交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)、方法和存儲介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】在安裝在道路側(cè)的基站中提供的、用于基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)包括：接收機部分，用于接收從相應車輛的移動終端發(fā)送的通信信號，以輸出接收信號；速度／方向估計部分，用于基于接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析部分，用于確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
【專利說明】交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)、方法和存儲介質(zhì)
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于監(jiān)視交通狀況的系統(tǒng)、方法和存儲介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)從車輛檢測器、交通監(jiān)視攝像機(CCTV:閉路電視)等收集與道路狀況有關的數(shù)據(jù)，并向信息處理設備發(fā)送該數(shù)據(jù)，信息處理設備基于收集到的數(shù)據(jù)來確定交通擁堵或計算過渡時間。
[0003]然而，在交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中，需要在道路上安裝車輛檢測器、CCTV以及用于發(fā)送從這些設備收集到的數(shù)據(jù)的設備。因此，常規(guī)的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)遇到了費用增加和規(guī)模擴大的問題。
[0004]同時，已經(jīng)提出使用諸如現(xiàn)有蜂窩電話之類的通信基礎設施來監(jiān)視交通狀況。
[0005]例如，專利文獻I公開了 “交通信息收集系統(tǒng)”，該交通信息收集系統(tǒng)被配置為從移動臺向基站無線地發(fā)送信息，包括移動臺的ID、車輛類型、當前位置、當前時間以及車輛速度，并被配置為經(jīng)由電話網(wǎng)絡從基站向固定站發(fā)送該信息，固定站基于這種信息來獲得交通信息，例如移動臺所在的道路上的交通量或交通擁堵。
[0006]在專利文獻I中，移動臺具有汽車導航設備和經(jīng)由通信適配器連接到汽車導航設備的蜂窩電話，以使得在移動臺移動的同時可以使用蜂窩電話無線地向基站發(fā)送汽車導航設備獲得的信息。汽車導航設備包括用于回放在諸如CD-ROM之類的設備中存儲的地圖數(shù)據(jù)的駕駛員控制部分、用于經(jīng)由天線從人造衛(wèi)星接收位置信息的GPS接收機、以及處理單元，處理單元基于來自駕駛員控制部分的地圖數(shù)據(jù)、來自GPS接收機的位置數(shù)據(jù)、來自用于自主導航的車輛速度傳感器的車輛速度數(shù)據(jù)、以及來自方位角傳感器的方位角數(shù)據(jù)，使用顯示屏來顯示移動臺在地圖上的當前位置和行駛狀況。蜂窩電話可以建立與基站的撥號連接，并經(jīng)由通信適配器無線地向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，例如從汽車導航設備的處理單元接收的位置、車輛速度以及道路圖像。此外，在蜂窩電話具有與基站的撥號連接時，蜂窩電話可以使用撥號號碼發(fā)送向移動臺指派的ID、車輛的類型以及當前時間。在各個移動臺中，蜂窩電話以每個特定時間段或每個特定距離連接到基站，并向基站無線地發(fā)送信息，包括諸如ID、車輛類型、當前時間、位置、車輛速度以及道路圖像的數(shù)據(jù)。專利文獻I還描述了:可以使用能夠測量移動臺位置的各種類型的位置測量設備來作為位置測量部分。
[0007]專利文檔2公開了 “用于探測業(yè)務信息的數(shù)據(jù)處理設備”，該數(shù)據(jù)處理設備根據(jù)蜂窩電話和基站之間的連接狀態(tài)來估計蜂窩電話的位置，使用位置信息作為探測數(shù)據(jù)，并通過將探測數(shù)據(jù)與道路地圖數(shù)據(jù)相匹配來產(chǎn)生交通擁堵信息。在該專利文獻2中，通過檢測蜂窩電話首先連接以開始呼叫的基站與蜂窩電話斷開以結(jié)束呼叫的基站之間的主要位置，測量蜂窩電話的總行駛距離和時間。根據(jù)這些行駛距離和行駛時間來計算車輛的速度(每小時速度)。
[0008]專利文獻3公開了使用從車輛在道路上行駛開始的蜂窩電話通信記錄來收集和分發(fā)交通信息的“交通信息處理系統(tǒng)”。在專利文獻3中，具有GPS功能的蜂窩電話具有通過與人造衛(wèi)星進行無線通信來獲取位置信息(例如，其位置的經(jīng)度和緯度)的裝置。該具有GPS功能的蜂窩電話具有用于請求中心設備分發(fā)交通信息的交通信息分發(fā)請求裝置以及用于向中心設備發(fā)送已經(jīng)由GPS功能獲取的其位置信息的位置信息發(fā)送裝置。中心設備具有用于基于具有GPS功能的蜂窩電話的位置和通信時間來創(chuàng)建車輛的行駛數(shù)據(jù)并創(chuàng)建和更新車輛信息數(shù)據(jù)的車輛信息收集裝置。當操作具有GPS功能的蜂窩電話以開始使用交通信息分發(fā)服務時，蜂窩電話的交通信息分發(fā)請求裝置經(jīng)由基站向中心設備發(fā)送交通信息分發(fā)請求。同時，蜂窩電話的位置信息發(fā)送裝置使用人造衛(wèi)星來確定蜂窩電話的位置，并向中心設備發(fā)送位置信息。
[0009]同時，在用于蜂窩電話等的通信系統(tǒng)中，可以估計與基站接收到通信信號的發(fā)送頻率之間的頻率偏移。例如，非專利文獻I已經(jīng)提出通過觀察插入到通信信號中的導頻符號的相位旋轉(zhuǎn)來估計頻率偏移的方法。
[0010]此外，專利文獻4公開了自適應地控制陣列天線的方向以使得可以持續(xù)地跟蹤各個移動終端的“自適應控制設備”。專利文獻4中公開的該自適應控制設備具有用于基于合并之前或之后的接收信號來設置計算加權(quán)因子所需的參數(shù)的設置部分。該設置部分包括傅里葉變換部分和速度計算部分，傅里葉變換部分對在合并之前已經(jīng)由一個或多個天線單元接收到的信號執(zhí)行傅里葉變換，以計算頻譜，速度計算部分基于該頻譜計算多普勒頻率并計算移動終端的相對速度。
[0011]此外，專利文獻5公開了 “移動臺的行駛速度檢測設備”，其中，基站通過計算從移動臺接收到的信號的最大多普勒頻率來檢測移動臺的行駛速度。專利文獻5中公開的行駛速度檢測設備具有包絡計算裝置、交叉計數(shù)計算裝置、最大值檢測裝置以及行駛速度計算裝置，包絡計算裝置對從移動臺接收到的無線電波的包絡進行計算，交叉計數(shù)計算裝置計算一段時間上在由包絡計算裝置計算的包絡與多個預定接收功率電平中的每個電平之間的交叉的數(shù)目，最大值檢測裝置從交叉計數(shù)計算裝置已經(jīng)計算出的相應預定電平的交叉計數(shù)中檢測最大值，行駛速度計算裝置使用已經(jīng)由最大值檢測裝置已經(jīng)檢測到的交叉計數(shù)的最大值來計算移動臺的行駛速度。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)引用
[0013]專利文獻
[0014]專利文獻I JP-A10-307993
[0015]專利文獻2:JP-A2006_285567
[0016]專利文獻3 JP-A2008-134957
[0017]專利文獻4:W02004 / 066523
[0018]專利文獻5 JP-A06-242225
[0019]非專利文獻
[0020]非專利文獻l:Kato and Sasaoka, “Frequency Offset Compensation Methodfor QAM in Land Mobile Radio Communications,，，Journal of the Institute ofElectronics, Information and Communication of Engineers ofJapan, Volume J74—B2,pp.493-496.
【發(fā)明內(nèi)容】
[0021]本發(fā)明要解決的問題
[0022]然而，專利文獻I至5以及非專利文獻I遇到以下問題。
[0023]在專利文獻I中，蜂窩電話經(jīng)由通信適配器連接到汽車導航設備上。經(jīng)由蜂窩電話向基站發(fā)送汽車導航設備中提供的GPS接收機接收到的位置信息以及由車輛速度傳感器檢測到的車輛速度數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)專利文獻1，不能針對沒有汽車導航設備的移動臺(車輛)收集交通信息。此外，專利文獻I描述了可以使用各種位置測量設備來測量移動臺的位置。然而，各個移動臺需要具有車輛速度傳感器，以測量移動臺的車輛速度。此外，專利文獻I沒有考慮移動臺的行駛方向。
[0024]專利文獻2根據(jù)接收蜂窩電話發(fā)送的通信信息的基站以及根據(jù)該基站的接收扇區(qū)的覆蓋區(qū)域來確定交通信息。因此，專利文獻2僅可以使用粗略的位置信息或粗略的車輛速度，降低了交通信息的精確度。此外，專利文獻2沒有考慮車輛的行駛方向。
[0025]在專利文獻3中，具有GPS功能的蜂窩電話僅在使用交通信息分發(fā)服務期間才向中心設備發(fā)送其位置信息。此外，專利文獻3沒有計算車輛的行駛速度或考慮車輛的行駛方向。因此，根據(jù)專利文獻3，僅可以獲得蜂窩電話(車輛)的位置來作為交通信息。
[0026]非專利文獻I僅提出估計頻率偏移的方法。
[0027]專利文獻4僅公開了使用多普勒頻率來計算移動終端的相對速度。專利文獻4沒有公開或建議所計算的移動終端的相對速度與交通狀況(例如，交通擁堵)之間的任何關聯(lián)。此外，專利文獻4沒有考慮移動終端的行駛方向。
[0028]專利文獻5僅公開了根據(jù)多普勒頻率來計算移動臺的行駛速度的方法的示例。專利文獻5也沒有公開或建議所計算的移動臺的行駛速度與交通狀況(例如，交通擁堵)之間的任何關聯(lián)。此外，專利文獻5沒有考慮移動臺的行駛方向。
[0029]在這種交通信息監(jiān)視系統(tǒng)中，為了更精確地評估交通狀況，重要的是不僅知道各個車輛的行駛速度，還知道各個車輛的行駛方向。
[0030]因此，本發(fā)明的目的是提供規(guī)模小、成本低的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)以及用于這種交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的方法和存儲介質(zhì)，該交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)可以利用蜂窩電話基礎設施來更精確地評估交通狀況。
[0031]解決問題的方式
[0032]在安裝在道路側(cè)的基站中提供了根據(jù)本發(fā)明的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，該交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)用于基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況。該系統(tǒng)具有:接收機部分，所述接收機部分用于接收從相應車輛的移動終端發(fā)送的通信信號，以輸出接收信號；速度/方向估計部分，所述速度/方向估計部分用于基于所述接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析部分，所述交通狀況分析部分用于確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
[0033]在安裝在道路側(cè)的基站中提供的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中使用根據(jù)本發(fā)明的交通狀況監(jiān)視方法，該交通狀況監(jiān)視方法基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況。該方法包括:速度/方向估計步驟，所述速度/方向估計步驟基于已經(jīng)接收到從車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號的接收機部分的接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析步驟，所述交通狀況分析步驟確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的計算機可讀存儲介質(zhì)是其上記錄了程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，該程序允許在安裝在道路側(cè)的基站中提供的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的計算機基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況。該程序使計算機實現(xiàn):速度/方向估計功能，所述速度/方向估計功能基于已經(jīng)接收到從車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號的接收機部分的接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析功能，所述交通狀況分析功能確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
[0035]本發(fā)明的有利效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)可以通過使用蜂窩電話基礎設施來更精確地評估交通狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的配置的方框圖；
[0038]圖2是示出在道路側(cè)安裝的基站的天線的扇區(qū)布置示例的平面示意圖；
[0039]圖3是示出連接車輛和基站的線與車輛的行駛方向之間的角度以及扇區(qū)的中心方向與道路之間的角度的平面示意圖；
[0040]圖4是在圖1中示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中使用的交通狀況確定部分的操作的說明性流程圖；
[0041]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的配置的方框圖；
[0042]圖6是在圖5中示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中使用的到達角確定部分的操作的說明性流程圖，圖6示出了在道路上行駛的車輛與基站的陣列天線的定向波束之間的關系。
[0043]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第三示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的配置的方框圖；
[0044]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的配置的方框圖；以及
[0045]圖9示出了使用在圖8中示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中使用的行駛距離/行駛方向計算部分來計算行駛距離的操作的說明性平面示意圖，圖9示出了在道路上行駛的車輛與基站之間的關系。
【具體實施方式】
[0046]下面將描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0047]將會描述本發(fā)明的示例性實施例的某型特征。
[0048]本發(fā)明的特定實施例利用蜂窩電話基礎設施(例如基站)計算從各個車輛的移動終端發(fā)送的通信信號的頻率偏移，估計各個車輛的行駛速度和行駛方向，并因此提供規(guī)模小、成本低的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。
[0049]交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)利用現(xiàn)有的通信基礎設施(例如蜂窩電話)，并使用從道路上行駛的車輛上安裝的移動終端或從車輛的乘客手持的移動終端發(fā)送的通信信號來收集交通狀況?；究梢怨烙嬕苿咏K端的頻率偏移。從基站收集并分析頻率偏移的估計結(jié)果，以使得可以測量車輛的行駛速度和行駛方向。因此，僅通過向已經(jīng)安裝在道路側(cè)的用于蜂窩電話的現(xiàn)有基站等添加用于基于頻率偏移的估計結(jié)果來計算和分析各個車輛的行駛速度和行駛方向的設備，可以提供規(guī)模小、成本低的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。
[0050]接下來，將描述本發(fā)明的特定示例性實施例的原理。
[0051]已經(jīng)知道，從向基站徑直逼近或徑直移動離開基站的移動終端發(fā)送的通信信號的頻率由于多普勒效應而發(fā)生偏移。如果將從移動終端發(fā)送的發(fā)送信號(通信信號)的發(fā)送頻率定義為fo，將在其上安裝了移動終端的車輛或其中的乘客具有移動終端的車輛的行駛速度定義為V，以及將光束定義為C時，則基站處的接收信號的接收頻率從發(fā)送頻率偏移Δ f,通過下面的公式I來計算Af。
[0052]Δ/ =上/,…公式I

6*
[0053]在移動終端逼近基站時，Af將是正數(shù)。在移動終端移動離開基站時，Af將是負數(shù)。
[0054]實際上，如圖3中示出的，將基站200安裝在一定程度上遠離道路210的位置處。因此，當將連接車輛和基站的線與道路延伸方向之間的角度(夾角)定義為Θ時，則通過下面的公式2來表達Af。
[0055]4/' = - ,/n COS沒…公式 2
C
[0056]利用這種關系來估計從移動終端發(fā)送的通信信號的頻率偏移。從而，可以估計車輛的行駛速度和行駛方向。
[0057]具體地，通過估計從車輛上安裝的移動終端或車輛中的乘客手持的移動終端發(fā)送的通信信號的頻率偏移，可以計算多個車輛的行駛速度和行駛方向。從而，可以確定交通狀況。
[0058]此外，本發(fā)明的另一示例性實施例利用現(xiàn)有的蜂窩電話基礎設施，根據(jù)包括位置信息的通信信號來計算車輛的行駛速度和行駛方向，并分析交通狀況，該位置信息是從道路上行駛的車輛的移動終端周期性發(fā)送的。從而，提供了成本低、規(guī)模小的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。
[0059]示例 I
[0060]參考圖1，將描述根據(jù)本發(fā)明第一示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。所示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)在道路210 (參見圖2)側(cè)安裝的基站200 (參見圖2)中提供。該交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)基于從道路210上行駛的多個車輛的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況。
[0061]所示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)具有接收機部分1000、速度/方向估計部分2000、以及交通狀況分析部分3000。接收機部分1000用于接收從車輛的移動終端發(fā)送的通信信號，以輸出接收信號。速度/方向估計部分2000用于基于接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向。交通狀況分析部分3000用于確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
[0062]接收機部分1000包括第一到第N個扇區(qū)天線100-1至100_N(其中，N是不小于、2的整數(shù))以及第一到第N個無線電接收機部分102-1至102-N，第一到第N個扇區(qū)天線100-1至IOO-N用于從相應車輛(移動臺)上安裝的移動終端(未示出)或乘坐相應車輛(移動臺)的乘客的移動終端(未示出)接收通信信號(無線電信號)，以輸出第一到第N個無線電信號101-1至101-N，第一到第N個無線電接收機部分102-1至102-N用于將接收到的第一到第N個無線電信號101-1至101-N轉(zhuǎn)換為第一到第N個基帶電信號103-1至103-N。將該第一到第N個基帶電信號103-1至103-N輸出，作為接收信號
[0063]速度/方向估計部分2000包括扇區(qū)選擇部分104、頻率偏移估計部分107、頻率偏移存儲設備109、頻率偏移平均部分111、行駛方向確定部分113、行駛速度計算部分115以及行駛速度校正部分117。
[0064]扇區(qū)選擇部分105用于從第一到第N個基帶電信號103-1至103-N中選擇接收信號(基帶信號)其中具有最佳接收質(zhì)量的扇區(qū)，以輸出所選扇區(qū)的接收信號106和所選扇區(qū)號105。頻率偏移估計部分107用于估計來自所選扇區(qū)的接收信號(基帶信號)的頻率偏移，以輸出指示所估計的頻率偏移的頻率偏移信號108。頻率偏移存儲設備109用于持續(xù)地存儲指示所估計的頻率偏移的頻率偏移信號。頻率偏移平均部分111用于針對每個平均時間段從頻率偏移存儲設備109讀取所存儲的頻率偏移信號110，計算平均頻率偏移，以輸出指示平均頻率偏移的平均頻率偏移信號112。行駛方向確定部分113用于根據(jù)所選扇區(qū)號105和平均頻率偏移(由平均頻率偏移信號112表示)確定車輛的行駛方向，以輸出指示車輛的行駛方向的行駛方向信號114。行駛速度計算部分115用于根據(jù)平均頻率偏移(由平均頻率偏移信號112表示)來計算車輛相對于基站200 (圖2)的相對行駛速度，以輸出指示車輛的相對行駛速度的相對行駛速度信號116。行駛速度校正部分117用于基于所選扇區(qū)號105來校正車輛的相對行駛速度(由相對行駛速度信號116表示)，從而計算車輛的行駛速度，以輸出指示車輛的行駛速度的行駛速度信號118。
[0065]頻率偏移估計部分107、頻率偏移存儲設備109以及頻率偏移平均部分111的組合擔當頻率偏移計算部分，頻率偏移計算部分用于根據(jù)所選扇區(qū)的接收信號106來估計相應車輛的頻率偏移，并通過對頻率偏移求平均來計算平均頻率偏移。
[0066]交通狀況分析部分3000包括行駛速度變化計算部分119、行駛速度偏差計算部分121、有效行駛速度確定部分123、行駛速度存儲設備125、車輛組平均行駛速度計算部分127以及交通狀況確定部分129。
[0067]行駛速度變化計算部分119用于計算當前行駛速度與最近的行駛速度的變化。行駛速度偏差計算部分121用于計算行駛速度的偏差。有效行駛速度確定部分123用于在行駛速度以及其變化和偏差不大于預定閾值時確定行駛速度數(shù)據(jù)是有效的。行駛速度存儲設備125用于針對各個行駛方向上的相應車輛存儲有效行駛速度信號124。車輛組平均行駛速度計算部分127用于從行駛速度存儲設備125讀取各個行駛方向上的所有車輛的有效行駛速度信號，計算所有車輛的有效行駛速度的平均以計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及輸出各個行駛方向上的指示各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度的車輛組平均行駛速度信號128。交通狀況確定部分129基于各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度(由各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128表示)，確定各個行駛方向上的交通狀況。
[0068]具體地，行駛速度變化計算部分119從行駛速度存儲設備125讀取上次計算的車輛的有效行駛速度信號來作為指示最近行駛速度的最近行駛速度信號126，并計算車輛的當前行駛速度與最近行駛速度的變化120。行駛速度偏差計算部分121計算在各個行駛方向上，車輛的當前行駛速度相對于車輛組的平均行駛速度(由各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128來表示)的偏差122。有效行駛速度確定部分123基于變化120和偏差122來確定車輛的當前行駛速度(由行駛速度信號118表示)是否是有效的，并在確定車輛的當前行駛速度有效時輸出有效行駛速度信號124。
[0069]因此，行駛速度變化計算部分119、行駛速度偏差計算部分121以及有效行駛速度確定部分123的組合擔當了有效速度確定部分，有效速度確定部分用于在行駛速度存儲設備125的協(xié)作下針對各個車輛確定車輛的當前行駛速度(由行駛速度信號118表示)是否是有效的，以輸出指示有效行駛速度的有效行駛速度信號124。
[0070]例如，使用圖2中示出的扇區(qū)布置來將基站200安裝在道路210側(cè)，基站200具有用于N個扇區(qū)的第一至第N個扇區(qū)天線100-1至100-N，其中，N是不小于2的整數(shù)。
[0071]在圖2中示意的示例中，道路210從北向南延伸，以及基站200被布置在道路210的西側(cè)。此外，在所示意的示例中，以60度的相等角度間隔圍繞基站200布置多個扇區(qū)。扇區(qū)的數(shù)目N是6。從扇區(qū)I到扇區(qū)6圍繞基站200順時針地順序布置扇區(qū)I至6，扇區(qū)I的中心方向相對于基站200指向北。換言之，扇區(qū)的中心方向相對于基站200指向東偏東北。扇區(qū)3的中心方向指向東偏東南。扇區(qū)4的中心方向相對于基站200指向南。扇區(qū)5的中心方向相對于基站200指向西偏西南。扇區(qū)6的中心方向相對于基站200指向西偏西北。針對扇區(qū)I至6分別提供第一至第六天線100-1至100-6。
[0072]此外，在圖2的示例中，車輛A在基站200北方的扇區(qū)I內(nèi)的道路210上，并且在道路210上向南行駛。車輛B在基站200的南方的扇區(qū)4內(nèi)的道路210上，并在道路210上向北行駛。
[0073]在該情況下，如圖2中示出的，僅針對扇區(qū)I至4的第一至第四扇區(qū)天線100-1至100-4可以從道路210上的車輛A和B的移動終端接收通信信號。從而，針對由針對扇區(qū)I至4的第一至第四扇區(qū)天線100-1至100-4已經(jīng)接收到并由第一至第四第一至第四無線電接收機部分102-1至102-4輸出的基帶信號(接收信號)103-1至103-4，扇區(qū)選擇部分104計算接收功率，例如作為各個移動終端的接收質(zhì)量的索引，從具有最高接收功率的扇區(qū)選擇接收信號(基帶信號)，以輸出該接收信號(基帶信號)。
[0074]在圖2的不例中，對于扇區(qū)I內(nèi)的車輛A,扇區(qū)選擇部分104確定第一基帶信號103-1(已經(jīng)從車輛A的移動終端發(fā)送，由第一扇區(qū)天線100-1接收到，并由第一無線電接收機部分102-1輸出)是具有最高接收功率的扇區(qū)的接收信號(基帶信號)，選擇扇區(qū)I作為選擇的扇區(qū)，并輸出指示扇區(qū)I的所選扇區(qū)號105。此外，對于扇區(qū)4內(nèi)的車輛B，扇區(qū)選擇部分104確定第四基帶信號103-4(已經(jīng)從車輛B的移動終端發(fā)送，由第四扇區(qū)天線100-4接收到，并由第四無線電接收機部分102-4輸出)是具有最高接收功率的扇區(qū)的接收信號(基帶信號)，選擇扇區(qū)4作為選擇的扇區(qū)，并輸出指示扇區(qū)4的所選扇區(qū)號105。
[0075]此外，扇區(qū)選擇部分104僅在最高接收功率不小于預設閾值時才輸出接收信號(基帶信號)。從而，丟棄具有低接收質(zhì)量的基帶信號。因此，可以排除從不在道路210附近的遠距離移動終端發(fā)送的通信信號。
[0076]對于所選扇區(qū)的接收信號(基帶信號)106，頻率偏移估計部分107例如對接收信號中插入的導頻符號執(zhí)行信道估計，以計算符號的相位旋轉(zhuǎn)并估計頻率偏移。頻率偏移估計部分107在頻率偏移存儲設備109中存儲指示所估計的頻率偏移的頻率偏移信號108。頻率偏移平均部分111針對各個預設的平均時間段從頻率偏移存儲設備109讀取頻率偏移信號110，計算頻率偏移信號110的平均以向后續(xù)階段輸出該平均，然后刪除頻率偏移存儲設備109的內(nèi)容。從而，在多個接收時間段上對頻率偏移求平均。因此， 可以降低對頻率偏移的估計誤差的影響。
[0077]使用多普勒效應(頻率偏移在車輛逼近基站200時變?yōu)檎龜?shù)并在車輛移動離開基站200時變?yōu)樨摂?shù))，行駛方向確定部分113基于平均頻率偏移的極性來確定車輛的行駛方向。然而，頻率偏移的極性與行駛方向之間的關系根據(jù)所選扇區(qū)并不相同。因此，行駛方向確定部分113應該根據(jù)扇區(qū)選擇部分104輸出的所選扇區(qū)號105來確定車輛的行駛方向。
[0078]在圖2的不例中，扇區(qū)I和2相對于基站200指向北。因此，當針對扇區(qū)I和2的第一和第二扇區(qū)天線100-1和100-2接收到的第一和第二無線電信號101-1和101-2的頻率偏移是正數(shù)時，車輛向南行駛。當頻率偏移是負數(shù)時，車輛向北行駛。另一方面，扇區(qū)3和4相對于基站200指向南。因此，當針對扇區(qū)3和4的第三和第四扇區(qū)天線100-3和100-4接收到的第三和第四無線電信號101-3和101-4的頻率偏移是正數(shù)時，車輛向北行駛。當頻率偏移是負數(shù)時，車輛向南行駛。
[0079]行駛速度計算部分115使用由平均頻率偏移信號112表示的平均頻率偏移，根據(jù)下面公式3的行駛速度和頻率偏移之間的多普勒效應關系來計算相對于基站200的相對行駛速度V’。其中，將在移動終端處設置的發(fā)送頻率定義為fo，光速定義為C，以及平均頻率偏移定義為Λ f’。所有其他值在基站200處是已知的。
,CM'
[0080]V = ^-…公式 3
/o
[0081]以上公式3中的術(shù)語Λ f’表示基站200觀察到的平均頻率偏移。僅當車輛徑直向基站200移動或徑直移動離開基站200時，相對行駛速度V’才變得等于測量的行駛速度。實際上，如圖3中示出的，基站200被安裝在一定程度上遠離道路210的位置處。從而，車輛C以相對于基站200的角度Θ移動。因此，行駛速度校正部分117需要使用下面的公式4來校正測量C的行駛速度。

V'
[0082]V = —-- …公式 4
cose*
[0083]其中，如圖3中示出的，Θ是連接車輛C和基站200的線與車輛C的行駛方向之間的角度(夾角)。然而，扇區(qū)天線不能獲得確切的角度Θ。因此，行駛速度校正部分117使用扇區(qū)選擇部分104選擇的扇區(qū)(圖3的示例中是扇區(qū)3)的中心方向與道路210的縱向方向之間的角度(夾角)Θ ’來利用下面的公式5校正行駛速度。

V1
[0084]V = ^-…公式 5
COS^
[0085]行駛速度變化計算部分119從行駛速度存儲設備125讀取上次計算的車輛的行駛速度信號來作為指示最近行駛速度的最近行駛速度信號126，并計算車輛的當前行駛速度(由行駛速度信號118表示)與最近行駛速度的變化120。行駛速度偏差計算部分121計算在各個行駛方向上，車輛的當前行駛速度(由行駛速度信號118表示)相對于車輛組平均行駛速度(表示各個行駛方向上的所有車輛的平均行駛速度)的偏差122。[0086]為了增強行駛速度數(shù)據(jù)的可靠性，僅在車輛的當前行駛速度(由行駛速度信號118表示)以及行駛速度的變化120和偏差122都不大于預設閾值時，有效行駛速度確定部分123才確定由行駛速度信號118表示的當前行駛速度是有效的。針對各個行駛方向上的各個車輛，有效行駛速度確定部分123在行駛速度存儲設備125中存儲表示有效行駛速度的有效行駛速度信號124。
[0087]其中，針對由行駛速度信號118表示的車輛的行駛速度、變化120和偏差122中的每一項單獨設置閾值。例如，因為通常的車輛不太可能以高于200km / h的速度行駛，將針對行駛速度的閾值設置為200km / h，以使得可以丟棄高于200km / h的行駛速度。此夕卜，行駛速度的變化不太可能非常大。例如，與最近行駛速度相比的通常速度變化不太可能大于IOkm / ho因此,針對變化的閾值被設置為IOkm / h，以使得可以丟棄速度變化大于IOkm / h的行駛速度。此外，例如，當車輛組平均行駛速度128是40km / h時，以80km /h的速度行駛的車輛很可能是異常的車輛，例如交通擁堵期間在路肩上行駛的車輛。此外，以5km / h的速度行進的移動終端很可能是行人的移動終端，而不是車輛的移動終端。因此，丟棄與車輛組平均行駛速度128的偏差大于30km / h的行駛速度。
[0088]車輛組平均行駛速度計算部分127從行駛速度存儲設備125讀取各個行駛方向上的所有車輛的有效行駛速度信號126，并計算所有車輛的有效行駛速度的平均。移動終端的發(fā)送頻率遭受由內(nèi)部振蕩器各自的差異而造成的誤差。通過以上方式對多個車輛的行駛速度求平均，以使得可以消除這種誤差的影響。此外，車輛組平均行駛速度計算部分127以預定的時間段來計算所有車輛的計算出的平均行駛速度的時間平均，以使得可以平滑行駛速度。從而，車輛組平均行駛速度計算部分127輸出各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128，各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128指示各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度。其中，還可以通過在特定時間段期間不使用行駛速度數(shù)據(jù)來增強行駛速度數(shù)據(jù)的可靠性，針對該特定時間段，預期來自不同于安裝在車輛上的移動終端的移動終端的接收信號增加。例如，當鐵路靠近要監(jiān)視的道路210延伸時，將在火車通過時間段期間接收到的車輛的行駛速度排除在求平均采樣之外。
[0089]交通狀況確定部分129將各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128與用于確定交通狀況的閾值相比較，并且參考預先輸入的事件信息(例如，交通事故)來確定各個行駛方向上的交通狀況。例如，如圖4的流程圖中所示意的，交通狀況確定部分129使用擁堵閾值、阻塞閾值和事故發(fā)生信息來在“通暢”、“自然擁堵”、“自然阻塞”、“事故造成的擁堵”以及“事故造成的阻塞”之中確定各個行駛方向的交通狀況。
[0090]參考圖4，將描述交通狀況確定部分129的交通狀況確定操作。
[0091]首先，交通狀況確定部分129將各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128與擁堵閾值相比較(步驟S401)。如果各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128不小于擁堵閾值(步驟S401處是“是”)，則交通狀況確定部分129確定交通狀況是“通暢”(步驟 S402)。
[0092]如果各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128小于擁堵閾值(步驟S401處是“否”)，則交通狀況確定部分129將各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128與阻塞閾值相比較(步驟S403)。如果各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128不小于阻塞閾值(步驟S403處是“是”)，則交通狀況確定部分129根據(jù)事故發(fā)生信息確定是否發(fā)生事故(步驟S404)。如果沒有發(fā)生事故(步驟S404處是“否”)，交通狀況確定部分129將交通狀況確定為“自然擁堵”(步驟S405)。如果有任何事故發(fā)生(步驟S404處是“是”)，交通狀況確定部分129將交通狀況確定為“事故造成的擁堵”(步驟S406)。
[0093]如果各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128小于阻塞閾值(步驟S403處是“否”)，則交通狀況確定部分129根據(jù)事故發(fā)生信息確定是否發(fā)生事故(步驟S407)。如果沒有發(fā)生事故(步驟S407處是“否”)，交通狀況確定部分129將交通狀況確定為“自然阻塞”(步驟S408)。另一方面，如果有任何事故發(fā)生(步驟S407處是“是”)，交通狀況確定部分129將交通狀況確定為“事故造成的阻塞”(步驟S409)。
[0094]在圖4的示例中，交通狀況確定部分129基于擁堵閾值、阻塞閾值和事故發(fā)生信息來在“通暢”、“自然擁堵”、“自然阻塞”、“事故造成的擁堵”以及“事故造成的阻塞”之中確定各個行駛方向的交通狀況。然而，可以省略事故發(fā)生信息。在這種情況下，可以除去圖4中的步驟S404和S407。從而，交通狀況確定部分129基于擁堵閾值和阻塞閾值來在“通暢”、“擁堵”和“阻塞”之中確定各個行駛方向的交通狀況。此外，可以從擁堵閾值、阻塞閾值和事故發(fā)生信息中除去擁堵閾值和阻塞閾值之一。
[0095]接下來，下面將描述圖1中示意的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的操作。
[0096]第一至第N個無線電接收機部分102-1至102-N將第一至第N個扇區(qū)天線100_1至100-N接收到的第一至第N個無線電信號101-1至101-N分別轉(zhuǎn)換為第一至第N個基帶信號103-1至103-N。扇區(qū)選擇部分104使用第一至第N個基帶信號103-1至103-N來計算各個扇區(qū)的移動終端接收質(zhì)量。如果具有最佳接收質(zhì)量的扇區(qū)的接收質(zhì)量不小于閾值，扇區(qū)選擇部分104向行駛方向確定部分113和行駛速度校正部分117輸出所選扇區(qū)的基帶信號(接收信號)并輸出所選扇區(qū)號105。如果所選扇區(qū)的接收質(zhì)量小于閾值，扇區(qū)選擇部分104丟棄移動終端的基帶信號，以使得不執(zhí)行后續(xù)處理。
[0097]頻率偏移估計部分107估計相對于所選扇區(qū)的基帶信號106的頻率偏移，并在頻率偏移存儲設備109中存儲指示估計的頻率偏移的頻率偏移信號108。頻率偏移平均部分111從頻率偏移存儲設備109讀取針對每個平均時間段的頻率偏移信號110，計算平均頻率偏移，以輸出指示平均頻率偏移的平均頻率偏移信號112，并在然后刪除頻率偏移存儲設備109的內(nèi)容。
[0098]行駛方向確定部分113根據(jù)所選扇區(qū)號105以及平均頻率偏移信號112的極性來確定車輛的行駛方向，以輸出指示車輛的行駛方向的行駛方向信號114。行駛速度計算部分115根據(jù)平均頻率偏移信號112來計算車輛的相對于基站200的相對行駛速度，以輸出指示車輛的相對行駛速度的相對行駛速度信號116。行駛速度校正部分117基于所選扇區(qū)號105來校正相對行駛速度信號116，以輸出指示車輛的已校正行駛速度的行駛速度信號118。
[0099]行駛速度變化計算部分119從行駛速度存儲設備125讀取上次計算的有效行駛速度信號，作為指示最近行駛速度的最近行駛速度信號126。行駛速度變化計算部分119計算并輸出車輛的當前行駛速度相對于最近行駛速度的變化120。行駛速度偏差計算部分121計算并輸出在各個行駛方向上，車輛的當前行駛速度相對于車輛組的平均行駛速度(由各個行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128來表示)的偏差122。
[0100]有效行駛速度確定部分123將行駛速度信號118以及行駛速度的變化120和偏差122與閾值相比較。僅在行駛速度信號118、變化120和偏差122都不大于閾值時，有效行駛速度確定部分123才在行駛速度存儲設備125中存儲針對行駛方向上的各個車輛的有效行駛速度信號124。如果行駛速度、變化和偏差中的任一者大于閾值，有效行駛速度確定部分123都丟棄行駛速度，以使得不執(zhí)行后續(xù)處理。
[0101]車輛組平均行駛速度計算部分127從行駛速度存儲設備125讀取行駛方向(由行駛方向信號114表示)上的所有車輛的有效行駛速度信號126，并計算所有車輛的有效行駛速度的平均。此外，車輛組平均行駛速度計算部分127計算時間平均，以獲得行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，由此輸出對行駛方向上的車輛組的平均行駛速度進行指示的行駛方向上的車輛組平均行駛速度信號128。
[0102]如圖4中示出的，交通狀況確定部分129將行駛方向上車輛組平均行駛速度信號128與交通狀況閾值相比較，以確定行駛方向上的交通狀況。
[0103]下面將描述本發(fā)明第一示例的有利效果。
[0104]根據(jù)本發(fā)明的第一示例，使用現(xiàn)有的蜂窩電話基礎設施，可以根據(jù)車輛的移動終端的頻率偏移來計算在道路上的移動(行駛)的車輛的行駛速度和行駛方向。從而，可以分析交通狀況。因此可以提供了成本低、規(guī)模小的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。
[0105]可以通過計算機實現(xiàn)速度/方向估計部分2000和交通狀況分析部分3000。如本領域中已知的，計算機包括中央處理單元(CPU)、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲設備(RAM)和用于存儲程序的程序存儲器(ROM)。存儲設備(RAM)擔當頻率偏移存儲設備109和行駛速度存儲設備125。CPU讀取程序存儲器(ROM)中存儲的程序，并實現(xiàn)速度/方向估計部分2000和交通狀況分析部分3000的功能。
[0106]示例2
[0107]參考圖5，將描述根據(jù)本發(fā)明第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。根據(jù)第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)計算車輛的行駛速度，并通過形成定向波束和估計頻率偏移來確定車輛的行駛方向。在下面的描述中，由相同的附圖標記來表示與根據(jù)本發(fā)明的第一示例在圖1中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中的組件具有相同功能的組件，并且為了簡潔在本文中省略對其的說明。從而，下面的描述關注于與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的圖1中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的差異。
[0108]根據(jù)第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)在以下各點與根據(jù)第一示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)不同。具體地，第一至第N個扇區(qū)天線100-1至100-N已被改變?yōu)榈谝恢恋贛個陣列天線500-1至500-M的M個天線單元(其中，M是不小于2的整數(shù))。扇區(qū)選擇部分104已經(jīng)被改變?yōu)榈竭_角計算部分501、到達角確定部分503以及定向波束形成部分505。行駛方向確定部分113已經(jīng)被改變?yōu)樾旭偡较虼_定部分507，行駛方向確定部分507用于基于平均頻率偏移(由平均頻率偏移信號112表示)以及所確定的到達角(由到達角信號504表示)來確定行駛方向。行駛速度校正部分117已經(jīng)被改變?yōu)樾旭偹俣刃Ｕ糠?08，行駛速度校正部分508用于基于所確定的到達角(由到達角信號504表示)校正相對行駛速度。從而，由附圖標記1000A來表示接收機部分，以及由附圖標記2000A來表示速度/方向估計部分。
[0109]針對已經(jīng)由M個通信單元接收到的第一至第M個基帶信號103-1至103-M，到達角計算單元501計算接收功率，例如作為各個移動終端的接收質(zhì)量的索引，估計具有最佳接收質(zhì)量的到達角，以及向到達角確定部分503輸出指示估計的到達角的到達角信號502。然而，如果所估計的到達角的接收質(zhì)量小于接收質(zhì)量的預設閾值，則到達角計算部分501丟棄到達角信號502，以使得不執(zhí)行后續(xù)處理。因此，可以排除從不在道路附近的遠距離移動終端發(fā)送的通信信號。
[0110]到達角確定部分503所估計的到達角(由到達角信號502表示)是否對應于道路的方向。如果到達角確定部分503確定所估計的到達角對應于道路的方向，則其向定向波束形成部分505，向行駛方向確定部分507，并向行駛速度校正部分508輸出指示所確定的到達角的到達角信號504。另一方面，如果到達角確定部分503確定所估計的到達角不對應于道路的方向，則其丟棄指示所估計的到達角的到達角信號502，以使得不執(zhí)行后續(xù)處理。
[0111]具體地,到達角計算部分501和到達角確定部分503的組合擔當?shù)竭_角估計/確定部分，到達角估計/確定部分用于估計和確定第一至第M個基帶信號103-1至103-M中具有最佳接收質(zhì)量的接收信號的到達角。
[0112]例如，如圖6中示出的，假設基站200A被布置在從北向南延伸的道路210的西側(cè)。車輛A在基站200A的北方的道路210上，并在道路210上向南行駛。車輛B在基站200A的南方的道路210上，并在道路210上向北行駛。在這種情況下，當將北方的方向定義為0°時，到達角確定部分503確定在0°到180°的范圍內(nèi)的到達角與道路的方向相對應，并丟棄其他到達角。
[0113]定向波束形成部分505形成與所確定的到達角(由到達角504表示)相對應的定向波束，并在形成定向波束之后輸出基帶信號506。與扇區(qū)天線的情況不同,定向波束可以持續(xù)跟蹤車輛。因此，與第一示例相比，可以通過更高的精確度來確定是否已經(jīng)從道路210上的車輛發(fā)送接收信號。
[0114]行駛方向確定部分507基于頻率偏移的極性(由頻率偏移信號112表示)和所確定的到達角(由到達角信號504 表示)來確定車輛的行駛方向。在圖6的示例中，如果到達角與車輛A—樣在0°到90°的范圍內(nèi)同時頻率偏移是正數(shù)，或者如果到達角在90°到180°的范圍內(nèi)同時頻率偏移是負數(shù)，行駛方向確定部分507確定車輛A正在向南移動(行駛)。另一方面，如果到達角在0°到90°的范圍內(nèi)同時頻率偏移是負數(shù)，或者如果到達角與車輛B—樣在90°到180°的范圍內(nèi)同時頻率偏移是正數(shù)，行駛方向確定部分507確定車輛B正在向北移動(行駛)。
[0115]行駛速度校正部分508將所確定的到達角(由到達角信號504表示)轉(zhuǎn)換為連接車輛和基站200A的線與道路210的縱向方向之間的角度(夾角)Θ。行駛速度校正部分508針對下面的公式6替換Θ，以校正車輛的相對行駛速度。從而，行駛速度校正部分508計算校正的行駛速度，以示出指示車輛的行駛速度的行駛速度信號118。

V1
[0116]V =——:…公式6
LA)S"
[0117]其中，與第一示例不同，不是必須通過使用夾角Θ’來近似夾角Θ。因此，可以通過更高的精確度來校正車輛的行駛速度。
[0118]因此，在第二示例中，與第一示例相比，可以更精確地確定交通狀況。
[0119]可以通過計算機實現(xiàn)速度/方向估計部分2000A和交通狀況分析部分3000。如本領域中已知的，計算機包括中央處理單元(CPU)、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲設備(RAM)和用于存儲程序的程序存儲器(ROM)。存儲設備(RAM)擔當頻率偏移存儲設備109和行駛速度存儲設備125。CPU讀取程序存儲器(ROM)中存儲的程序，并實現(xiàn)速度/方向估計部分2000A和交通狀況分析部分3000的功能。
[0120]示例3
[0121]參考圖7，將描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。由相同的附圖標記來表示與根據(jù)本發(fā)明第二示例在圖5中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中的組件具有相同功能的組件，并且為了簡潔在本文中省略對其的說明。下面的描述關注于與根據(jù)本發(fā)明的第二示例的圖5中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的差異。
[0122]根據(jù)第三示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)在以下各點與根據(jù)第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)不同。已經(jīng)向根據(jù)第三示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)添加了最近到達角存儲設備700，最近到達角存儲設備700用于存儲指示當前到達角的當前到達角信號504，以輸出指示最近到達角的最近到達角信號701。行駛方向確定部分507已被替換為行駛方向確定部分702，行駛方向確定部分702用于基于最近確定的到達角(由最近到達角信號701表示)和當前確定的到達角(由當前到達角信號504表示)確定車輛的行駛方向。從而，由附圖標記200B表示速度/方向估計部分。
[0123]行駛方向確定部分702將最近到達角(由從最近到達角存儲設備700讀取的最近到達角信號701表示)與當前到達角(由當前到達角信號504表示)相比較，以確定車輛的行駛方向。例如，在圖6的示例中，當當前到達角大于最近到達角時，行駛方向確定部分702確定車輛在向南行駛。相反，當當前到達角小于最近到達角時，行駛方向確定部分702確定車輛在向北行駛。
[0124]此外，在行駛方向確定部分從最近到達角存儲設備700讀取最近到達角信號701之后，其在最近到達角存儲設備700中存儲當前到達角信號504，以用于下次確定。
[0125]根據(jù)第三示例，可以替代頻率偏移，通過所確定的到達角的改變來確定車輛的行駛方向。
[0126]可以通過計算機實現(xiàn)速度/方向估計部分2，000B和交通狀況分析部分3000。如本領域中已知的，計算機包括中央處理單元(CPU)、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲設備(RAM)和用于存儲程序的程序存儲器(ROM)。存儲設備(RAM)擔當頻率偏移存儲設備109、最近到達角存儲設備700和行駛速度存儲設備125。CPU讀取程序存儲器(ROM)中存儲的程序，并實現(xiàn)速度/方向估計部分2，000B和交通狀況分析部分3000的功能。
[0127]示例 4
[0128]參考圖8，將描述根據(jù)本發(fā)明第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)。根據(jù)第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)周期性地在基站200B (參見圖9)處接收位置信息，以計算車輛的行駛速度和行駛方向，位置信息是使用位置測量功能(例如安裝在車輛的移動終端上的GPS (全球定位系統(tǒng)))獲得的。由相同的附圖標記來表示與根據(jù)本發(fā)明的第一示例在圖1中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中的組件具有相同功能的組件，并且為了簡潔在本文中省略對其的說明。下面的描述關注于與根據(jù)本發(fā)明的第一示例的圖1中示出的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的差異。
[0129]根據(jù)第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)在以下各點與根據(jù)第一示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)不同。與扇區(qū)的選擇以及行駛速度的計算和頻率偏移的估計有關的處理部分(速度/方向估計部分)2000已經(jīng)被改變?yōu)槭褂梦恢眯畔⒌奶幚聿糠?速度/方向估計部分)2000C。在根據(jù)第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中不需要行駛速度校正部分117。此外，與根據(jù)第一和第二示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)不同，在根據(jù)第四示例的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中，天線100的配置不限于特定的天線配置。
[0130]速度/方向估計部分2000C包括位置信息接收機部分800、位置信息確定部分802、行駛距離/行駛方向計算部分807、最近位置信息存儲設備805和行駛速度計算部分809。
[0131]位置信息接收機部分800例如計算接收功率，作為針對各個移動終端的接收質(zhì)量的索引。如果計算出的接收質(zhì)量不小于接收質(zhì)量的預設閾值，則位置信息接收機部分800從針對每個移動終端的基帶信號(接收信號)103提取位置終端信息801，以輸出位置終端信息801。如果計算出的接收質(zhì)量小于接收質(zhì)量的預設閾值，則位置信息接收機部分800丟棄接收信號103，以使得可以不執(zhí)行后續(xù)處理。從而可以增強位置信息數(shù)據(jù)的可靠性。
[0132]具體地，位置信息接收機部分800計算針對每個移動終端的接收信號(無線電接收機部分102輸出的基帶信號)103的接收質(zhì)量，從接收質(zhì)量高于預設接收質(zhì)量的接收信號提取指示移動終端的位置的位置終端信息801，以輸出位置終端信息。
[0133]位置信息確定部分802將道路210的預設位置信息與移動終端的位置終端信息801相比較。如果移動終端的位置與道路210 (圖9)上的任何位置相匹配，則位置信息確定部分802輸出當前車輛位置信息804，以及還向行駛速度計算部分809發(fā)送位置信息接收周期803。如果移動終端的位置與道路210 (圖9)上的任何位置都不相匹配，則位置信息確定部分802丟棄位置終端信息801，以使得可以不執(zhí)行后續(xù)處理。
[0134]換言之，位置信息確定部分802將道路210的預設位置信息與位置終端信息801相比較，以在移動終端的位置 與道路上的任何位置相匹配時輸出當前車輛位置信息804和位置信息接收周期803。
[0135]因此,位置信息接收機部分800和位置信息確定部分802的組合擔當位置信息識別部分，位置信息識別部分用于從包括位置信息的通信信號識別道路201上的當前車輛位置，以輸出指示當前車輛位置的當前車輛位置信息804和位置信息接收周期803。
[0136]最近位置信息存儲設備805存儲當前車輛位置信息804，以輸出指示最近車輛位置的最近車輛位置信息806。
[0137]行駛距離/行駛方向計算部分807從最近位置信息存儲設備805讀取最近車輛位置信息806，根據(jù)最近車輛位置(由最近車輛位置信息806表示)和當前車輛位置(由當前車輛位置信息804表示)計算各個車輛的行駛距離和各個車輛的行駛方向，以輸出指示各個車輛的行駛距離的行駛距離信號808和指示各個車輛的行駛方向的行駛方向信號114，并在最近位置信息存儲設備805中存儲當前車輛位置信息804，以用于下次計算。
[0138]在圖9的示例中，基站200B被布置在從北向南延伸的道路210的西側(cè)。位于基站200B的南側(cè)的車輛在道路210上向北行駛，以使得可以逼近基站200B。在本示例中，當車輛從最近車輛位置I (Xl，yi)向當前測量位置2(x2，y2)移動時，可以通過下面的公式7來計算行駛距離D。
[0139]
【權(quán)利要求】
1.一種在安裝在道路側(cè)的基站中提供的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，所述交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)用于基于從道路上行駛的多個車輛的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況，所述系統(tǒng)包括: 接收機部分，所述接收機部分用于接收從相應車輛的移動終端發(fā)送的通信信號，以輸出接收信號； 速度/方向估計部分，所述速度/方向估計部分用于基于所述接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及 交通狀況分析部分，所述交通狀況分析部分用于確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述接收機部分包括: 針對N個扇區(qū)部署的第一至第N個扇區(qū)天線，其中，N是不小于2的整數(shù)；以及 第一至第N個無線電接收機部分，所述第一至第N個無線電接收機部分用于將所述第一至第N個扇區(qū)天線接收到的第一至第N個無線電信號轉(zhuǎn)換為第一至第N個基帶信號，以輸出所述第一至第N個基帶信號來作為接收信號， 其中，所述速度/方向估計部分包括: 扇區(qū)選擇部分，所述扇區(qū)選擇部分用于從所述第一至第N個基帶信號中選擇接收信號在其中具有最佳接收質(zhì)量的扇區(qū)，以輸出所選扇區(qū)的接收信號和所選扇區(qū)號； 頻率偏移計算部分，所述頻率偏移計算部分用于根據(jù)所選扇區(qū)的接收信號估計頻率偏移,并通過對所述頻率偏移求平均來計算平均頻率偏移； 行駛方向確定部分，所述行駛方向確定部分用于根據(jù)所述所選扇區(qū)號和所述平均頻率偏移來確定所述車輛的行駛方向； 行駛速度計算部分，所述行駛速度計算部分用于根據(jù)所述平均頻率偏移來計算所述車輛相對于所述基站的相對行駛速度；以及 行駛速度校正部分，所述行駛速度校正部分用于基于所述所選扇區(qū)號校正所述車輛的所述相對行駛速度，以計算所述車輛的行駛速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述接收機部分包括: 包括M個天線單元的第一至第M個陣列天線，其中，M是不小于2的整數(shù)；以及 第一至第M個無線電接收機部分，所述第一至第M個無線電接收機部分用于將所述第一至第M個陣列天線接收到的第一至第M個無線電信號轉(zhuǎn)換為第一至第M個基帶信號，并輸出所述第一至第M個基帶信號來作為接收信號， 其中，所述速度/方向估計部分包括: 到達角估計/確定部分，所述到達角估計/確定部分用于從所述第一至第M個基帶信號中估計和確定各具有最佳接收質(zhì)量的接收信號的到達角； 定向波束形成部分，所述定向波束形成部分用于形成與所確定的到達角相對應的定向波束，并輸出形成所述定向波束之后的基帶信號； 頻率偏移計算部分，所述頻率偏移計算部分用于根據(jù)形成所述定向波束之后的基帶信號來估計頻率偏移，并通過對所述頻率偏移求平均來計算平均頻率偏移； 行駛方向確定部分，所述行駛方向確定部分用于根據(jù)所述到達角和所述平均頻率偏移來確定所述車輛的行駛方向； 行駛速度計算部分，所述行駛速度計算部分用于根據(jù)所述平均頻率偏移來計算所述車輛相對于所述基站的相對行駛速度；以及 行駛速度校正部分，所述行駛速度校正部分用于基于所述到達角校正所述車輛的所述相對行駛速度，以計算所述車輛的行駛速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述接收機部分包括: 包括M個天線單元的第一至第M個陣列天線，其中，M是不小于2的整數(shù)；以及 第一至第M個無線電接收機部分，所述第一至第M個無線電接收機部分用于將所述第一至第M個陣列天線接收到的第一至第M個無線電信號轉(zhuǎn)換為第一至第M個基帶信號，以輸出所述第一至第M個基帶信號來作為接收信號， 其中，所述速度/方向估計部分包括: 到達角估計/確定部分，所述到達角估計/確定部分用于從所述第一至第M個基帶信號中估計和確定各具有最佳接收質(zhì)量的接收信號的當前到達角； 定向波束形成部分，所述定向波束形成部分用于形成與所述當前到達角相對應的定向波束，以輸出形成所述定向波束之后的基帶信號； 頻率偏移計算部分，所述頻率偏移計算部分用于根據(jù)形成所述定向波束之后的基帶信號來估計頻率偏移，并通 過對所述頻率偏移求平均來計算平均頻率偏移； 最近到達角存儲設備，所述最近到達角存儲設備用于存儲指示所述當前到達角的當前到達角信號，以輸出指示最近到達角的最近到達角信號； 行駛方向確定部分，所述行駛方向確定部分用于根據(jù)所述最近到達角和所述當前到達角來確定所述車輛的行駛方向； 行駛速度計算部分，所述行駛速度計算部分用于根據(jù)所述平均頻率偏移來計算所述車輛相對于所述基站的相對行駛速度；以及 行駛速度校正部分，所述行駛速度校正部分用于基于所述當前到達角校正所述車輛的所述相對行駛速度，以計算所述車輛的行駛速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述接收機部分周期性地從各個車輛的移動終端接收包括位置信息的信號來作為通信信號，并輸出接收信號， 其中，所述速度/方向估計部分包括: 位置信息識別部分，所述位置信息識別部分用于根據(jù)所述包括位置信息的信號來識別所述道路上的當前車輛位置，以輸出指示所述當前車輛位置的當前車輛位置信息以及位置信息接收周期； 最近位置信息存儲設備，所述最近位置信息存儲設備用于存儲所述當前車輛位置信息，以輸出指示最近車輛位置的最近車輛位置信息； 行駛距離/行駛方向計算部分，所述行駛距離/行駛方向計算部分用于根據(jù)所述最近車輛位置和所述當前車輛位置來計算各個車輛的行駛距離和各個車輛的行駛方向；以及行駛速度計算部分，所述行駛速度計算部分用于使用所述行駛距離和所述位置信息接收周期來計算各個車輛的行駛速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述交通狀況分析部分包括:有效速度確定部分，所述有效速度確定部分用于確定各個車輛的當前行駛速度是否有效，以輸出指示所述有效行駛速度的有效行駛速度信號； 行駛速度存儲設備，所述行駛速度存儲設備用于存儲各個行駛方向上的各個車輛的有效行駛速度信號； 車輛組平均行駛速度計算部分，所述車輛組平均行駛速度計算部分用于從所述行駛速度存儲設備讀取各個行駛方向上的所有車輛的有效行駛速度信號，并計算所有車輛的有效行駛速度的平均，以獲得各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度；以及 交通狀況確定部分，所述交通狀況確定部分用于基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來確定各個行駛方向上的交通狀況。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)，其中，所述交通狀況確定部分用于基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度、擁堵閾值、堵塞閾值和事故發(fā)生信息，依據(jù)通暢狀況、自然擁堵狀況、自然堵塞狀況、事故造成的擁堵狀況以及事故造成的阻塞狀況來確定各個行駛方向上的交通狀況。
8.一種在安裝在道路側(cè)的基站中提供的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)中使用的交通狀況監(jiān)視方法，所述交通狀況監(jiān)視方法基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號監(jiān)視交通狀況，所述方法包括: 速度/方向估計步驟，所述速度/方向估計步驟基于已經(jīng)接收到從車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號的接收機部分的接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析步驟，所述交通狀況分析步驟確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交通狀況監(jiān)視方法，其中，所述交通狀況分析步驟包括: 有效速度確定步驟，所述有效速度確定步驟確定各個車輛的當前行駛速度是否有效，以輸出指示所述有效行駛速度的有效行駛速度信號； 在行駛速度存儲設備中存儲針對各個行駛方向上的各個車輛的有效行駛速度信號的步驟； 車輛組平均速度計算步驟，所述車輛組平均速度計算步驟從所述行駛速度存儲設備讀取各個行駛方向上的所有車輛的有效行駛速度信號，并計算所有車輛的有效行駛速度的平均，以獲得車輛組的平均行駛速度；以及 交通狀況確定步驟，所述交通狀況確定步驟基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來確定各個行駛方向上的交通狀況。
10.一種其上記錄了程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述程序允許在安裝在道路側(cè)的基站中提供的交通狀況監(jiān)視系統(tǒng)的計算機基于從道路上行駛的多個車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號來監(jiān)視交通狀況，所述程序使得所述計算機實現(xiàn): 速度/方向估計功能，所述速度/方向估計功能基于已經(jīng)接收到從車輛中的移動終端發(fā)送的通信信號的接收機部分的接收信號估計相應車輛的行駛速度和行駛方向；以及交通狀況分析功能，所述交通狀況分析功能確定在各個行駛方向上相應車輛的有效行駛速度，計算各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度，以及基于所述各個行駛方向上的車輛組的平均行駛速度來分析各個行駛方向上的交通狀況。
【文檔編號】G08G1/00GK103477376SQ201280019300
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月20日
【發(fā)明者】大浦聰 申請人:日本電氣株式會社