在交通信息的收集或提供周期的期間收集到的探測交通信息的現(xiàn)狀的交通信息。接著，在S804中，通過實施作為合成強(qiáng)度計算裝置104的處理的加權(quán)映射，來計算出與現(xiàn)狀的探測交通信息對應(yīng)的上述合成強(qiáng)度α(1)～α(P)。在S805中，根據(jù)在S802中計算出的基礎(chǔ)W(1)～W(P)和在S804中計算出的合成強(qiáng)度α(1)～α(P)，根據(jù)公式(9)計算推測交通信息。這是交通信息推測裝置105的處理。最后在S806中，在交通信息補(bǔ)足裝置106中，針對沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的連接(交通信息為缺失值的連接)，輸出在S805中計算出的推測交通信息。例如如果以5分鐘的周期提供交通信息，則以同樣的5分鐘周期執(zhí)行S803～S806。
在以上所述的圖1的結(jié)構(gòu)中，記錄在過去信息DB、現(xiàn)狀信息DB中的數(shù)據(jù)不只是通過探測車收集到的交通信息，也可以并用由路上傳感器收集到的交通信息，能夠作為時常收集的可靠性高的信息利用。
實施例2圖2是表示分割為多個交通信息中心而具有圖1所示的交通信息系統(tǒng)100的功能內(nèi)的到提供推測交通信息為止的功能的結(jié)構(gòu)的圖。一次交通信息中心201是具有由汽車制造商、導(dǎo)航器制造商、內(nèi)容提供者、行政部門等共用的公共特性的交通信息中心，具備圖1的過去信息DB101、現(xiàn)狀信息DB102、基礎(chǔ)計算裝置103、合成強(qiáng)度計算裝置104、交通信息推測裝置105。一次交通信息中心201向外部發(fā)送現(xiàn)狀的探測交通信息(共通探測交通信息)和交通信息推測裝置105計算出的推測交通信息，另一方面向二次交通信息中心202發(fā)送基礎(chǔ)計算裝置103所輸出的基礎(chǔ)。另外，如果在一次交通信息中心201中不發(fā)送推測交通信息，則不需要合成強(qiáng)度計算裝置104、交通信息推測裝置105。
二次交通信息中心202是具有以下特性的交通信息中心，即例如汽車制造商、導(dǎo)航器制造商對將其用戶等作為對象獨(dú)自收集到的探測交通信息進(jìn)行處理，面向會員進(jìn)行服務(wù)。二次交通信息中心202具備與一次交通信息中心201一樣的合成強(qiáng)度計算裝置207、交通信息推測裝置206，進(jìn)而從一次交通信息中心201接受基礎(chǔ)的發(fā)送，并記錄到基礎(chǔ)DB203中。將從一次交通信息中心201發(fā)送的現(xiàn)狀的交通信息被記錄到共通信息DB204中，另一方面，將二次交通信息中心通過獨(dú)自的探測車收集到的現(xiàn)狀的探測交通信息(獨(dú)自探測交通信息)記錄到獨(dú)自信息DB205中。
在二次交通信息中心202生成推測交通信息時，首先，根據(jù)記錄在基礎(chǔ)DB203中的基礎(chǔ)、記錄在共通信息DB204中的從一次交通信息中心201發(fā)送的交通信息、記錄在獨(dú)自信息DB205中的獨(dú)自的探測交通信息，由合成強(qiáng)度計算裝置207計算出與現(xiàn)狀的探測交通信息有關(guān)的各基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。與實施例1一樣，通過將對共通探測交通信息Z(公式4)和獨(dú)自探測交通信息R進(jìn)行了合并后的探測交通信息S，加權(quán)映射到根據(jù)基礎(chǔ)向量W(1)～W(P)擴(kuò)展的線性空間中，來實施該處理。
在此，作為基于各連接m的交通信息r(m)和s(m)的向量，分別如下式那樣表示獨(dú)自探測交通信息R和合并了的探測交通信息S。
R＝[r(1)，r(2)，......r(M)] 公式(10)S＝[s(1)，s(2)，......s(M)] 公式(11)對于只收集到共通探測交通信息的連接i，s(i)＝z(i)，對于只收集到獨(dú)自探測交通信息的連接j，s(j)＝r(j)。另外，對于收集到共通和獨(dú)自雙方的探測交通信息的連接k，s(k)為z(k)和r(k)的平均值和加權(quán)平均值。這時，與共通探測交通信息或獨(dú)自探測交通信息無關(guān)地，映射的加權(quán)是將收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的連接的加權(quán)設(shè)置為“1”、將沒有收集到的連接的加權(quán)設(shè)置為“0”的基本的方法，但也可以更重視獨(dú)自收集到的探測交通信息地加強(qiáng)進(jìn)行加權(quán)等那樣地改變加權(quán)。例如，將獨(dú)自的探測交通信息的加權(quán)設(shè)置為1，將共通的探測交通信息的加權(quán)設(shè)置為0.5等。根據(jù)通過合成強(qiáng)度計算裝置207的處理得到的合成強(qiáng)度、記錄在基礎(chǔ)DB203中的基礎(chǔ)由交通信息推測裝置206計算出推測交通信息的處理與實施例1一樣。
在本實施例中，如上所述，一次交通信息中心201和二次交通信息中心202分別根據(jù)共通探測交通信息和獨(dú)自探測交通信息，生成推測交通信息。一次交通信息中心201在共通探測交通信息的范圍內(nèi)，提供推測交通信息。另外，二次交通信息中心202通過一邊也利用與一次交通信息中心201共通的基礎(chǔ)，一邊在合成強(qiáng)度的計算中在共通探測交通信息的基礎(chǔ)上使用獨(dú)自探測交通信息，從而能夠生成精度更高的推測交通信息并提供給使用者。
另外，這樣的結(jié)構(gòu)在以下情況下也有效例如在從公共汽車、出租車、卡車等與個人信息無關(guān)的信息源收集在一次交通信息中心201中使用的探測交通信息，通過私家車收集在二次交通信息中心中使用的探測交通信息時，一邊將私家車的經(jīng)緯度信息等與個人信息有關(guān)的處理限定于二次交通信息中心的內(nèi)部，一邊在兩個交通信息中心各自中，盡量生成高精度的推測交通信息。
實施例3圖3是表示分割為交通信息中心301和車載終端302地具有圖1所示的交通信息系統(tǒng)100的功能的結(jié)構(gòu)的圖。交通信息中301具備圖1的過去信息DB101、現(xiàn)狀信息DB102、基礎(chǔ)計算裝置103、合成強(qiáng)度計算裝置104，向車載終端發(fā)送現(xiàn)狀的探測交通信息、基礎(chǔ)計算裝置103輸出的基礎(chǔ)、合成強(qiáng)度計算裝置104輸出的合成強(qiáng)度。車載終端302具備分別記錄從交通信息中心301發(fā)送的基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度的基礎(chǔ)DB307和合成強(qiáng)度DB303、交通信息推測裝置306、顯示裝置304。車載終端302的交通信息推測裝置306根據(jù)從交通信息中心301接收到的基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度計算出推測交通信息，并輸出到顯示裝置304。在顯示裝置304中，通過與圖1的交通信息補(bǔ)足裝置106一樣的處理，針對交通信息為缺失值的道路連接，顯示推測交通信息。因此，顯示裝置304從未圖示的地圖信息數(shù)據(jù)庫讀出顯示范圍的道路地圖的數(shù)據(jù)并顯示在畫面上，對于沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的連接，與現(xiàn)狀的探測交通信息一起將推測交通信息重疊地顯示在該地圖畫面上。
圖4是顯示裝置304的顯示例子，在該例子中，用沿著道路連接所描繪的線的粗度來區(qū)別現(xiàn)狀的探測交通信息(現(xiàn)狀信息)和推測交通信息(補(bǔ)足信息)，另外與每個道路連接的阻塞度對應(yīng)地改變顏色進(jìn)行顯示。對于區(qū)別現(xiàn)狀的探測交通信息(現(xiàn)狀信息)和推測交通信息(補(bǔ)足信息)的顯示方法，可以改變線的色調(diào)、彩度、亮度，或改變線種類等，來區(qū)別顯示兩者，并不只限于圖4的例子。另一方面，圖5是不區(qū)別現(xiàn)狀的探測交通信息(現(xiàn)狀信息)和推測交通信息(補(bǔ)足信息)地進(jìn)行顯示的情況下的例子。如果如圖4那樣區(qū)別兩者，則在探測交通信息少的情況下，追溯出作為探測交通信息顯示出的連接，因此有探測車的路徑被特定的危險性，但通過如圖5那樣不區(qū)別兩者地進(jìn)行顯示，難以判別現(xiàn)狀的探測交通信息，因此有防止提供探測信息的車輛的行駛路徑被確定的效果。
圖5所示的顯示例子與現(xiàn)有的交通信息顯示裝置的畫面顯示的差異在于與現(xiàn)有的交通信息顯示裝置只顯示出設(shè)置有路上傳感器和實時地收集到探測交通信息的道路連接的交通信息、或預(yù)先準(zhǔn)備了以探測交通信息為基礎(chǔ)的統(tǒng)計交通信息的道路連接的情況相對，在圖5所示的顯示例子中，通過組合現(xiàn)狀信息和推測交通信息，除了交通信息的提供對象以外的細(xì)小道路等以外，能夠?qū)⑷康牡缆愤B接作為交通信息的顯示對象。另外，在圖5的顯示例子中，如果不顯示一切的現(xiàn)狀的探測交通信息，而只顯示出針對全部的道路連接由交通信息推測裝置105計算出的推測交通信息，則車輛終端302不需要現(xiàn)狀的探測交通信息。這時，交通信息中心301不需要每次發(fā)送現(xiàn)狀的探測交通信息，可以只發(fā)送基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度，因此能夠削減通信時間和通信數(shù)據(jù)量，同時能夠進(jìn)一步降低根據(jù)所發(fā)送的現(xiàn)狀的探測交通信息而各探測車的路徑被確定的危險性。
在本實施例中，車載終端302首先合并從交通信息中心301發(fā)送的基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度雙方的數(shù)據(jù)，能夠由交通信息推測裝置105計算出推測交通信息。因此，對基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度的任意一個進(jìn)行加密發(fā)送，如果只有特定的使用者的車載終端302在其內(nèi)部保存用于解讀密碼的密鑰，則能夠在限定了會員的交通信息服務(wù)中使用本實施例。作為基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度的發(fā)送方法，例如可以是以下的方法通過便攜電話或因特網(wǎng)線路對更新頻度低的基礎(chǔ)進(jìn)行加密收費(fèi)發(fā)送，通過地上波數(shù)字播放等播放型媒體，發(fā)送根據(jù)現(xiàn)狀而需要時常更新的合成強(qiáng)度。
另外，在本實施例那樣根據(jù)基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度計算出推測交通信息的結(jié)構(gòu)中，有壓縮交通信息進(jìn)行發(fā)送的效果。即，基礎(chǔ)是連接群所固有的信息，并不頻繁變化，因此例如以1日1次、1星期1次、或者1個月1次的頻度進(jìn)行發(fā)送，是充分的。另一方面，需要根據(jù)現(xiàn)狀的探測交通信息，由合成強(qiáng)度計算裝置104對合成強(qiáng)度進(jìn)行計算和發(fā)送，但如在實施例1中所述那樣，通過在基礎(chǔ)的計算中使用主成分分析，來將不根據(jù)時間變化的信息統(tǒng)計為基礎(chǔ)，因此合成強(qiáng)度的數(shù)據(jù)量與交通信息自身的數(shù)據(jù)量相比，是明顯地少的。因此，預(yù)先將基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲在車載終端的基礎(chǔ)DB203中，在每個更新周期中實時地只接收與現(xiàn)狀的交通信息對應(yīng)地由交通信息中心301計算出的合成強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，并根據(jù)兩個數(shù)據(jù)，由車載終端302上的交通信息推測裝置105計算出推測交通信息，由此與原樣地發(fā)送交通信息相比，車載終端302能夠以明顯少的數(shù)據(jù)量得到現(xiàn)狀的交通信息的近似信息。
進(jìn)而，在圖3中，在交通信息中心301中也具備交通信息推測裝置105，通過具備以下這樣的差分評價裝置305，即對每個連接計算出現(xiàn)狀的交通信息與由交通信息推測裝置105計算出的推測交通信息的差分，只對該差分超過了事先設(shè)置的閾值的道路連接，代替現(xiàn)狀信息地向車載終端發(fā)送現(xiàn)狀的交通信息自身或與推測交通信息的差分信息，從而在將根據(jù)基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度近似得到交通信息所造成的誤差抑制為上述閾值以下的基礎(chǔ)上，能夠壓縮數(shù)據(jù)量地發(fā)送交通信息。在該情況下，在車載終端302的顯示裝置304中，代替顯示現(xiàn)狀的交通信息地，顯示根據(jù)接收到的差分信息對在車載終端302中求出的推測交通信息進(jìn)行修正后的交通信息。另外，通過使用這樣的基礎(chǔ)和合成強(qiáng)度進(jìn)行的交通信息的壓縮與通常的壓縮算法相比，是特化為在多個道路連接間相關(guān)地變化那樣的交通信息的性質(zhì)的方法，根據(jù)公式9的積和計算，具有以少的計算量近似地復(fù)原原始的交通信息的效果。
實施例4圖6是與實施例3一樣地分割為交通信息中心601和車載終端602地具有圖1所示的交通信息系統(tǒng)100的功能的結(jié)構(gòu)，但合成強(qiáng)度計算裝置104不位于交通信息中心601中，而位于車載終端602中，在這一點(diǎn)上與實施例3不同。即，交通信息中心601具備圖1的過去信息DB101、現(xiàn)狀信息DB102、基礎(chǔ)計算裝置103，作為現(xiàn)狀的交通信息向車載終端602發(fā)送積蓄了所收集到的交通信息的現(xiàn)狀的探測交通信息，同時向車載終端602發(fā)送基礎(chǔ)計算裝置103輸出的基礎(chǔ)。車載終端602具備記錄從交通信息中心601發(fā)送的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)DB307、合成強(qiáng)度計算裝置605、交通信息推測裝置306、顯示裝置304。
車載終端602根據(jù)從交通信息中心601發(fā)送的基礎(chǔ)和現(xiàn)狀的交通信息，通過合成強(qiáng)度計算裝置605計算與現(xiàn)狀的交通信息有關(guān)的合成強(qiáng)度。交通信息推測裝置306根據(jù)該合成強(qiáng)度計算出推測交通信息，并輸出到顯示裝置304。顯示裝置304將現(xiàn)狀的交通信息與該推測交通信息一起顯示在地圖畫面上，這些與實施例3一樣。
如本實施例那樣，具有以下的優(yōu)點(diǎn)在車載終端側(cè)進(jìn)行合成強(qiáng)度的計算的情況下，能夠在從交通信息中心發(fā)送的共通的探測交通信息的基礎(chǔ)上，使用本車獨(dú)自收集到的探測交通信息決定合成強(qiáng)度，生成推測交通信息。即，在車載終端602中設(shè)置探測交通信息收集裝置603，作為本車探測交通信息使用在此收集到的某時刻的車輛的行駛速度、行駛位置的座標(biāo)那樣的車輛的行駛信息，并與從交通信息中心發(fā)送的共通探測交通信息一起，作為合成強(qiáng)度計算裝置605的輸入。在此，共通探測交通信息、本車探測交通信息分別相當(dāng)于公式4、公式10的Z、R，通過與實施例2的公式11一樣地對它們進(jìn)行合并，并加權(quán)映射到根據(jù)基礎(chǔ)W(1)～W(P)擴(kuò)展的線性空間，從而計算出反映了共通探測交通信息和本車探測交通信息雙方的合成強(qiáng)度。然后，使用計算出的合成強(qiáng)度和從交通信息中心601接收到的基礎(chǔ)，通過交通信息推測裝置306，能夠生成基于該合成強(qiáng)度的推測交通信息。這樣，通過在車載終端內(nèi)部在補(bǔ)足中利用本車探測交通信息，完全不將車輛的位置或路徑等與個人信息有關(guān)的信息發(fā)送出車外，并且根據(jù)與本車行駛過的道路連接的交通信息的相關(guān)性，能夠提高周圍道路連接的推測交通信息的精度。
在本實施例中，也可以通過代替本車探測交通信息，而將經(jīng)由用戶輸入裝置604由用戶輸入了的假想交通信息作為合成強(qiáng)度計算裝置605的輸入，而在車載終端602中具備交通狀況的模擬功能。用戶輸入裝置604例如是在顯示裝置304上與地圖顯示聯(lián)合的觸摸屏、遙控器的指示(pointing)設(shè)備等，是由用戶設(shè)想并輸入特定的道路連接的交通狀況的接口。代替從交通信息中心發(fā)送的探測交通信息、上述本車探測交通信息地，通過合成強(qiáng)度計算裝置605和交通信息推測裝置306根據(jù)用戶輸入的假想交通信息決定合成強(qiáng)度，來計算出推測交通信息，能夠在反映現(xiàn)狀的探測交通信息的同時，在產(chǎn)生了用戶指定的特定的交通狀況的情況下，根據(jù)道路連接之間的相關(guān)性，推測其周圍的道路連接的交通狀況會怎樣變化。
本發(fā)明可以在以下情況下利用，即在交通信息服務(wù)中利用探測交通信息時，提供沒有收集到探測交通信息的連接的推測交通信息，特別在探測交通信息的缺失率高的情況下，通過利用本發(fā)明，根據(jù)道路連接之間的交通信息的相關(guān)性，能夠提供高精度的推測交通信息。
權(quán)利要求
1.一種交通信息系統(tǒng)，其特征在于包括記錄針對規(guī)定區(qū)域的道路連接而收集到的過去的道路上的移動體的過去信息的過去信息數(shù)據(jù)庫；記錄針對上述規(guī)定區(qū)域的道路連接而收集到的現(xiàn)在的移動體的行駛信息的現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)庫；根據(jù)記錄在上述過去信息數(shù)據(jù)庫中的過去信息，求出上述規(guī)定區(qū)域的各道路連接之間的交通信息的相關(guān)性，并作為道路連接間的相關(guān)信息輸出的連接相關(guān)分析裝置；計算用于作為上述連接相關(guān)信息的和求出上述現(xiàn)狀信息的加權(quán)信息的合成計算裝置；根據(jù)上述連接相關(guān)信息和上述加權(quán)信息，針對沒有收集到現(xiàn)狀信息的道路連接，求出推測交通信息的交通信息推測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于上述各道路連接間的交通信息的相關(guān)性是通過對應(yīng)缺失的主成分分析而求出的基礎(chǔ)，上述加權(quán)信息是上述基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于具備記錄了各道路連接的連接信息的地圖數(shù)據(jù)庫，上述交通信息推測裝置根據(jù)上述現(xiàn)狀信息、上述推測交通信息、上述地圖信息，輸出針對沒有收集到現(xiàn)狀信息的道路連接的補(bǔ)足交通信息。
4.一種交通信息系統(tǒng)，其特征在于包括記錄針對規(guī)定區(qū)域的道路連接而收集到的過去的道路上的移動體的過去信息的過去信息數(shù)據(jù)庫；記錄針對上述規(guī)定區(qū)域的道路連接而收集到的現(xiàn)在的移動體的行駛信息的現(xiàn)狀信息數(shù)據(jù)庫；根據(jù)記錄在上述過去信息數(shù)據(jù)庫中的過去信息，計算用于通過線性合成而近似上述規(guī)定區(qū)域的各道路連接間的交通信息的多個基礎(chǔ)的基礎(chǔ)計算裝置；根據(jù)上述現(xiàn)狀信息，決定對上述基礎(chǔ)進(jìn)行線性合成時的合成強(qiáng)度的合成強(qiáng)度計算裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于上述基礎(chǔ)計算裝置用上述過去信息中的在上述道路連接的各連接間相關(guān)地變化的成分，構(gòu)成上述各個基礎(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于上述現(xiàn)狀信息是以規(guī)定的時間間隔計測出來的，上述合成強(qiáng)度計算裝置根據(jù)與上述現(xiàn)狀信息的最新度對應(yīng)地加權(quán)了的值，決定上述基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于上述合成強(qiáng)度計算裝置根據(jù)與上述現(xiàn)狀信息的可靠度對應(yīng)地加權(quán)了的值，決定上述基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于上述合成強(qiáng)度計算裝置根據(jù)與上述現(xiàn)狀信息的可靠度對應(yīng)地加權(quán)了的值，決定上述基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度，與上述移動體的個數(shù)對應(yīng)地，定義上述現(xiàn)狀信息的每個道路連接的可靠度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4記載的交通信息系統(tǒng)，其特征在于具備計算出將上述合成強(qiáng)度作為系數(shù)對上述基礎(chǔ)進(jìn)行了線性合成的推測交通信息的交通信息推測裝置，針對沒有收集到上述現(xiàn)狀信息的道路連接，作為補(bǔ)足交通信息輸出上述推測交通信息。
全文摘要
本發(fā)明所要解決的課題在于在利用缺失率高的探測交通信息時，在推測沒有收集到現(xiàn)狀的探測交通信息的道路連接的交通信息時，無法精度良好地反映在其他道路連接中收集到的現(xiàn)狀的探測交通信息。本發(fā)明的交通信息系統(tǒng)對過去收集到的探測交通信息進(jìn)行主成分分析，作為與連接群的交通信息有關(guān)的基礎(chǔ)，計算出在多個道路連接間相關(guān)地變化的交通信息的成分。另外，通過現(xiàn)狀的探測交通信息與各基礎(chǔ)的映射，計算出與該連接群的現(xiàn)狀的探測交通信息有關(guān)的各基礎(chǔ)的合成強(qiáng)度。通過將該合成強(qiáng)度作為系數(shù)而對各基礎(chǔ)進(jìn)行線性合成，來計算出該連接群的推測交通信息，并針對缺失了現(xiàn)狀的探測交通信息的連接，提供該推測交通信息。
文檔編號G08G1/00GK1831893SQ20061000865
公開日2006年9月13日 申請日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者熊谷正俊, 伏木匠, 橫田孝義, 君田和也 申請人:株式會社日立制作所