用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法
【專利摘要】按照用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法，考慮具有在起始點(diǎn)(P)與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的路線區(qū)段(Ai)的路線網(wǎng)(H)。在起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)(P、Q)之間確定多個(gè)路徑(Rk)。給路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段配置相對(duì)旅行時(shí)間損耗(ui,k)并且加權(quán)。確定的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(ui,k)和所屬的權(quán)重(Wi,k)用作用于學(xué)習(xí)方法的輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)所述學(xué)習(xí)方法迭代地?cái)U(kuò)展已經(jīng)存在的知識(shí)庫(kù)。
【專利說(shuō)明】用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法，其中該模型給出在路線網(wǎng)的路線區(qū)段上相對(duì)旅行時(shí)間損耗的概率分布。

【背景技術(shù)】
[0002]提供交通信息數(shù)據(jù)的提供者可以在生成當(dāng)前交通信息時(shí)不總是訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)足夠的當(dāng)前數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。出于這個(gè)原因，根據(jù)交通特征建立的歷史負(fù)荷曲線起到重要的作用?？梢詫⒔煌ㄌ卣骼斫鉃樘卣鞯臓顟B(tài)參量，該狀態(tài)參量對(duì)于在道路區(qū)段上經(jīng)歷的旅行時(shí)間具有決定性影響。這樣的特征的狀態(tài)參量例如是白天時(shí)間、日期、節(jié)假日以及其他相關(guān)的時(shí)間特征；以及存在的道路天氣特征、已知的交通影響措施，例如交通影響設(shè)施的開關(guān)、施工、事故、大型活動(dòng)以及其他特別情況。
[0003]然而為了建立用于生成交通信息的歷史知識(shí)庫(kù)，必要的是，記錄每個(gè)道路區(qū)段的足夠的統(tǒng)計(jì)數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這點(diǎn)單獨(dú)地借助于行駛是不可能的。然而可以利用自動(dòng)發(fā)出的車輛數(shù)據(jù)，以便在后端中建立智能知識(shí)庫(kù)。特別是可以通過(guò)交通數(shù)據(jù)、例如通過(guò)旅行時(shí)間或旅行速度更新旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)的已經(jīng)存在的知識(shí)，該旅行時(shí)間或旅行速度由車輛在駛過(guò)一個(gè)路線區(qū)段時(shí)在該路線區(qū)段上確定。該后端可以是車輛，在該車輛中存有旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)，以便可以在需要時(shí)借助于車輛中的計(jì)算機(jī)對(duì)該旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)。不過(guò)，用于旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)庫(kù)也可以在服務(wù)提供商處建立。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]值得期望的是，提出一種用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法，其中可以利用在車輛中在駛過(guò)路線區(qū)段時(shí)記錄的交通數(shù)據(jù)用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型。
[0005]用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法的一種實(shí)施形式包括以下步驟:
[0006].提供路線網(wǎng)，該路線網(wǎng)具有在起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的路線區(qū)段；
[0007].確定在起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的多個(gè)可能的路徑，其中每個(gè)路徑具有包括路線網(wǎng)的路線區(qū)段中至少一個(gè)的路線區(qū)段；
[0008]?確定在每個(gè)路徑的每個(gè)路線區(qū)段上的相應(yīng)交通特征的情況下用于每個(gè)路徑的每個(gè)路線區(qū)段的相應(yīng)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗；
[0009].將路徑的路線區(qū)段的確定的相對(duì)旅行時(shí)間損耗配置給路線網(wǎng)的每個(gè)路線區(qū)段；
[0010]?確定在每個(gè)路徑的每個(gè)路線區(qū)段上的相應(yīng)交通特征的情況下用于每個(gè)路徑的每個(gè)路線區(qū)段的相對(duì)旅行時(shí)間損耗的相應(yīng)的權(quán)重；
[0011].將路徑的路線區(qū)段的確定的權(quán)重配置給路線網(wǎng)的每個(gè)路線區(qū)段；
[0012]?在配置給相應(yīng)的路線區(qū)段的交通特征和配置給相應(yīng)的路線區(qū)段的校準(zhǔn)參數(shù)的情況下確定用于路線網(wǎng)的每個(gè)路線區(qū)段的相對(duì)旅行時(shí)間損耗的概率分布。
[0013]在提出的方法中，在每個(gè)起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)(以下也稱為點(diǎn)對(duì))之間評(píng)估多個(gè)可能的路徑并且對(duì)這些進(jìn)行隨機(jī)加權(quán)。為了確定在起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的路線的路線區(qū)段上的相對(duì)旅行時(shí)間損耗，例如可以將例如由數(shù)字地圖已知的在路線區(qū)段的自由速度的已知的值用于劃分車輛在預(yù)定路徑上的旅行時(shí)間。在路線區(qū)段上確定的相對(duì)旅行時(shí)間損耗用作用于學(xué)習(xí)方法的輸入數(shù)據(jù)，該學(xué)習(xí)方法在可能的實(shí)施形式中迭代地?cái)U(kuò)展用于已經(jīng)存在的旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)的知識(shí)庫(kù)。由此可以利用在車輛中生成的數(shù)據(jù)，以便在后端中建立用于旅行時(shí)間的智能知識(shí)庫(kù)。
[0014]自動(dòng)在車輛中生成的點(diǎn)數(shù)據(jù)是代表性的并且適用于歷史旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。通過(guò)給定的方法可以評(píng)估在點(diǎn)對(duì)之間可能的未知的路徑。此外，該方法學(xué)習(xí):在保存旅行時(shí)間的情況下如何能夠通過(guò)該模糊來(lái)使用知識(shí)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下根據(jù)各實(shí)施例更詳細(xì)地闡明本發(fā)明。
[0016]將旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)理解為在形成點(diǎn)對(duì)的起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的路徑的路線區(qū)段上的旅行時(shí)間的知識(shí)庫(kù)。在旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的旅行時(shí)間知識(shí)庫(kù)應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)，在需要時(shí)推斷出概率分布F(u I A，C; λ )，即車輛在路線區(qū)段A上以如下公式經(jīng)歷分配的延遲或相對(duì)旅行時(shí)間損耗u
[0017]U ^VfreJA)/V-1 (I)。
[0018]在給出的用于相對(duì)時(shí)間延遲的公式表達(dá)中，UA)表示在路線區(qū)段A上的自由速度，而V表示在路線區(qū)段上由車輛實(shí)際經(jīng)歷的速度。如果路線區(qū)段的區(qū)段長(zhǎng)度和在路線區(qū)段上的自由速度由數(shù)字地圖假定為已知，那么以F(u I A，C; λ)也確定旅行時(shí)間的概率分布。
[0019]在對(duì)于概率密度給出的表達(dá)F(u I A，C; λ)中，參數(shù)C表示交通特征，該交通特征可以對(duì)于路線區(qū)段A提出并且概率密度同樣可以與該交通特征有關(guān)。屬于此的例如是白天時(shí)間、工作日以及節(jié)假日和其他相關(guān)的時(shí)間特征。同樣地，通過(guò)交通特征C檢測(cè)道路天氣特征、交通影響措施、施工、事故、大型活動(dòng)和其他特別情況。
[0020]參數(shù)λ在用于概率密度F (u I A, C ； λ )的公式表達(dá)中表示一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)，概率密度函數(shù)同樣可以與該校準(zhǔn)參數(shù)有關(guān)。由此例如可以檢測(cè)在創(chuàng)建模型時(shí)猜測(cè)的在起始點(diǎn)P與目標(biāo)點(diǎn)Q之間的有意行駛的間接路徑的百分比。
[0021]在該方法中，應(yīng)該根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法通過(guò)在駛過(guò)路徑時(shí)由車輛檢測(cè)的新的觀察數(shù)據(jù)更新知識(shí)庫(kù)。為此應(yīng)用貝葉斯方程。以規(guī)則的間隔例如每5分鐘，檢測(cè)和傳輸車輛的位置和速度、以及地理長(zhǎng)度和寬度、鏈接、行駛方向和偏置。然而在規(guī)則的間隔內(nèi)不傳輸所謂的珍珠鏈、亦即來(lái)自較短的中間間隔的數(shù)據(jù)。傳輸?shù)奈恢脭?shù)據(jù)形成上述點(diǎn)對(duì)，其中，起始點(diǎn)P和目標(biāo)點(diǎn)Q僅僅表示一個(gè)例子。
[0022]因?yàn)殡S機(jī)傳輸位置數(shù)據(jù)，所以所屬的點(diǎn)對(duì)是由車輛的定位的經(jīng)可信度測(cè)試的點(diǎn)對(duì)組成的代表性的抽樣。不過(guò)，根據(jù)點(diǎn)對(duì)普遍地在點(diǎn)之間的行駛的路線的準(zhǔn)確重構(gòu)是不可能的。而是考慮在各點(diǎn)之間的不同路徑。原則上，該方面極大地使得出于統(tǒng)計(jì)目的的利用變得困難。
[0023]首先描述了一種算法的實(shí)施形式，通過(guò)該算法能實(shí)現(xiàn)將配置給點(diǎn)對(duì)P — Q的旅行時(shí)間按照在起始點(diǎn)P與目標(biāo)點(diǎn)Q之間的路徑的路線區(qū)段劃分。為此使用自由速度的已知值，這些已知值例如由數(shù)字地圖已知并且配置給路徑的各個(gè)路線區(qū)段。在點(diǎn)P與Q之間的可能的路徑R(P — Q)具有例如i個(gè)具有i = 1，...，n的路線區(qū)段Ai,亦即例如路線區(qū)段A1, A2,…An。每個(gè)路線區(qū)段具有開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。此外可能地可以給各路線區(qū)段Ai配置不同的道路等級(jí)和自由速度Vfree的值。
[0024]如果人們考慮配置給點(diǎn)對(duì)P — Q的路徑，那么在最初路線區(qū)段A1上的起始點(diǎn)P可以具有與最初路線區(qū)段的開始點(diǎn)的偏置Xl。在最后的區(qū)段AnI目標(biāo)點(diǎn)Q可以具有關(guān)于最后的路線區(qū)段An的開始點(diǎn)的偏置xn。在下文中以旅行時(shí)間Tpq表示在駛過(guò)由P至Q的路徑R時(shí)測(cè)量的旅行時(shí)間。在以下條件下，即在起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的最小旅行時(shí)間Tmin(如其例如可以由數(shù)字地圖得知)小于在駛過(guò)由P至Q的路徑時(shí)測(cè)量的旅行時(shí)間Tpq時(shí)，產(chǎn)生所述條件:
[0025]Tmin(P — QiR) < Tpq(P, Q.) (2)。
[0026]用于在路徑R上的所有i個(gè)路線區(qū)段的相對(duì)旅行時(shí)間損耗Ui定義為:

【權(quán)利要求】
1.用于為旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)建立模型的方法，包括: ?提供路線網(wǎng)(H)，該路線網(wǎng)具有在起始點(diǎn)(P)與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的路線區(qū)段(Ai)； ?確定在起始點(diǎn)⑵與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的多個(gè)可能的路徑(Rk)，其中每個(gè)路徑(Rk)具有包括路線網(wǎng)⑶的路線區(qū)段(Ai)中至少一個(gè)的路線區(qū)段(\k)； ?確定在每個(gè)路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(\k)上的相應(yīng)交通特征(U的情況下用于每個(gè)路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(\k)的相應(yīng)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)； ?將路徑(Rk)的路線區(qū)段(\k)的所確定的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)配置給路線網(wǎng)⑶的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)； ?確定在每個(gè)路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(\k)上的相應(yīng)交通特征(U的情況下用于每個(gè)路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(\k)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)的相應(yīng)的權(quán)重(Wiik)； ?將路徑(Rk)的路線區(qū)段(\k)的確定的權(quán)重(Wiik)配置給路線網(wǎng)⑶的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)； ?在配置給相應(yīng)的路線區(qū)段(Ai)的交通特征(Ci)和配置給相應(yīng)的路線區(qū)段(Ai)的校準(zhǔn)參數(shù)Ui)的情況下確定用于路線網(wǎng)⑶的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui)的概率分布(F(Ui I AilCi ； Ai)) 0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相應(yīng)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)根據(jù)在起始點(diǎn)(P)與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間測(cè)量的旅行時(shí)間(Tpq)和在在起始點(diǎn)⑵與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的每個(gè)路徑(Rk)的相應(yīng)的路線區(qū)段(\k)上預(yù)定的最小旅行時(shí)間(Tmin)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法， ?其中，在起始點(diǎn)⑵與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的最小旅行時(shí)間(Tmin)由相應(yīng)的配置給路徑(Rk)的路線區(qū)段(Ai)的自由旅行時(shí)間(Tf_，D的和確定； ?其中，配置給相應(yīng)的路線區(qū)段(Ai)的自由旅行時(shí)間(TfreeJ根據(jù)路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Ai)的長(zhǎng)度和配置給路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Ai)的自由旅行速度(ν&εΜ)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，配置給路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Ai)的自由旅行速度(Vf_，i)由數(shù)字地圖獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，包括: 通過(guò)以下步驟(a)至⑷確定多個(gè)可能的路徑(Rk)和在路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Aijk)上的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Uu): (a)通過(guò)分析預(yù)定的旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)確定具有路線區(qū)段D的在時(shí)間上最短的路徑(R0)； (b)確定在時(shí)間上最短的路徑(Rtl)的相應(yīng)的路線區(qū)段(AiJ的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(ui;0)； (c)確定具有相應(yīng)的路線區(qū)段(\k)的另一路徑(Rk)，其中另一路徑(Rk)的相應(yīng)最小旅行時(shí)間(Tmin)小于在相應(yīng)的另一路徑上測(cè)量的旅行時(shí)間(Tpq)； (d)確定另一路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Ai,,)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui,k)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在確定路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Aiik)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)的步驟之后提高路徑(Rk)的相應(yīng)路線區(qū)段(Aiik)的阻力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，包括: ?確定的用于每個(gè)所確定的路徑(Rk)的旅行時(shí)間期望值(T(Rk))； ?根據(jù)確定的旅行時(shí)間期望值(T(Rk))來(lái)確定用于每個(gè)路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(Aiik)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(ui;k)的相應(yīng)的權(quán)重(Wi;k)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，包括: ?通過(guò)分析預(yù)定的旅行時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)確定在路線網(wǎng)(H)的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)上在相應(yīng)的交通特征(Ci)的情況下用于路線網(wǎng)(H)的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui)的概率分布模型(F0(Ui I AijCi ； Ai))； ?通過(guò)多次重復(fù)以下步驟(a)至(c)來(lái)確定多個(gè)可能的路徑(Rk)并且確定在路徑(Rk)的每個(gè)路線區(qū)段(\k)上的相應(yīng)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k): (a)通過(guò)采用概率分布模型(FtlOiiI AijCi5Ai))來(lái)確定在路線網(wǎng)⑶的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)上的隨機(jī)旅行時(shí)間，并且將隨機(jī)確定的旅行時(shí)間之一相應(yīng)配置給路線網(wǎng)(H)的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)； (b)根據(jù)配置給路線網(wǎng)⑶的路線區(qū)段(Ai)的旅行時(shí)間確定在起始點(diǎn)⑵與目標(biāo)點(diǎn)(Q)之間的在時(shí)間上最短的路徑(Rk)； (c)確定在時(shí)間上最短的路徑(Rk)的相應(yīng)的路線區(qū)段(\k)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui, k)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括: 根據(jù)如下值確定路徑(Rk)的路線區(qū)段(Aiik)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)的相應(yīng)的權(quán)重(Wu)，該值與用以確定多個(gè)可能的路徑(Rk)和路徑(Rk)的路線區(qū)段(Aiik)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(?,)的多次重復(fù)次數(shù)的倒數(shù)成正比。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其中，每個(gè)路徑(Rk)的最初和最后路線區(qū)段的相對(duì)旅行時(shí)間損耗在將路徑(Rk)的路線區(qū)段(Aiik)的相應(yīng)相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)配置給子網(wǎng)(H)的路線區(qū)段(Ai)的情況下保持不被考慮。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的方法，包括: 根據(jù)相應(yīng)數(shù)量(m)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui，k)和權(quán)重(Wiik)確定相對(duì)旅行時(shí)間損耗的相應(yīng)評(píng)估的平均值(UdfCf m))^所述相應(yīng)數(shù)量的相對(duì)旅行時(shí)間損耗和權(quán)重在路線區(qū)段(Ai)上在相應(yīng)的交通特征(Ci)的情況下配置給路線網(wǎng)⑶的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)15
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括: 其中在確定相對(duì)旅行時(shí)間損耗的評(píng)估的平均值⑵fi,>的情況下路徑(Rk)的路線區(qū)段(Au)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Uiik)的異常側(cè)值保持不被考慮。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其中， 用于路線網(wǎng)(H)的每個(gè)路線區(qū)段(Ai)的相對(duì)旅行時(shí)間損耗(Ui)的概率分布(F(Ui I AiAi Ji))建模為伽馬分布。
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104169986SQ201380014906
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
【發(fā)明者】H·貝爾茨納, R·卡特斯 申請(qǐng)人:寶馬股份公司