基于LBS的交通信息主动推送方法及系统与流程

本发明涉及车联网技术领域。更具体地，涉及一种基于lbs的交通信息主动推送方法及系统。

背景技术：

近年来，随着通信技术和传感器技术的发展，车联网技术已成为交通领域的研究热点。车联网(internetofvehicles)是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络，其通过gps、rfid、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。车联网技术能够实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和动、静态信息，进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务，利用车联网技术可有效提高驾驶员对周围环境的感知，实时获取交通状态、路况等信息。

据统计，人们80％的生活娱乐与位置息息相关，尤其是在驾驶途中驾驶员对与位置相关信息更加迫切。然而，在车辆在移动过程周围会充斥大量的交通信息，驾驶员不可能在行车过程中有足够的精力和时间去关注每一条信息；而且车辆移动速度快，导致在一段路段中只可能有有限的信息能被推荐。目前，基于驾驶化境的交通信息主动推送主要是由交管部门统一发布，这种方式存在未充分结合驾驶员所处的位置信息，推送的信息单一，欠缺针对性等不足。

基于位置的服务(locationbasedservice，lbs)是指通过电信移动运营商的无线电通讯网络或外部定位方式，获取移动终端用户的位置信息，在gis平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。由于其具有覆盖率高和定位精度高等特点，越来越受到关注。

因此，需要提供一种基于lbs的交通信息主动推送方法及系统，借鉴互联网信息推荐的思想，结合驾驶员历史行驶轨迹，针对驾驶员当前出行是否位于日常出行范围内采取不同的推送策略。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种基于lbs的交通信息主动推送方法，首先根据驾驶员历史轨迹位置数据以及当前的gps位置判断驾驶员是否处于日常活动范围内以及是否接近出行目的地采取不同的推送策略，确定信息序列播放优先级以及显示强度；其次结合空间条件选取前方关联路段上的交通信息序列形成交通信息推荐序列ms；最后依据根据路段长度、当前对象车辆的行驶速度、信息更新时间及播放策略播放交通信息播放序列ms’。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于lbs的交通信息主动推送方法，包括：

采集交通信息，交通信息包括行驶信息和服务信息；

结合交通信息建立交通信息序列的基本数据结构；

计算信息序列更新次数；

生成交通信息推荐序列；

生成交通信息播放序列；

推送并显示交通信息播放序列。

优选地，行驶信息包括对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息，其中对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息分别包括车辆速度、加速度、方向和位置信息。

优选地，交通信息序列的基本数据结构包括：

驾驶员traveler(j)＝{xt,yt,tt,vt,dt}，其中，(xt,yt)表示车辆位置坐标，tt表示车辆当前的行驶时刻，vt表示车辆当前的行驶速度，dt表示车辆的行驶方向；j＝0,1,2,…,m，m表示通过车车通信与对象车辆进行通信的驾驶员个数，traveler(0)表示对象车辆的位置轨迹信息，traveler(j)，j≠0表示通过车车通信与对象车辆进行通信关联驾驶员的位置轨迹信息；

道路信息r(i)＝{xr,yr,lr}，其中，(xr,yr)表示车载电子地图道路点的位置坐标，lr表示对象车辆行驶前方关联路段的长度，单位为米，i＝0,1,2,…,n，n表示前方路段条数，r(0)表示对象车辆当前所在路段，r(i)，i≠0表示对象车辆当前所在路段关联路段；

交通信息序列m＝{xm,ym,cm,tm,li}，其中，(xm,ym)表示生产交通信息序列所的位置坐标；cm表示交通信息序列的具体内容；tm表示交通信息序列的持续时间，li表示该交通信息序列的等级；

交通信息预播放序列message＝{x,y,c,t,l，distance，strength，number}，其中，(x,y)表示生产交通信息序列所的位置坐标；c表示交通信息序列的具体内容；t表示交通信息序列的持续时间，l表示该交通信息序列的等级，distance表示交通信息序列生产地与对象车辆位置的距离，strength表示显示强度，number表示实际播放次数。

进一步优选地，计算信息序列更新次数包括：

计算对象车辆在当前所在路段上的行驶时间t1，其中，t1＝r(0).lr/vt；

计算信息更新时间t2；

从当前时刻tt起，以信息更新时间t2为间隔将对象车辆在当前所在路段上的行驶时间t1进行划分，形成k个信息序列更新时间段，每个时间段只能播放1次交通信息播放序列，其中，k＝int(t1/t2)。

优选地，生成交通信息推荐序列包括：

基于推送策略筛选相应等级的交通信息序列，具体地，利用驾驶员信息数据库，查找历史行驶轨迹推断当前行驶位置接近目的地，采取不同的交通信息序列推送策略；

基于位置筛选交通信息序列，生成交通信息推荐序列，具体地，根据对象车辆当前位置信息(xt,yt)、行驶方向dt、以及交通信息序列生产地(xm,ym)，筛选出前方关联路段上的交通信息序列，其中，

优选地，生成交通信息播放序列包括：

基于播放策略确定显示强度strength，利用驾驶员信息数据库，查找历史行驶轨迹判断当前行驶路段是否存在已有的驾驶员信息数据库中，确定驾驶员当前出行是否位于日常出行范围内，采取不同的交通信息播放策略；

基于播放策略以及交通信息推荐序列，生成交通信息播放序列，从当前时刻tt起，将交通信息序列按照等级分批次整合，同一等级的交通信息序列按照其生产地与当前车辆的距离distance排序，直到所有筛选出的交通信息序列按照显示强度strength播放。

优选地，还包括判断信息更新时间t2内能否播放交通信息播放序列的全部，

若t2≥∑t，则播放交通信息播放序列的全部；

若t2＜∑t，则计算t2内所能播放的最大的信息条数m，选择交通信息播放序列的前m条进行播放，其中，

优选地，还包括计算前方关联路段上行程时间延误率并发出预警，具体包括：

根据位置信息判断traveler(j)所在的路段，并计算位于r(i)上所有车辆的平均行驶速度其中，

计算r(i)上行程时间延误率αi，其中，v为r(i)的限速；

计算r(i)的关联度βi，其中，

计算驾驶员在各相关路段上的行程时间延误率rodi，其中，rodi＝αi*βi。

本发明的另一个目的在于提供基于lbs的交通信息主动推送系统，包括：

车载信息采集单元，包括车载gps、传感器、短距离无线通讯模块，其中，车载gps用于采集对象车辆的行驶位置和方向信息；传感器用于采集车辆速度、加速度、制动和行驶方向信息；短距离无线通讯模块包括用于采集行驶区域关联路段行驶信息和服务信息，行驶信息包括对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息，其中对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息分别包括车辆速度、加速度、方向和位置信息；

主动推送单元，利用车载信息采集单元中短距离通讯模块获取的前方行驶关联路段的交通状态信息，基于车辆实时位置信息设计基于lbs的推送算法，结合驾驶员的出行特征和当前出行是否处于日常出行范围，为驾驶员提供符合其出行特征的交通信息播放序列；

车载显示单元，显示交通信息播放序列。

优选地，还包括：

预警单元，利用车载信息采集单元中短距离通讯模块获取的前方行驶关联路段其他车辆的速度和轨迹位置信息，对关联路段的行程时间延误率进行短时预测，提供前方路况预警信息。

本发明的有益效果如下：

本发明的基于lbs的交通信息主动推送方法及系统，通过获取实时车辆本身状态信息和实时交通路况信息，结合车辆实时位置和当前出行是否处于日常出行范围，根据所设计的基于lbs的推送算法，将驾驶员所需交通信息按照驾驶员需求急迫程度进行筛选排序，结合可用信息显示时间和车辆当前位置，基于驾驶员出行特征主动为其提供合理的出行信息。本发明能实现驾驶员个性化交通信息推送；充分考虑驾驶员所处的情景信息，因时因地制宜；一定程度上解决了移动信息过载、信息竞争的问题；延伸驾驶员的信息触角；算法简单易懂。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出基于lbs的交通信息主动推送方法步骤图。

图2示出十字交叉路口道路信息编号示意图。

图3示出t字交叉路口道路信息编号示意图。

图4示出交通信息播放序列的数据结构示意图。

图5示出推送策略制定流程图。

图6示出前方关联路段上交通信息序列生产地示意图。

图7示出播放策略制定流程图。

图8示出生成交通信息播放序列ms’流程图。

图9示出预警过程流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明涉及车联网环境中基于位置服务(locationbasedservice，lbs)的交通信息主动推送方法与系统。该系统通过车载信息采集单元获取实时车辆本身状态信息和实时交通路况信息，结合车辆实时位置和当前出行是否处于日常出行范围，主动推送单元根据所设计的基于lbs的推送算法，将驾驶员所需交通信息按照驾驶员需求急迫程度进行筛选排序。结合可用信息显示时间和车辆当前位置，车载显示单元基于驾驶员出行特征主动为其提供合理的出行信息。同时，利用车载信息采集单元中短距离通讯(dedicatedshortrangecommunications，dsrc)模块所获得的实时路况信息，预警单元对行驶关联路段行程时间延误率进行短时预测，为驾驶员进行路径选择提供前方路况预警信息，并通过车载显示单元提出给驾驶员。该方法及系统能为驾驶员主动推送实时交通信息以及路况预警信息，辅助驾驶员实时优化行驶路径，并做出科学合理的行驶决策。

如图1所示，一种基于lbs的交通信息主动推送方法，包括：采集交通信息；结合所述交通信息建立交通信息序列的基本数据结构；计算信息序列更新次数；生成交通信息推荐序列；生成交通信息播放序列；推送并显示所述交通信息播放序列。

具体地，首先根据驾驶员历史轨迹位置数据以及当前的gps位置判断驾驶员是否处于日常活动范围内以及是否接近出行目的地采取不同的推送策略，确定信息序列播放优先级以及显示强度；其次结合空间条件选取前方关联路段上的交通信息序列形成交通信息推荐序列ms；最后依据根据路段长度、当前对象车辆的行驶速度、信息更新时间及播放策略播放交通信息播放序列ms’。基于lbs的交通信息主动推送方法与系统，将交通信息在恰当时间点、位置点上发送给驾驶员，增加驾驶员与移动信息间的高度关系感受，延伸驾驶员的信息触角，可为驾驶员在获取实时准确有序的交通信息、驾驶员做出科学合理的驾驶决策提供技术支持。

下面结合具体实施例进行说明

基于lbs的交通信息主动推送方法包括以下步骤：

s1：建立交通信息序列的基本数据结构，包括

①驾驶员traveler(j)＝{xt,yt,tt,vt,dt}

其中，(xt,yt)表示车辆位置坐标，tt和vt分别表示车辆当前的行驶时刻和行驶速度，dt表示车辆的行驶方向，以正北方向为0度，以顺时针增大，取值范围为0～360度；j＝0,1,2,…,m，m表示通过车车通信与对象车辆进行通信的驾驶员个数。“traveler(0)”表示对象车辆的位置轨迹信息，“traveler(1)、traveler(2)……”表示通过车车通信与对象车辆进行通信关联驾驶员的位置轨迹信息。

②道路信息r(i)＝{xr,yr,lr}

其中，(xr,yr)表示车载电子地图道路点的位置坐标，lr表示对象车辆行驶前方关联路段的长度，单位为米，i＝0,1,2,…,n，n表示前方路段条数。“r(0)”表示对象车辆当前所在路段，“r(1)、r(2)……”表示对象车辆当前所在路段关联路段，以逆时针标号。以十字交叉口为例，其编号如图2所示；以“t”型交叉口为例，其编号如图3所示。

③交通信息序列m＝{xm,ym,cm,tm,li}

其中，(xm,ym)表示生产交通信息序列所的位置坐标；cm表示交通信息序列的具体内容，如“前方有事故”等；tm表示交通信息序列的持续时间，单位为分钟。正常语速为每分钟100字，因此该交通信息序列的持续时间tm为length(cm)/100。

li表示该交通信息序列的等级：1)前方关联路段交通事故、管制等动态交通信息，信息需求等级最高，标记为l1；2)前方关联路段行驶路况等动态交通信息，信息需求等级次之，标记为l2；3)前方关联路段周边加油站、停车场等静态交通信息，信息需求等级最低，标记为l3。

④交通信息播放序列message＝{x,y,c,t,l，distance，strength，number}

与交通信息序列相比，交通信息播放序列共增加3个属性，其他属性与交通信息序列的表示意义一致。增加距离属性distance，即为交通信息序列生产地与对象车辆位置的距离，单位为米；增加显示强度属性strength，根据推送策略分为高、中、低三种强度分别标记为s1、s2、s3，分别对应理论播放次数为3、2、1次。具体来说，在一次信息更新时间内高频度s1对应理论播放次数为3次，中频度s2对应理论播放次数为2次，低频度s3对应理论播放次数为1次；增加实际播放次数属性number，其初始值为0。交通信息播放序列的数据结构如图4所示：

s2：计算信息序列更新次数k

根据路段长度、当前对象车辆的行驶速度、信息更新时间获取信息序列更新次数k，具体包括：

s201：计算对象车辆在当前所在路段上的行驶时间t1，其中，

t1＝r(0).lr/vt；

s202：计算信息更新时间t2，一般情况下百度等地图软件实时路况等信息的更新时间为5分钟；

s203：对于对象车辆在当前路段行驶时间较长的情况，为保障交通信息序列的时效性，从当前时刻tt起，以信息更新时间t2为间隔将对象车辆在当前所在路段上的行驶时间t1进行划分，形成k个信息序列更新时间段，每个时间段只能播放1次交通信息播放序列，其中，k＝int(t1/t2)。

s3：生成交通信息推荐序列ms

基于驾驶员当前所处的具体情境，根据推送策略，结合空间条件形成交通信息推荐序列ms，具体包括：

s301：基于推送策略筛选相应等级的交通信息序列

利用驾驶员信息数据库，查找历史行驶轨迹推断当前行驶位置接近目的地，采取不同的交通信息序列推送策略。推送策略制定流程如图5所示。

在本实施例中，对于在行驶途中，推送交通事故、管制等交通等级为l1以及行驶路况等交通需求等级为l2的动态交通信息；对于接近出行目的地的驾驶员，推送停车场及停车位等交通等级为l3信息。

s302：基于位置筛选交通信息序列，生成交通信息推送序列ms

根据对象车辆当前位置信息(xt,yt)、行驶方向dt、以及交通信息序列生产地(xm,ym)，筛选出前方关联路段上的交通信息序列。以十字交叉口为例，

依据下式筛选前方路段上的交通信息序列，

依据下式筛选关联路段上的交通信息序列，

以便筛选出前方关联路段上的交通信息序列，延伸驾驶员的信息触角。如图6所示，阴影部分为前方关联路段上交通信息序列的生产地。

结合位置以及推送策略筛选交通信息序列，生成交通信息推送序列ms。交通信息推送序列ms的计算公式如下所示。

若在行驶途中，推送的交通信息序列ms是前方关联路段上的交通事故、管制等交通等级为l1以及行驶路况等交通需求等级为l2的动态交通信息；若接近目的地，推送的交通信息序列ms是前方关联路段上的停车场及停车位等交通等级为l3信息。

s4：生成交通信息播放序列ms’

基于交通信息推送序列ms，按照交通信息序列的等级以及播放策略生成交通信息播放序列ms’，具体包括：

s401：基于播放策略确定显示强度strength

利用驾驶员信息数据库，查找历史行驶轨迹判断当前行驶路段是否存在已有的驾驶员信息数据库中，确定驾驶员当前出行是否位于日常出行范围内，采取不同的交通信息播放策略。播放策略制定流程如图7所示。

对于在日常出行范围内的驾驶员，其拥有丰富的历史出行数据和出行经验，熟悉当前路段附近的交通状况，应以中低频度播放交通信息推送序列ms，即以频度s2或s3播放交通信息推送序列ms；对于不在日常出行范围内的驾驶员，其对当前路段附近的交通状况了解较少，缺乏历史出行数据和出行经验，应以中高频度播放交通信息推送序列ms，即以频度s1或s2播放交通信息推送序列ms。

s402：基于播放策略以及交通信息推送序列ms，生成交通信息播放序列ms’

从当前时刻tt起，将交通信息序列按照等级分批次整合，同一等级的交通信息序列按照其生产地与当前车辆的距离distance排序，直到所有筛选出的交通信息序列按照显示强度strength播放才结束。交通信息播放序列ms’的生成流程如图8所示。

s5：判断信息更新时间t2内能否播放ms’的全部

为了防止在信息更新时间t2内交通信息播放序列ms’溢出，需比较信息更新时间t2与交通信息播放序列ms’的播放时间。

若则播放ms’的全部；

若则尽可能多地播放交通信息。根据下式计算t2内所能播放的最大的信息条数m，选择ms’的前m条进行播放：

s6：计算前方关联路段上行程时间延误率并发出预警，如图9所示

s601：根据位置信息判断traveler(j)所在的路段，并计算位于r(i)上所有车辆的平均行驶速度其中，

s602：计算r(i)上行程时间延误率αi，其中，v为r(i)的限速；

s603：计算r(i)的关联度βi，其中，

s604：计算驾驶员在各相关路段上的行程时间延误率rodi，其中，rodi＝αi*βi。

s7：判断算法是否结束

若当前驾驶员出行活动结束，则算法结束；若当前驾驶员出行活动仍在继续，判断驾驶员是否驶入下一路段，若驾驶员驶入下一路段返回步骤s2，否则继续播放信息。

本法明还公开一种基于lbs的交通信息主动推送系统，包括：

车载信息采集单元，包括车载gps、传感器、短距离无线通讯模块，其中，车载gps用于采集对象车辆的行驶位置和方向信息；传感器用于采集车辆速度、加速度、制动和行驶方向信息；短距离无线通讯模块包括用于采集行驶区域关联路段行驶信息和服务信息，行驶信息包括对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息，其中对象车辆行驶信息和其他车辆行驶信息分别包括车辆速度、加速度、方向和位置信息。

主动推送单元，利用车载信息采集单元中短距离通讯模块获取的前方行驶关联路段的交通状态信息，基于车辆实时位置信息设计基于lbs的推送算法，结合驾驶员的出行特征和当前出行是否处于日常出行范围，为驾驶员提供符合其出行特征的交通信息播放序列。

预警单元，利用车载信息采集单元中短距离通讯模块获取的前方行驶关联路段其他车辆的速度和轨迹位置信息，对关联路段的行程时间延误率进行短时预测，提供前方路况预警信息。

车载显示单元，显示交通信息播放序列。

本发明中，车载信息采集单元通过车载gps、车速等传感器、短距离无线通讯模块采集对象车辆的速度、行驶方向等信息以及行驶区域关联路段其他车辆速度、轨迹位置等行驶信息、交通事故信息和加油站等服务信息。将上述信息分别输入到主动推送模块和预警模块中，输出个性化、实时、准确的交通信息以及行程时间延误率在挡风玻璃进行可视化显示。

本发明的基于lbs的交通信息主动推送方法及系统，通过获取实时车辆本身状态信息和实时交通路况信息，结合车辆实时位置和当前出行是否处于日常出行范围，根据所设计的基于lbs的推送算法，将驾驶员所需交通信息按照驾驶员需求急迫程度进行筛选排序，结合可用信息显示时间和车辆当前位置，基于驾驶员出行特征主动为其提供合理的出行信息。本发明能实现驾驶员个性化交通信息推送；充分考虑驾驶员所处的情景信息，因时因地制宜；一定程度上解决了移动信息过载、信息竞争的问题；延伸驾驶员的信息触角；算法简单易懂。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。