专利名称：用于交通控制和交通排放控制的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于交通控制和交通污染控制的方法和系统。此外，提议用于跟踪交通和相关污染的系统和方法，该系统和方法鼓励人们在低排放区域中行驶，由此减少高排放区域中的交通拥挤和排放。
背景技术：
随着城市化的快速发展和汽车工业的快速增长，世界上的许多城市正面临交通拥挤和相关的CO2排放的严重问题。世界上的许多大城市正经历超快速的城市化阶段；然而， 这些城市的地面使用各种模式和街道网络不能够适应汽车和卡车数量的激增。尽管有广泛的公共运输系统，但是这些城市仍在经历日益增长的对汽车和卡车行驶的需求，该需求不能高效率地由可用的道路网络应对。因此，许多城市的政策制定者和城市规划者正考虑引入道路收费策略以管理拥挤的城市区域中的行驶需求和为扩展运输基础设施提供额外的资金。许多研究已表明，每当涉及额外的花费时，人们在其移动性行为方面反应灵敏。借助与动态停车费相组合的城市道路收费所进行的行驶需求管理已证明在减轻城市内部拥挤和相关的污染方面是有效的。然而，此类方案不能容易地转用到世界上的所有城市。就中国而言，汽车工业正处于其早期阶段，并且道路收费对本地交通当局和政府而言将是非常不受欢迎的。因此，取代收费，需要一种替代的电子解决方案以说服驾驶员使用替代路线或交通工具。
发明内容
为了跟踪特定区域中的污染和排放，将用集成有GPS接收机的移动设备来装备流动汽车队。因此，可以监控城市道路网络的交通和排放状况，并且可以定义高/低排放区域。通过实现计算算法，每次行程被记录和分析，并且在每次行程结束时，电子奖金被给予驾驶员，该电子奖金可被用来将其电子地转用成支付停车费或支付公共运输工具。所定义的高/低排放区域还可由政府当局用来动态地调整停车费。这可以通过向停车计时器传送新的停车费来达成，该停车计时器将这些新的费用存储在内部存储器中并自动地调整这些费用。在停车场警卫而不是停车计时器负责收费的情形中，该停车场警卫将在其移动电话上接收经更新的费用。另外，他可以通过将奖金输入其移动电话(例如，将该奖金作为sms 发送)或连接至网站的方式来检查该奖金。停车场警卫的移动电话的号码可被编组以促成更新规程。还可以将职业驾驶员月度结算的纸质账单与它们已接收到的移动奖金相比较。还可以将该奖金转换成另一种虚拟货币，例如web-miles ( 一种基于网络的顾客忠诚计划)。在另一个实施例中，当接收到指定数目的奖金时也生成web-miles。本发明可基于使用流动汽车数据(TOD)来检测交通干扰，在交通研究中已对该 FCD研究了 30年以上。如今，与以前相比，建立流动汽车队只需要很少投资。还可以使用固定的交通数据采集装置，例如摄像机、感应传感器、光学传感器等。另一种可能性是使用捕捉排放或污染的传感器。所有信息在中央系统中采集以用排放信息来生成和更新数字地图。本发明建议用集成有GPS的移动电话/移动终端来装备若干流动汽车。该移动电话安装有先进的远程信息处理平台，该远程信息处理平台不仅记录速度数据而且还估计 CO2排放。如今，越来越多式样的带有集成GPS接收机的移动电话正进入市场，并且价格显著下降。另外，在世界上的大部分国家中，GPS和移动技术(GSM/GPRS)已达到高覆盖。计算可在板载(on board)或板外(off board)进行。例如，移动设备可按有规律的时间间隔向中央系统告知位置或者告知汽车的速度和位置和类型或其他身份信息以使中央系统能够计算排放。连同流动汽车队其他成员的信息一起，可以作出排放的假设。例如，如果车队中某些数目的汽车在某条街道上行驶得非常慢，那么假设释放了许多排放。在数字地图中， 用比其他街道更高的分数来加权这些街道。如果汽车经过这条街道，那么该汽车就累积较高的总分，如同该汽车绕行一样。总分越高，则例如停车费或公共运输费或其他类型的奖金的退还或扣除就越少。该分数是在中央系统中或者在移动设备上计算的。对于板载解决方案，经由无线网络向移动设备传递经更新的加权地图信息。在可能的避免任何滥用的实施例中，数字奖金仅可以在最终目的地周围使用。驾驶员手动地指示或者汽车自动地指示已抵达最终目的地。通过传送具有经编码的区域码的奖金，驾驶员仅可以在相应的区域中使用该数字奖金。某个区域中的停车计时器可以仅与并入奖金数据中的已定义的代码一起工作。奖金数据可被作为sms或电子邮件或其他即时消息接发服务传送。奖金数据还可被传递至在线账户。可从该在线账户向停车计时器转发奖金数据。还可经由蓝牙或sms向停车计时器传递奖金数据。如果停车计时器具有键盘， 那么还可以手动地输入该代码。将北京作为示例，由装备有GPS接收机的5000辆出租车组成的出租车队能够在一分钟内覆盖4000km的道路网络，这几乎是北京市区道路网络的总长度。除了由接收机记录的速度数据之外，可以从GPS数据推导CO2排放，这被称为排放建模系统(EMS)。在给定车辆的特性是已知的并且行程的速度和加速度被记录的前提下，可以计算燃料消耗。1升燃料会导致约2. 4kg的(X)2排放也是已知的。通过将交通量与交通流速相比较，该模型将生成指示道路网络内不同(X)2排放状况的黄色/绿色/红色图形层形式的与城市交通有关的排放地图。此信息被传送给移动设备并在屏幕上显示。用户可随后决定其选择哪条路线以得到最高奖金。在一个优选实施例中，通过将替代路线的排放与在使用经过繁忙交通的标准路线时所释放的排放相比较来计算奖金。基于所采集的历史数据和实时数据，可以在时间和空间中定义市内高/低排放区域。高/低排放区域可1.被提供给环境保护部门作为对(X)2排放和与交通有关的空气污染的动态监视；2.被提供给交通当局以确定动态停车费；3.经由因特网/移动因特网分发给旅行者以管理行驶需求，即高排放区域还意味着高燃料消耗区域。在先前阶段生成的排放数据可被用来开发、引入和操作基于移动电话的交通需求管理系统，该交通需求管理系统向驾驶员告知燃料消耗和CO2排放增加的道路并向那些在低排放区域中行驶的驾驶员给予用于停车的奖金信用。
基于在先前阶段中所定义的高/低排放区域，每个由GPS接收机记录的行程被分析，并且实现奖金算法以计算赢得的正的和负的奖金信用。这是从基于德国GPS的收费技术转用的类似过程。在低排放区域中行驶将创生奖金信用，而在高排放区域中行驶将产生费用，从而减少奖金信用。在每次行程结束时，将在移动电话上显示所生成的奖金和每小时
停车费。由于排放区域被指示在移动电话上，因而驾驶员能够计划其行程以避免高排放区域，从而他们能够获得用于其停车的奖金，或者他们能够将其汽车停在高排放区域以外并改换公共交通，因为他们知道在高排放区域中停车预期是昂贵的。因此，达到了减少在拥挤和高排放的区域中的行驶需求的目的。行驶需求管理对费用是高度敏感的。由于城市道路收费解决方案难以实现但被证明是非常高效率的，因而提供了与低排放区域相组合的奖金信用解决方案。同意向数据中心递送GPS概览的驾驶员能够接收奖金支付以减少其停车费。另外，交通和环境当局可使用这些GPS概览来设计低排放区域并重新调整停车费策略。
图1示出了实现本发明的系统。该系统包括可以是记录和存储通信服务器的数据的代表性测量车队的一部分的单辆汽车。
具体实施例方式图1示出了具有OBU (板载单元)的汽车，该OBU包括用于采集数据或存储地图数据的本地存储。另外，该本地存储可被用来存储在OBU上运行的程序和用来高速缓存不能在无线网络上传送的信息。OBU具有GPS接收机以从GPS卫星接收GNSS。另外，安装了光学陀螺仪或加速计以确定汽车的行为及其速度。在视觉HMI (人机界面)上，驾驶员得到关于实际的排放情况的信息。此信息可在不同地着色的数字地图上呈现以指示不同的排放情况。在一个优选实施例中，仅显示汽车位置周围的街道。在另一个优选实施例中，OBU基于由通信服务器提供的排放信息来计算最优路线。在此计算中，不仅计及最短的路或者可能的绕行道，而且还考虑交通灯的数目、平均速度、交通密度、(在路口、分岔和交通灯前)来往停车的次数，以计算可能的最小排放。当汽车在没有中断或少数中断的情况下以50-90km/ h的平均恒定速度行驶时，给出最小排放。在替代算法中，还考虑停车费的成本和对公共交通的可能使用。驾驶员在其导航系统中指示他旨在使用最终目的地处的公共停车场。在这种情形中，计算停车的可能成本和奖金并将该成本和奖金与公共交通的成本相比较。另外， 提供接近目的地但导致较少排放或者因周围较少的排放而较便宜的替代公共停车场。这种经修改的算法允许驾驶员得到街道和停车场中的情况的反馈。经由无线网络使用SMS、GPRS、UMTS、BS26、电子邮件、IP、Edge等来与通信服务器交换所有这些信息。此通信服务器可访问行程数据库，该行程数据库在一个优选实施例中存储排放地图、对汽车的跟踪、以及统计数据。为了将数据存储在排放地图中，使用映射模块。为了存储跟踪数据，使用跟踪模块。为了控制该系统，使用允许监视、配置和管理该系统的现场作业系统。为了得到代表性数据，使用向通信服务器告知街道中的实际情况的测量车队。该测量车队不必具有与以上所描述的OBU相同的0BU。例如，出租车驾驶员不寻找停车场或类似的停车地点。因此，出租车需要较简单的0BU。对于车队汽车而言，简单的单向通信就可能足以向通信服务器告知街道上的实际情况。另外，通信服务器可以负责向移动设备或OBU或在数据库中为其存储数字标识信息的数字银行账户发送奖金。
权利要求
1.一种使用通信服务器通过控制交通排放来进行交通控制的方法，所述通信服务器在存储设备中维护已定义的地理区域的数字排放地图并通过外部源来更新所述排放地图，所述方法包括以下步骤-经由无线网络向汽车中的板载单元(OBU)提供所述排放地图的数据，-通过绕过受排放高度影响的区域的方式来计算替代路线，-跟踪所述替代路线并向所述通信服务器传递跟踪信息，-由所述通信服务器计算用于数字支付的数字奖金，以及向数字账户、所述OBU或移动设备传递所述数字奖金。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字奖金被编码，以使得所述数字奖金仅能够在所述汽车的最终位置周围被用于支付停车计时器、支付公共交通。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述奖金是数字码，所述奖金被作为sms、电子邮件、mms、即时消息传送，所述奖金能够由移动终端接收。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字码能够经由蓝牙、sms、电子邮件、 mms、即时消息被转发给所述停车计时器。
5.如权利要求1到4所述的方法，其特征在于，所述通信服务器调整受排放强烈影响的区域中的停车计时器的费用。
6.如权利要求1到5所述的方法，其特征在于，所述数字奖金能被用于传递给售票机以支付公共交通工具。
7.如权利要求1到6所述的方法，其特征在于，代表性测量车队向所述通信服务器传递关于交通状况的信息以更新所述数字排放地图。
8.如权利要求1到7所述的方法，其特征在于，所述通信服务器通过比较交通量、交通流速、加速度和/或燃料消耗来生成信息，随后将生成与城市交通有关的排放地图的数据， 该排放地图能够被显示在汽车内的显示设备上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，历史数据和实时数据被采集以在所述排放地图内在时间和空间中定义市内高/低排放区域。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述地图被显示在彩色图形层中，所述彩色图形层指示道路网络内不同的(X)2排放状况。
11.如权利要求1到10所述的方法，其特征在于，所述OBU基于由通信服务器提供的排放信息来计算最优路线以避免通过高排放区域。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述计算计及所述高排放区域、最短线路、交通灯的数目、平均速度、交通密度和/或在路口、分岔和/或交通灯前来往停车的次数。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，停车费被传送给所述0BU，并且所述路线计算还计及目的地处的停车费的成本和/或考虑对公共交通的可能使用。
14.如权利要求11或13所述的方法，其特征在于，所述OBU搜索和显示接近目的地但导致较少的排放输出或者因周围较少的排放或较高的奖金和/或所传送的停车费而较便宜的替代公共停车场。
15.一种用于通过控制交通排放来进行交通控制的通信服务器，包括-存储设备，其存储已定义的地理区域的数字排放地图；-网络接口，其接收交通和/或排放信息的更新； -处理单元，其被配置成使用外部源的信息来更新所述排放地图， 并经由所述网络接口来向汽车中的板载单元(OBU)提供所述排放地图的数据， 通过接收所述汽车的跟踪信息来跟踪所述汽车的路线，通过所述通信服务器来计算用于数字支付的数字奖金，以及经由所述网络接口向数字账户、所述OBU或移动设备传递所述数字奖金。
16.如权利要求15所述的通信服务器，其特征在于，所述处理单元调整受排放强烈影响的区域中的停车计时器的费用并向所述停车计时器传递所述信息。
17.如权利要求15所述的通信服务器，其特征在于，所述处理单元被配置成调整受排放强烈影响的区域中的停车计时器的费用并向所述停车计时器传递所述信息。
18.如权利要求15所述的通信服务器，其特征在于，所述处理单元被配置成编码所述数字奖金，以使得所述数字奖金仅能够在所述汽车的最终位置周围被用于支付停车计时器、支付公共交通。
全文摘要
本发明涉及一种使用通信服务器通过控制交通排放来进行交通控制的方法，该通信服务器在存储设备中维护已定义的地理区域的数字排放地图并通过外部源来更新该排放地图，该方法包括以下步骤经由无线网络向汽车中的板载单元(OBU)提供该排放地图的数据，通过绕过受排放高度影响的区域的方式来计算替代路线，跟踪该替代路线并向该通信服务器传递跟踪信息，由该通信服务器计算用于数字支付的数字奖金，以及向数字账户、该OBU或移动设备传递该数字奖金。
文档编号G08G1/0969GK102314766SQ20111015082
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月25日 优先权日2010年5月26日
发明者A·卡梅尔, W·拉尔夫 申请人:德国电信股份有限公司