交通信息服务系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年7月8日提交的韩国专利申请No.10-2019-0082052的优先权和权益，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于提供交通信息的系统和方法。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且不构成现有技术。
通常，交通信息提供系统基于实时的交通信息(实时收集的交通信息)提供当前交通信息，或者利用先前收集的以往的交通信息来预测并提供当前交通信息。交通信息提供系统通过探测车辆实时收集交通信息。由于探测车辆可以在通过路段之后确定关于任何方向(直行、左转、右转等)的交通信息，探测车辆在探测车辆通过路段的时间点收集交通信息。
我们发现，当路段较长时，检测路段中的拥堵需要很长时间，并且由于基于通过路段时的交通信息而提供实时的交通信息，因此即使在探测车辆通过路段之前在相应的路段中发生拥堵，拥堵也可能难以反映到实时的交通信息。因此，无法提供准确的交通信息。
发明内容
本发明的一方面提供一种用于提供交通信息的系统和方法，其可以基于先前收集的交通信息、利用交通模式信息来快速识别路段中的拥堵以提供实时的交通信息。
此外，本发明的一方面提供一种用于通过反映前一路段的交通状况来提供后一路段的实时的交通信息的系统和方法。
本发明构思要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本文中未提及的任何其它技术问题。
根据本发明的一方面，一种交通信息提供系统包括：数据库以及服务器，所述数据库基于以往的交通信息存储并管理交通模式信息；所述服务器包括存储器和处理器，所述处理器配置为执行存储在存储器中的指令。服务器的处理器配置为：基于从探测车辆接收到的实时的路段速度演算实时的路段驶入时间；基于实时的路段速度和实时的路段驶入时间对交通模式信息进行校正；并且基于校正后的交通模式信息预测并提供实时的交通信息。
服务器基于以往的交通信息中的以往的路段速度计算以往的路段行驶时间；利用以往的路段行驶时间演算以往的路段驶入时间；基于以往的路段驶入时间重新处理以往的交通信息以生成交通模式信息。
所述以往的交通信息是基于通过探测车辆先前收集的探测数据而生成的。
服务器利用实时的路段速度计算实时的路段行驶时间，并且基于实时的路段驶出时间和实时的路段行驶时间来演算实时的路段驶入时间。
服务器将实时的路段驶出时间与交通模式信息进行匹配，以提取模式路段速度，并且演算实时的路段速度与模式路段速度之间的速度差。
服务器通过反映实时的路段驶入时间和速度差来校正交通模式信息。
服务器将实时的路段驶入时间与交通模式信息进行匹配，并在模式路段驶入时间之后提取模式路段速度以反映速度差。
服务器在前一道路区间的每个车道的路段集合中选择路段速度不大于第一参考速度的车道路段，确定与所选择的车道路段相连的后一道路区间的车道路段的路段速度是否不小于第二参考速度；当后一道路区间的车道路段的路段速度不小于第二参考速度时，确定在基于当前时间的预定时间内，后一道路区间的车道路段的最低路段速度与最高路段速度之间的差是否不小于第三参考速度。
当后一道路区间的车道路段的最低路段速度与最高路段速度之间的差不小于第三参考速度时，服务器将当前时间与交通模式信息进行匹配，以将基于当前时间的预定时间内的模式路段速度中的最低模式路段速度预先反映到后一道路区间的路段速度。
根据本发明的另一方面，一种交通信息提供方法包括：由处理器基于以往的交通信息生成交通模式信息；从探测车辆接收实时的路段速度；由处理器基于实时的路段速度演算实时的路段驶入时间；由处理器基于实时的路段速度和实时的路段驶入时间对交通模式信息进行校正；由处理器基于校正后的交通模式信息来预测并提供实时的交通信息。
生成交通模式信息包括：利用以往的交通信息中的以往的路段速度计算以往的路段行驶时间；利用以往的路段行驶时间计算以往的路段驶入时间；基于以往的路段驶入时间重新处理以往的交通信息以生成交通模式信息。
演算实时的路段驶入时间包括：基于实时的路段速度计算实时的路段行驶时间，并且利用实时的路段行驶时间和实时的路段驶出时间来估算实时的路段驶入时间。
对交通模式信息进行校正包括：基于实时的路段驶出时间计算实时的路段速度与模式路段速度之间的速度差；通过反映实时的路段驶入时间和速度差来校正交通模式信息。
计算速度差包括：将实时的路段驶出时间与交通模式信息进行匹配以提取模式路段速度；通过从实时的路段速度中减去模式路段速度来计算速度差。
通过反映实时的路段驶入时间和速度差来校正交通模式信息包括：从交通模式信息中提取与实时的路段驶入时间匹配的模式路段速度；通过将速度差反映到所提取的模式路段速度来计算实时的路段驶入时间的路段速度；通过将计算出的路段速度反映到实时的路段速度来生成实时的交通信息。
通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体示例仅是旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以更好地理解本发明，将参照附图来描述以示例的方式给出的本发明的各种实施方案，在附图中：
图1是示出交通信息提供系统的配置图；
图2是示出图1中所示的探测车辆100的框图；
图3是示出图1中所示的服务器200的框图；
图4是示出交通信息提供方法的流程图；
图5是用于描述对交通模式信息进行校正的示例的示意图；以及
图6至图8是示出与本发明相关的前一道路区间的拥堵在后一道路区间中扩展的示例的示例性示意图。
本文所示出的附图只是用于说明目的，并且不旨在以任何方式来限制本发明的范围。
具体实施方式
下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
在下文中，将参照示例性附图对本发明的一些实施方案进行详细描述。此外，在描述本发明的实施方案时，将排除对公知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主旨。
在描述根据本发明的实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、“A”、“B”、(a)、(b)等的术语。这些术语仅旨在将一个组件与另一组件区分开，并且这些术语不限制组成组件的性质、顺序或次序。除非另有定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在通常使用的词典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域中的语境含义相等的含义，并且不应被解释为具有理想或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为具有这样的含义。
在本说明书中，路段是指在一个节点与另一节点之间连接的线，并且是在诸如道路、桥梁、立交桥、地下通道和/或隧道的点处生成的。在此，节点是指车辆在道路上行驶时速度发生改变的点，例如十字路口、桥梁的起点、立交桥的起点、道路的起点、地下通道的起点、隧道的起点、行政边界、高速公路出入口(IC)和/或高速公路连接匝道(JC)。该路段可以用作诸如道路区间之类的含义，并且可以针对交通流的每个方向而生成。例如，对于同一道路区间，分别生成直行路段、左转路段和右转路段；或者，可以对于同一道路区间生成第一车道路段、第二车道路段和第三车道路段。
本发明通过在路段(道路区间)中发生拥堵时快速识别(检测)拥堵来提供实时的交通信息。本发明可以利用以往的交通信息、基于路段驶入时间来生成交通模式信息，可以监视前一道路区间的交通状况，可以将该交通状况应用于后一道路区间的交通信息，从而可以提供准确的交通信息。
图1是示出根据本发明的一个实施方案的交通信息提供系统的配置图，图2是示出图1中所示的探测车辆100的框图。图3是示出图1中所示的服务器200的框图。
参照图1，交通信息提供系统包括通过网络彼此交换数据的探测车辆100和服务器200。该网络可以利用无线互联网网络、短距离通信网络和/或移动通信网络来实现。可以利用无线LAN(WLAN)(Wi-Fi)和/或无线宽带(Wibro)来实现无线互联网网络。可以利用蓝牙、近场通信(NFC)、射频识别(RFID)和/或ZigBee来实现短距离通信网络。可以利用码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)和/或国际移动通信(IMT)-2020来实现移动通信网络。
在道路上行驶时，探测车辆100可以收集诸如车辆位置、车辆的状态信息和/或道路信息的探测数据(交通信息)，以将探测数据发送到服务器200。如图2所示，探测车辆100包括：通信器110、定位装置120、车载传感器130、存储装置140、输出装置150和控制器160。
通信器110可以与服务器200通信。通信器110可以利用诸如无线互联网、短距离通信和/或移动通信的通信技术。通信器110可以利用车辆通信技术(车辆对万物(V2X))与另一车辆和/或另一探测车辆100进行无线通信。车辆对车辆(V2V)、车辆对基础设施(V2I)和/或车辆对游动设备(Vehicle-to-Nomadic Devices，V2N)可以应用于V2X技术。
定位装置120测量车辆的当前位置，即车辆位置。定位装置120可以利用诸如全球定位系统(GPS)、航位推算(DR)、差分GPS(DGPS)、载波相位差分GPS(CDGPS)等定位技术的至少一种或多种来测量车辆位置。
车载传感器130可以安装在车辆中以获得车辆的状态信息、道路信息和/或周围情况信息。车载传感器130可以包括：车辆速度传感器、里程计、转向角传感器、图像传感器、无线电检测和测距(雷达)、光检测和测距(LiDAR)和/或超声波传感器。
车载传感器130可以将感测到的数据存储在存储装置140中，并且可以将感测到的数据发送到控制器160。例如，车载传感器130可以获得诸如车辆速度和/或里程的车辆的状态信息，可以将该车辆的状态信息存储在存储装置140中，并且可以将该车辆的状态信息发送到控制器160。
存储装置140可以存储编程为使得控制器160执行特定操作的软件。存储装置140可以存储导航软件和地图数据。存储装置140可以存储由车载传感器130获得的感测数据。此外，存储装置140可以存储从通信器110接收到的交通信息。存储装置140可以利用闪存、硬盘、安全数字(SD)卡、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、寄存器、移动硬盘等中的至少一种或多种存储介质(记录介质)来实现。
输出装置150可以以视觉信息、听觉信息和/或触觉信息的形式输出各种类型的信息。输出装置150可以根据控制器160的操作输出进度和结果。
输出装置150可以包括显示器、音频输出模块和/或触觉模块。显示器可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、3D显示器、透明显示器、平视显示器(HUD)、触摸屏和组合仪表板中的一个或多个。音频输出模块播放和输出存储在存储装置140中的音频数据，并且可以用扬声器实现。触觉模块通过控制振动器的振动强度、振动模式等来输出用户可以以触觉感知的触觉信号(例如，振动)。此外，显示器可以利用与触摸传感器结合的触摸屏来实现，并且可以用作输入装置以及输出装置。
控制器160控制探测车辆100的操作。控制器160可以利用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、微控制器和微处理器的至少一个或多个来实现。
控制器160可以通过定位装置120获得车辆位置，可以将获得的车辆位置映射到地图数据，并且可以识别路段入口或路段出口。控制器160可以在路段驶入时计算路段速度。路段速度是指车辆在路段(道路区间)上行驶的平均车辆速度。控制器160可以收集(获得)自路段驶入时间起的车辆速度，并且可以通过利用路段驶出时间(即，路段通过时间)所收集的车辆速度计算平均车辆速度(即，路段速度)。或者，控制器160可以在路段驶入时间对里程和行驶时间进行累计，并且可以利用在路段驶出时间所累计的里程和行驶时间来演算路段速度。
控制器160可以在路段通过时间将包括车辆位置和路段速度的交通信息发送(传送)到服务器200。控制器160可以在预设的发送时段将车辆位置发送到服务器200。
服务器200收集从至少一个或多个探测车辆100发送的探测数据(即，交通信息)。服务器200可以基于先前收集的交通信息(即，以往的交通信息)生成交通模式信息，可以将该交通模式信息存储在数据库(DB)中，并且可以对该交通模式信息进行管理。服务器200可以利用交通模式信息预测实时的交通信息，并且可以将预测的实时的交通信息发送到一个或多个其它车辆。如图3所示，服务器200可以包括通信器210、存储器220和处理器230。
通信器210可以与探测车辆100和/或其它车辆通信。通信器210可以利用诸如有线互联网、无线互联网、短距离通信和/或移动通信的通信技术。局域网(LAN)、广域网(WAN)、以太网和/或综合服务数字网(ISDN)可以用作有线互联网技术。
存储器220可以存储用于处理器230的操作的程序，并且可以存储预设的设置信息。存储器220可以存储用于生成交通模式信息的算法。存储器220可以利用闪存、硬盘、安全数字(SD)卡、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、寄存器、移动硬盘等的至少一种或多种存储介质(记录介质)来实现。
处理器230控制服务器200的整体操作。处理器230可以包括专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、微控制器和微处理器的至少一个或多个。
处理器230收集通过通信器210从探测车辆100发送的探测数据(交通信息)，以将探测数据存储在DB中。即，将由探测车辆100收集的以往的交通信息(先前收集的交通信息)存储在DB中。以往的交通信息是指基于路段通过时间(路段驶出时间)生成的交通信息。以往的交通信息可以包括每个路段的以往的路段驶出时间和以往的路段速度(以往的路段行驶速度)。
处理器230可以基于路段驶入时间再次处理以往的交通信息以生成交通模式信息。更详细地，处理器230从以往的交通信息中提取在路段驶出时间生成的以往的路段速度。处理器230基于以往的路段速度计算以往的路段行驶时间。处理器230可以利用以往的路段行驶时间演算以往的路段驶入时间。处理器230基于路段驶入时间再次处理以往的交通信息以生成交通模式信息。处理器230可以在DB中存储并管理所生成的交通模式信息。交通模式信息可以包括每个路段的模式路段驶入时间、模式路段驶出时间、模式路段速度等。
处理器230可以从探测车辆100接收实时的路段驶出时间和实时的路段速度。探测车辆100在路段通过(驶出)时计算实时的路段速度，以将实时的路段速度发送到服务器200。
处理器230利用实时的路段速度计算(演算)路段行驶时间。处理器230基于路段行驶时间和实时的路段驶出时间来计算实时的路段驶入时间。
处理器230将实时的路段驶出时间与交通模式信息进行匹配，以提取以往的路段速度，并计算实时的路段速度与以往的路段速度之间的速度差。例如，处理器230计算通过从实时的路段速度中减去以往的路段速度而获得的值，即，速度差△V。
处理器230基于实时的路段驶入时间校正模式路段速度。换句话说，处理器230将实时的路段驶入时间与交通模式信息进行匹配，以提取模式路段速度。处理器230通过将模式路段速度与所述速度差相加来基于实时的路段驶入时间对模式路段速度进行校正，然后计算实时的路段驶入时间(时间点)的实时的路段速度。即，处理器230通过反映速度差和实时的路段驶入时间来校正交通模式信息。
处理器230基于校正后的交通模式信息生成实时的交通信息。处理器230通过反映校正后的模式路段速度校正实时的路段速度。
另外，当前一道路区间(路段)中发生严重拥堵时，如果拥堵预测条件得到满足，则处理器230可以预先预测并反映后一道路区间的拥堵状况。为此，处理器230可以确定在每个车道的路段集合中是否存在速度不大于第一参考速度(例如5kph)的车道路段。例如，当在同一路段(道路区间)中存在第一车道路段、第二车道路段、第三车道路段和第四车道路段时，处理器230确定在第一车道路段、第二车道路段、第三车道路段和第四车道路段中是否存在速度不大于5kph的车道路段。处理器230确定与速度不大于第一参考速度的车道路段相连的后一道路区间中的车道路段的速度是否不小于第二参考速度(例如，10kph)，以及在距当前时间的特定时间(例如，一小时)内，后一道路区间中的车道路段的最低路段速度与最高路段速度之间的差是否不小于第三参考速度(例如，20kph)。当最低路段速度与最高路段速度之间的差不小于第三参考速度时，处理器230将当前时间与交通模式信息进行匹配，以反映距当前时间一小时内的模式路段速度中的最低路段速度，作为后一道路区间的路段速度。
图4是示出根据本发明一个实施方案的行驶信息提供方法的流程图。
参照图4，在S110中，服务器200基于存储在数据库(以下称为“DB”)中的以往的交通信息来计算以往的路段行驶时间。以往的交通信息包括每个路段的路段驶出时间的路段速度，作为基于路段驶出(通过)时间生成的交通信息。
在S120中，服务器200利用以往的路段行驶时间计算以往的路段驶入时间。换句话说，服务器200通过从以往的路段驶出时间中减去以往的路段行驶时间来演算以往的路段驶入时间。
在S130中，服务器200基于以往的路段驶入时间生成交通模式信息。服务器200基于以往的路段驶入时间来再次处理基于以往的路段驶出时间所生成的以往的交通信息，以生成交通模式信息。服务器200在DB中存储并管理所生成的交通模式信息。
之后，在S140中，服务器200从探测车辆100接收实时的路段速度。探测车辆100在通过(驶出)路段时将实时的路段速度发送到服务器200。此时，探测车辆100可以将实时的路段驶出时间与实时的路段速度一起发送。
在S150中，服务器200基于实时的路段速度计算实时的路段行驶时间。服务器200可以利用实时的路段速度和路段长度(里程)来演算实时的路段行驶时间。
在S160中，服务器200利用实时的路段行驶时间推算实时的路段驶入时间。服务器200可以利用实时的路段驶出时间和实时的路段行驶时间来计算实时的路段驶入时间。
在S170中，服务器200基于实时的路段驶出时间计算实时的路段速度与模式路段速度之间的速度差。服务器200将实时的路段驶出时间与交通模式信息进行匹配，以提取以往的路段驶出时间的模式路段速度。服务器200演算通过从实时的路段速度中减去模式路段速度而获得的速度差。
在S180中，服务器200通过反映实时的路段驶入时间和速度差来校正交通模式信息。服务器200通过基于实时的路段驶入时间反映速度差来校正交通模式信息。
在S190中，服务器200生成并提供反映出校正后的交通模式信息的实时的交通信息。服务器200考虑到校正后的交通模式信息来校正实时的路段驶入时间(时间点)的路段速度。
图5是用于描述根据本发明一个实施方案对交通模式信息进行校正的示例的示意图。
如图5所示，服务器200通过探测车辆100收集实时的路段驶出时间(当前时间)treal和实时的路段速度。服务器200利用实时的路段速度和路段长度来计算实时的路段行驶时间。服务器200通过将实时的路段驶出时间treal偏移实时的路段行驶时间来推算实时的路段驶入时间tin。即，服务器200推算出探测车辆100在tin时驶入路段，然后在treal时驶出(通过)该路段。
服务器200通过将预设时间(n分钟)内的实时的路段速度与模式路段速度进行比较来计算实时的路段速度与模式路段速度之间的速度差ΔV。此时，服务器200计算在实时的路段驶入时间tin之前的“n”分钟内的实时的路段速度的平均值和模式路段速度的平均值，并将实时的路段速度的平均值与模式路段速度的平均值进行比较。此时，服务器200可以将生成实时的路段速度时的实时的路段驶出时间与交通模式信息进行匹配，以提取模式路段速度。
同时，服务器200可以利用模式路段速度来计算速度差△V，所述模式路段速度是通过将在实时的路段驶出时间treal时的实时的路段速度和实时的路段驶出时间treal与交通模式信息进行匹配而提取的。
服务器200将实时的路段驶入时间tin与交通模式信息进行匹配，以提取模式路段速度Vp，然后通过将速度差△V反映到所提取的模式路段速度Vp来计算对应于实时的路段驶入时间tin的模式路段速度。服务器200将实时的路段驶入时间tin之后的模式路段速度(即，交通模式信息)偏移速度差ΔV，然后校正模式路段速度。
服务器200基于校正后的交通模式信息来校正实时的路段驶出时间treal的实时的路段速度。即，服务器200基于校正后的交通模式信息来校正在实时的路段驶出时间treal时生成的路段速度，以生成实时的路段速度Vreal。即，服务器200可以向另一车辆(其期望在探测车辆100的实时的路段驶出时间进入相应的路段)提供探测车辆100驶出路段时的实时的路段速度Vreal作为实时的路段速度。由于所述另一车辆可以基于路段驶入之前的实时的路段速度来确定路段中是否发生拥堵，所述另一车辆可以在该路段中发生拥堵时避开相应的路段。
图6至图8是示出与本发明相关的前一道路区间的拥堵在后一道路区间中扩展的示例的示例性示意图。
参照图6和图7，当在前一道路区间(路段)中发生严重拥堵时，由于从前以往的一道路区间中发生拥堵的时间点起延迟了特定时间(例如，30分钟)，在与前一道路区间相连的后一道路区间中发生拥堵。即，前一道路区间中发生的拥堵可能会随着时间的流逝而扩展到与前一道路区间相连的后一道路区间。或者，如图8所示，前一道路区间的严重拥堵可能扩展到后一道路区间。同时，在后一道路区间，严重的拥堵可能会以交通拥堵和交通畅通混合的不寻常的形式扩展。
在这种情况下，服务器200可以在前一道路区间的每个车道的路段中选择路段速度不大于第一参考速度的车道路段；然后，当与所选择的车道路段相连的后一道路区间中的车道路段的路段速度不小于第二参考速度，并且在距当前时间的预定时间内，后一道路区间中的车道路段的最低路段速度与最高路段速度之间的差不小于第三参考速度时，服务器200可以预先在预定时间内将模式路段速度中的最低路段速度预先反映到后一道路区间的路段速度，并且可以预先预测后一道路区间中的拥堵状况。
尽管在上文中已经参考示例性实施方案和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，本发明所属领域的技术人员可以以不同的方式修改和改变本发明，而不会脱离在所附的权利要求书中要求保护的本发明的精神和范围。因此，提供本发明的示例性实施方案是为了解释本发明的精神和范围，而不是限制本发明的精神和范围，使得本发明的精神和范围不受这些实施方案的限制。本发明的范围应当基于所附权利要求来解释，并且在等同于权利要求书的范围内的所有技术构思都应当包括在本发明的范围内。
根据本发明的示例性实施方案，由于通过利用基于先前收集的交通信息的交通模式信息、基于路段驶入时间生成实时的交通信息，可以快速检测路段中的拥堵。
此外，由于通过反映前一路段的交通状况来提供后一路段的实时的交通信息，可以通过快速识别在路段中突然发生拥堵的情况来提高拥堵躲避路径的质量。
尽管在上文中已经参考示例性实施方案和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，本发明所属领域的技术人员可以以不同的方式修改和改变本发明，而不会脱离本发明的精神和范围。
