專利名稱：使用智能交通信號、gps和移動數(shù)據(jù)設(shè)備的交通路由的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及交通控制系統(tǒng)和交通路由。
背景技術(shù)：
通過幫助通勤者和其他司機選擇到其目的地的不擁堵路線，能夠顯著減少車輛排放物，能夠限制擁堵，能夠增強安全性并減少行程時間。在過去已經(jīng)提出了用于通知司機交通情況并當發(fā)現(xiàn)擁堵時為他們呈現(xiàn)所建議的備選方案的數(shù)個方案。例如，廣播站已經(jīng)使用了幾十年交通直升機來認出擁堵區(qū)域并建議司機可以希望考慮的備選路徑。隨著GPS和手持計算設(shè)備(尤其是那些連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)的GPS和手持計算設(shè)備)的不斷普及，已經(jīng)采用了其他方法，諸如，將具有路線的地圖的圖形表示進行顏色編碼以指示擁堵的水平。另一種用于交通擁堵問題的方法涉及“智能”交通信號。例如，幾十年來，鐵路公路交叉道口已經(jīng)采用交通信號來幫助當火車接近時減少臨近鐵路公路交叉道口的路線上的交通流量。而且，已經(jīng)安裝了特定系統(tǒng)，其允許諸如消防車之類的救急車輛將燈的狀態(tài)從紅色改變?yōu)榫G色，從而使得該救急車輛能夠服從該信號而不是違反該信號地迅速穿越該十字路口。在又一個其他領(lǐng)域，對從例如在其車輛中隨身攜帶支持GPS的智能手機的司機采集交通信息已經(jīng)做出了各種嘗試。通常，這類司機沒有發(fā)現(xiàn)足夠的激勵來啟動將會將他們的速度和位置信息傳送給遠程交通數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用并保持其持續(xù)運行。沒有已知的方法完全集成了可用于向司機報告交通信息且基于該信息建議路線、 以與交通信號通信以及從司機采集交通信息的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
交通路由系統(tǒng)包括車輛和諸如交通燈之類的交通控制之間的通信。在一個方面中，交通燈接收車輛正在接近的信號，并作為響應(yīng)變綠以允許車輛無障礙地通過。在另一方面中，車輛接收信號來調(diào)整當前速率以在交通信號允許車輛通過時到達。在又一方面中，擁堵、緊急交通、道路施工、事故、天氣和類似因素的組合影響發(fā)送到車輛的建議路線。在另一方面中，給車輛操作者呈現(xiàn)交通燈的預(yù)測狀態(tài)的顯示，其亮度隨預(yù)測變得更加確定而進行變化。在又一個方面中，系統(tǒng)基于一個或多個交通燈的預(yù)測狀態(tài)的改變(例如，由于未預(yù)料的行人針對交通燈的“行走”狀態(tài)的請求)來改變現(xiàn)有路線。通過在接近期間維護車輛操作者感興趣的信息，為操作者提供以持續(xù)的方式繼續(xù)使用該系統(tǒng)的激勵，該方式允許出于相關(guān)交通報道和路由目的采集車輛的實時速度和位置數(shù)據(jù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算環(huán)境的高級框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用戶設(shè)備的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的交通信號的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制器的框圖。圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用作用戶設(shè)備、交通信號或控制器的計算機的示例的框圖。圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的提供改進的交通路由的方法的流程圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地根據(jù)以下討論認識到可以采用在此所示的結(jié)構(gòu)和方法的備選實施例而不脫離在此所述本發(fā)明的原理。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供了使用基于位置的技術(shù)(諸如GPS或蜂窩)來提供改進的交通路由的系統(tǒng)、方法和計算機可讀存儲介質(zhì)。實施例包括交通信號和司機以及司機和交通數(shù)據(jù)庫之間的單向或雙向通信。為司機裝配將他們的位置報告給針對至少一個交通信號的控制器且可選地還報告該司機的目的地的用戶設(shè)備?？刂破骺刂平煌ㄐ盘栆杂欣馗鶕?jù)針對通過所控制的十字路口的車輛的交通情況的期望的影響輪轉(zhuǎn)切換綠燈和紅燈。在一種實施方式中，控制器還可發(fā)送信息給用戶設(shè)備以建議到該司機的目的地的最快路線、直到交通信號變綠或變紅的時間、為了在燈為綠色時到達所控制的十字路口的建議行進速度和/ 或改進交通路由的各種其他指導(dǎo)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100包括多個用戶設(shè)備110A-110N，所述多個用戶設(shè)備被耦合到網(wǎng)絡(luò)101。在各種實施例中，用戶設(shè)備110可包括計算機終端、個人數(shù)字助理(PDA)、無線電話、車載計算機或能夠連接到網(wǎng)絡(luò)101的各種其他用戶設(shè)備。在各種實施例中，通信網(wǎng)絡(luò)101例如是局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、無線網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。在一個具體實施例中，用戶設(shè)備110是蘋果公司提供的iPhone 設(shè)備，其用提供在此所述的一種或更多種功能的用戶可下載應(yīng)用進行編程。系統(tǒng)100還包括多個交通信號130A-130N，所述多個交通信號連接到網(wǎng)絡(luò)101和至少一個控制器120。在一個實施例中，交通信號130A-130N是用于本地區(qū)域中所有控制的十字路口的所有交通信號。在一個實施方式中，控制器120控制系統(tǒng)中所有交通信號 130A-130N的操作。備選地，一個控制器120可控制所有交通信號130A-130N的子集，并且其他控制器可控制剩余交通信號的部分或全部。在又一實施例中，系統(tǒng)100不控制任何交通燈。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用戶設(shè)備110的框圖。用戶設(shè)備110當在系統(tǒng)100 中操作時，伴隨著司機位于車輛內(nèi)。用戶設(shè)備110包括GPS接收器111、用戶界面112和控制器交互模塊113。用戶設(shè)備110的GPS接收器111用于從在該用戶設(shè)備110處接收的GPS衛(wèi)星系統(tǒng)信號識別該用戶設(shè)備110的精確位置。在手持計算設(shè)備(諸如蜂窩電話、板載導(dǎo)航系統(tǒng)和其他電子設(shè)備)中通?？烧业胶线m的GPS接收器。GPS接收器111確定用戶設(shè)備110的位置以用于傳達給控制器120。備選地，蜂窩信號或其他公知的位置確定技術(shù)可用于確定用戶設(shè)備110的位置。為了簡明起見，在此討論的位置是根據(jù)GPS信號確定的，但是在備選實施例中可采用GPS信號、蜂窩信號或其他技術(shù)。用戶設(shè)備110的用戶界面112允許用戶將信息輸入用戶設(shè)備110并向用戶顯示信息。例如，用戶可將期望的目的地輸入用戶設(shè)備110的用戶界面112。用戶界面112可顯示行進至到達該期望的目的地的指導(dǎo)或路線。用戶界面112還可顯示與由GPS接收器111接收的、從控制器120接收的或來自其他源的GPS信號相關(guān)的其他信息，諸如當前速率、接近的交通信號和接近的交通信號的燈狀態(tài)等。用戶設(shè)備110的控制器交互模塊113管理用戶設(shè)備110和控制器120之間的通信。 具體而言，控制器交互模塊113向控制器120發(fā)送由GPS接收器111所確定的位置信息并接收到用戶設(shè)備110的、關(guān)于交通、導(dǎo)航路線、交通信號等的控制器的消息。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的交通信號130的框圖。交通信號130包括信號模塊 131和控制器交互模塊134。信號模塊131處理用于開關(guān)交通信號燈的指令并處理關(guān)于燈輪轉(zhuǎn)(例如，從綠色變?yōu)榧t色再回到綠色，或者在其他情況中從綠色變?yōu)辄S色再變?yōu)榧t色然后回到綠色)的時序的指令。信號模塊131可以用基于一天中的某時間、一周中的某天等的燈輪轉(zhuǎn)的時序的一組缺省規(guī)則來編程。在一個實施例中，這些缺省規(guī)則基于從控制器120接收的指令而經(jīng)受改變。在其他實施例中，控制器120關(guān)于燈狀態(tài)的每個改變來指令交通信號130的信號模塊131。在又一個實施例中，控制器120不影響交通信號的操作。交通信號130的控制器交互模塊1；34管理控制器120和交通信號130之間的通信。 具體而言，在一個實施例中，控制器交互模塊134從控制器120接收指令并將它們傳遞到信號模塊131以用于控制燈的狀態(tài)。(在另一實施例中，控制器120不發(fā)送用于控制燈的狀態(tài)的指令。)在一些實施例中，控制器交互模塊134向控制器120發(fā)送關(guān)于交通信號130的燈的更新的狀態(tài)的報告。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制器120的框圖?？刂破靼ㄓ脩粼O(shè)備交互模塊 123、交通信號交互模塊124、交通模塊125、路由模塊126、交通信號指令模塊127和數(shù)據(jù)庫 129?？刂破?20的用戶設(shè)備交互模塊123從控制器側(cè)管理與用戶設(shè)備110的通信。用戶設(shè)備交互模塊123從用戶設(shè)備110的控制器交互模塊113接收位置信息以及可選的目的地信息，并且經(jīng)由用戶設(shè)備交互模塊123向用戶設(shè)備110發(fā)送交通、路由或交通信號相關(guān)信息。類似地，控制器的交通信號交互模塊1 從控制器側(cè)管理與交通信號130的通信。在各種實施例中，交通信號交互模塊1 可向交通信號130發(fā)送指令并且可以接收關(guān)于交通信號130的燈的狀態(tài)的狀態(tài)更新。交通模塊125從用戶設(shè)備交互模塊123接收標識用戶設(shè)備110的位置的位置信息 (以及在一些實施例中為速度)，并且將該信息存儲在數(shù)據(jù)庫1 中。交通模塊125還可存儲來自其他源(諸如其他具有用戶設(shè)備110的用戶、交通服務(wù)、新聞報道等)的關(guān)于交通情況的信息。交通模塊125還可接收關(guān)于很可能影響交通的事件(諸如建設(shè)工程、救急車輛活動等)的數(shù)據(jù)。交通模塊分析所接收的交通數(shù)據(jù)以確定當前交通情況以及在一些實施例中確定預(yù)測的未來的交通情況，并且交通模塊125可以通過用戶設(shè)備交互模塊123向用戶設(shè)備110報告交通情況。路由模塊126組合傳達給控制器120的關(guān)于用戶設(shè)備110的位置以及可選的其目的地的信息，以及由交通模塊125評估的交通情況，以為用戶設(shè)備110準備路由指令。在一些實施例中，該評估包括觀測的交通情況、預(yù)測性分析或這二者。路由模塊1 還可考慮交通信號130的狀態(tài)和時序，以推薦使得司機花費較少時間等待紅燈或者有利的路線和速度，并且提供針對所有或部分推薦路線的預(yù)測速度。在其中控制器120影響交通信號的實施例中，交通信號指令模塊127組合傳達給控制器120的關(guān)于用戶設(shè)備110的位置以及可選的其目的地的信息，以及由交通模塊125 評估的交通情況，以準備關(guān)于何時開關(guān)燈和燈輪轉(zhuǎn)的合適時序的指令。交通信號指令模塊 127還可用關(guān)于約束的規(guī)則集來編程。例如，可給予緊急響應(yīng)車輛不受停止燈中斷地到達其目的地的特權(quán)。其他的約束可包括對燈的時長的最大限制、等待燈改變的小汽車的最大數(shù)目、燈之間的相關(guān)時序或同步等。在一個實施例中，另一個約束是由系統(tǒng)100路由和跟蹤的一個或多個其他車輛的存在。例如，可能已知由于系統(tǒng)100正在路由在已知路徑上的車輛并且知道車輛的位置，所跟蹤的車輛將觸發(fā)燈的鄰近傳感器并導(dǎo)致其輪轉(zhuǎn)。圖4中示出了單個數(shù)據(jù)庫129，其在控制器120內(nèi)部。然而，在其他實施例中，數(shù)據(jù)庫1 可包括多個數(shù)據(jù)存儲，其中的一些或全部可遠離控制器120。例如，數(shù)據(jù)存儲可以位于網(wǎng)絡(luò)101的某處，只要它們與控制器120通信。數(shù)據(jù)庫1 用于存儲用戶設(shè)備位置、交通情況、備選導(dǎo)航路線和地圖、包括位置和交通信號指令的交通信號信息、以及由控制器出于諸如分析或與用戶設(shè)備110或交通信號130通信的目的而使用的任意其他數(shù)據(jù)。圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用作用戶設(shè)備110、控制器120或交通信號 130的計算機500的示例的高級框圖。所示了耦合到芯片集504的至少一個處理器502。 芯片集504包括存儲器控制器集線器550和輸入/輸出(I/O)控制器集線器555。存儲器 506和圖形適配器513被耦合到存儲器控制器集線器550，并且顯示設(shè)備518被耦合到圖形適配器513。存儲設(shè)備508、鍵盤510、指點設(shè)備514和網(wǎng)絡(luò)適配器516被耦合到I/O控制器集線器555。計算機500的其他實施例具有不同架構(gòu)。例如，在一些實施例中，存儲器506 直接耦合到處理器502。存儲設(shè)備508是計算機可讀存儲介質(zhì)，諸如硬盤驅(qū)動、高密度磁盤只讀存儲器 (⑶-ROM)、DVD或固態(tài)存儲器設(shè)備。存儲器506保持由處理器502使用的指令和數(shù)據(jù)。指點設(shè)備514是鼠標、軌跡球或其他類型的指點設(shè)備，并且在一些實施例中，與鍵盤510組合使用以向計算機系統(tǒng)500輸入數(shù)據(jù)。圖形適配器513在顯示設(shè)備518上顯示圖像和其他信息。在一些實施例中，顯示設(shè)備518包括能夠用于接收用戶輸入和選擇的觸屏。網(wǎng)絡(luò)適配器516將計算機系統(tǒng)500耦合到網(wǎng)絡(luò)101。計算機500的一些實施例具有與圖5中所示不同的組件和/或其他組件。計算機500適于執(zhí)行用于提供在此所述的功能的計算機程序模塊。如在此所使用的，術(shù)語“模塊”指計算機程序指令和用于提供指定功能的其他邏輯。因此，模塊可以以硬件、固件和/或軟件來實現(xiàn)。在一個實施例中，由可執(zhí)行計算機程序指令組成的程序模塊存儲在存儲設(shè)備508，載入到存儲器506中，并由處理器502執(zhí)行。由圖1的實體所使用的計算機500的類型可以根據(jù)實施例以及由實體所使用的處理功率而變化。例如，作為PDA的用戶設(shè)備110通常具有有限的處理功率、小顯示器518且可能缺乏指點設(shè)備514。相反，控制器120可包括一起工作以提供在此所述功能的多個刀片服務(wù)器。圖6是圖示出了提供改進的交通路由的方法的流程圖。在步驟601中，從多個車輛中的用戶設(shè)備110接收當前位置(以及在一些實施例中，接收當前速度)。用戶設(shè)備110可使用GPS或其他信號查明當前位置，并將其例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)101傳達到控制器120。在一些實施例中，用戶的目的地也可從用戶設(shè)備110傳達到控制器120。在步驟603中，響應(yīng)于所接收的用戶設(shè)備110的位置來確定交通情況。在一些情形中，還響應(yīng)于交通信息的其他源來確定交通情況，該其他源諸如交通網(wǎng)站、交通服務(wù)等。在一個實施例中，在確定交通情況時，也考慮道路施工和救急車輛活動。在一個實施例中，系統(tǒng)100提供基于提供給系統(tǒng)100的信息的各種源的預(yù)料交通速度的預(yù)測性建模。在步驟605中，可選地，響應(yīng)于所確定的交通情況控制交通信號。例如，從控制器 120發(fā)出指令到單個交通信號130，以開關(guān)它們或調(diào)整燈輪轉(zhuǎn)的時序，以減輕交通情況中所標識的擁堵。在步驟607中，根據(jù)所控制的交通信號路由車輛。例如，控制器120可發(fā)送路線信息或速度信息給用戶設(shè)備110，以使用戶設(shè)備110所在車輛的司機如果遵守了來自控制器 120的關(guān)于路線信息或速度信息的指令則能夠避免紅燈和/或避免擁堵區(qū)域。上文已經(jīng)描述了提供使用基于位置的技術(shù)(諸如GPS)來提供改進的交通路由的系統(tǒng)、方法和計算機可讀存儲介質(zhì)的本發(fā)明的實施例。本發(fā)明實施例的優(yōu)點包括1.司機和交通燈的更好同步。因此，人們能夠花費較少的時間來等待交通燈。另外，更好的同步導(dǎo)致司機能夠維持更穩(wěn)定的速度并避免由在交通燈處的停止而導(dǎo)致的突然加速和減速。在駕駛時減少的加速/減速導(dǎo)致小汽車每加侖汽油的增加的公里數(shù)和降低的碳排放。司機和交通燈的更好同步帶來對每個人的切實益處，包括不使用用戶設(shè)備110的司機，因為本發(fā)明的實施例避免了交通擁塞并通常改進了交通量。因此，幫助使用用戶設(shè)備 110的少數(shù)的司機暢通地前進也將有助于緩解剩余司機的交通負擔。2.為緊急響應(yīng)者掃清道路的改進的能力。不僅能夠通知交通燈緊急響應(yīng)車輛正在接近，以便封鎖十字路口來避免事故，而且能夠?qū)⒑线m的燈變綠來緩解緊急響應(yīng)車輛的路徑中的擁堵。同時，非緊急交通被路由到其他地方，從而使得在緊急車輛到達該十字路口時存在較少其他車輛與其爭用。3.支持公共交通的改進的能力。交通燈能夠被優(yōu)選地管理以支持公交、電車和火車，以避免使這些公共交通車輛等待交通燈。另外，小汽車可被管理以避免必須等待火車或其他公共交通車輛。4.繁忙時段的負載平衡。給司機的交通燈和信號能夠被管理以便平衡數(shù)個已知交通瓶頸或公共路線(諸如跨越單條河流的多座橋和出入城區(qū)的主要通道)之間的交通。5.司機的彼此同步。在一個特定實施例中，根據(jù)車輛、司機或期望目的地的特點在多個路線之間指導(dǎo)司機。例如，所有卡車被導(dǎo)向到一個通道，并且所有小汽車被導(dǎo)向到另一個通道。這有助于避免小汽車和卡車司機在同一路線上行進的不便。即，卡車減小了較小的小汽車對道路的可見性，并且卡車的較長加速時間可能使小汽車司機煩躁。與卡車相比小汽車的較短的剎車距離增加了當二者均在同一路線行進時的碰撞風險。同樣，卡車司機傾向在其他卡車附近行進以通過彼此牽引(draft off)來節(jié)省燃油。作為另一示例，路線 A方案中的每個人至少5英里之后才退出，而路線B方案中的每個人在5英里以內(nèi)就退出。 這可以改進通過擁塞區(qū)域的交通流量。6.擁堵的預(yù)測和避免。司機可以被路由到擁堵區(qū)域周圍，因此緩解擁堵。這帶來較少的行駛時間和較低的碳排放。
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7.改進的交通監(jiān)控。精確的交通監(jiān)控的結(jié)果可用于許多應(yīng)用，諸如規(guī)劃新路和改進基礎(chǔ)設(shè)施，或者協(xié)調(diào)基礎(chǔ)設(shè)施上建設(shè)項目的時序以減少對司機的影響。8.精確實時的交通信息，包括城市街道。精確交通信息對于旅程規(guī)劃和通勤是有用的。實時交通情況可用作各種其他調(diào)度系統(tǒng)的輸入，以確保準時參加會議、活動等。例如，基于任何給定日期的交通情況，可編程報警鐘來在某人需要前往工作之前的30分鐘時叫醒他以便準時到達。上面的討論提出一種其中在車輛和交通系統(tǒng)之間存在雙向通信的系統(tǒng)。在其他實施例中，使用了甚至更為簡單的單向通信。具體而言，車輛中諸如智能手機之類的位置感知的用戶設(shè)備130發(fā)送消息給交通信號130，該信號表明車輛正在從特定方向接近交通信號 130，并且還可傳送車輛的目的地。如果合適，交通系統(tǒng)130改變其操作以允許車輛以最小的減速通過。作為具體示例，考慮諸如由蘋果公司提供的上面所提到的iPhone 設(shè)備之類的智能手機。這類設(shè)備是位置感知的并且易于由軟件應(yīng)用編程以執(zhí)行各種功能。在一個具體實施例中，軟件應(yīng)用指導(dǎo)該設(shè)備周期性地經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送其位置以及可選的車輛的目的地給具體站點，例如控制器120。根據(jù)車輛的位置和行進方向，控制器120繼而給交通信號 130發(fā)送表明該交通正在從特定方向接近的信號。如果合適(例如，在具有少量預(yù)期交通的深夜期間)，交通信號130繼而改變其燈的狀態(tài)以允許該車輛無需停止就通過。這類單向通信還能夠有效用于包括具有用戶設(shè)備110的多個車輛的環(huán)境中。例如，控制器120能夠比較特定十字路口處東行/西行車輛的數(shù)目和北行/南行車輛的數(shù)目， 并且使得交通信號130相應(yīng)調(diào)整其燈的輪轉(zhuǎn)。在其他指導(dǎo)(S卩，來自交通信號的對車輛的指導(dǎo))中的單向通信也可以是有效的。 例如，用戶設(shè)備Iio上的軟件應(yīng)用可從交通信號130經(jīng)由控制器120獲得燈剛剛變紅且在一分鐘內(nèi)將不會再次變綠的指示。如果十字路口對于司機是不可見的，例如由于行程是起伏的或在彎路上，則能用利用該信息來告知司機，沒有必要快速接近十字路口，因為無論如何車輛只能等待綠燈。因此，能夠在接近“盲區(qū)”或其他危險十字路口的時增強安全性。另夕卜，在一定距離外就知道交通信號的輪轉(zhuǎn)能夠幫助司機安排他們到達所控制的十字路口的時機以恰好在綠燈時到達。因此，司機能夠減少他們等待紅燈所花費的時間。在一個具體實施例中，激勵用戶在途中而不是僅僅在旅途的開端保持它們的設(shè)備在激活的操作中。這有利于系統(tǒng)的所有用戶，因為系統(tǒng)中“活動的”用戶(例如，具有在其用戶設(shè)備110上操作的合適的應(yīng)用)越多，可以從這類用戶采集的關(guān)于各種位置的交通信息的信息就越多。使用iPhone示例，例如，如果在運輸期間實現(xiàn)系統(tǒng)的“應(yīng)用(app) ”保持打開，不僅用戶會獲得更新的信息，而且系統(tǒng)也可從用戶獲得不斷發(fā)展的信息，諸如用戶位置的交通速度。為了提供這類激勵，運行在用戶設(shè)備110上的應(yīng)用的用戶界面在行進期間提供更新的信息。在一個特定實施例中，根據(jù)預(yù)測的確定性，用戶正在接近的燈的預(yù)測狀態(tài)被不同地呈現(xiàn)給用戶。例如，當預(yù)測相對不確定時，燈的預(yù)測狀態(tài)的可視顯示可以開始為相對暗的顏色，并且隨著確定性的增長亮度增加。作為又一示例，燈的預(yù)測狀態(tài)的改變可以通過音頻和可視消息傳遞通知到用戶，且如果原始優(yōu)選的路線由于一個或多個燈的預(yù)測狀態(tài)的改變現(xiàn)在看上去為次優(yōu)選，則所建議的路線也可以類似地即時改變。在一些實施例中，在一定時間段內(nèi)從用戶設(shè)備110采集的交通數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫129中，并且由控制器120進一步處理以確定或提煉由路由模塊1 所建議的路線。在一個具體實施例，在一定時間段內(nèi)采集的車輛速度信息用于確定系統(tǒng)先前未知的停止標志的存在。知曉這類停止標志位于何處允許系統(tǒng)當考慮包括具有那些停止標志的十字路口的路線時加入適當?shù)难舆t。類似地，在一段長時間段內(nèi)，可能很明顯沒有用戶設(shè)備110穿過地圖道路的給定部分。這類數(shù)據(jù)可表明該道路在規(guī)劃但沒有建成、該道路已經(jīng)被關(guān)閉或由于一些其他原因該道路是不可用的?；谶@類采集的數(shù)據(jù)，在一些路由模塊126中無視這類路段作為可用的建議路線。相反地，來自用戶設(shè)備110的位置和速度數(shù)據(jù)可表明已經(jīng)建成了沒有在載入數(shù)據(jù)庫129的基本地圖上的新道路，并且如果在這類路線上存在足夠的車輛使用，則路由模塊126假設(shè)這類路徑可用于所建議的路線，即使沒有被地圖化。在某些實施例中，系統(tǒng)120還使用來自用戶設(shè)備110的其他詳細采集的實時信息。 來自其他車輛的實時平均車輛速度、歷史平均車輛速度、車輛速度隨時間的變化、與在相同路線上的其他車輛的速度相比給定用戶的車輛速度的偏離(表明激進的或保守的駕駛方式)和最好/最壞情況的速度數(shù)據(jù)都用作系統(tǒng)120的輸入，以預(yù)測對應(yīng)于特定用戶設(shè)備110 的車輛穿過可能路徑的具體路段將花費的時間。作為一個示例，通過采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)100可確定特定路段在特定時間期間服從 25mph的速度限制，而在其他時間服從40mph速度限制，例如用閃爍的減小速度限制標志指示校區(qū)，以在孩童出現(xiàn)的時間期間調(diào)用更低限制。而且，系統(tǒng)100確定一些用戶傾向于保守型的并且不管燈是否閃爍都根據(jù)25mph標志駕駛，而其他用戶僅當燈閃爍時才減速。對于那些所有時間都減速的用戶，系統(tǒng)100不管實際速度限制基于更低期望速度路由他們； 而對于其他用戶，基于他們當時事實上將滿足的實際的速度限制的預(yù)期來路由他們?？梢曰谝惶熘械臅r間、車輛類型(卡車或轎車)、建筑活動等來改變速度限制。在一些實施例中，系統(tǒng)100檢測表明這類改變的采集數(shù)據(jù)的模式，并且考慮它們來確定路線和估計運輸時間。在某些實施例中，當采集數(shù)據(jù)暗示將路線分割為較小的片段將導(dǎo)致更精確地估計行進時間時，系統(tǒng)100適應(yīng)性地進行這類分割。例如，系統(tǒng)100可從將整個街道認為是一個路段開始，但是隨時間采集的數(shù)據(jù)可表明存在影響道路的某部分的校區(qū)。作為響應(yīng)，系統(tǒng) 100將該道路劃分為3個路段，從而使得在進入校區(qū)之前就離開該道路的人不必遵循降低的速度限制，該降低的速度限制將影響經(jīng)過學校的司機。進一步擴展該示例，校車路線通常使交通顯著變慢，但是僅針對每天中的一小部分時間。通過在時段內(nèi)從用戶設(shè)備110采集信息，系統(tǒng)100可推斷在學校上學的那些天，在具體已知時間，某些否則將具有較高平均速度的路線將擁堵。在那些時間期間，優(yōu)選避免接近或跟隨校車的路線。進行這類路由不僅改進了運輸時間，還通過減少車輛和孩子上下車之間的沖突點的數(shù)目提高了安全性。針對這類相關(guān)性，可考慮的其他因素包括高峰時間、工作日/周末的交通的不同、 大型體育賽事或集會、假期購物時間、貨車或通勤車通過、渡船、雷達速度強制等。使用從用戶設(shè)備110采集的數(shù)據(jù)用于該目的的特定優(yōu)點在于無需針對所有路段計算相關(guān)性和所估計路段運輸時間的臨時改變，而是僅針對示出顯著依賴于時間變化的那些。因此，與配置為針對所有路段進行臨時預(yù)測的系統(tǒng)相比，系統(tǒng)100的處理需求顯著減少。在一些實例中，使用外部數(shù)據(jù)源來替代或者補充上面所述的所采集的數(shù)據(jù)。例如，
1在一個實施例中，特定位置處的所觀察交通的顯著周期性改變觸發(fā)系統(tǒng)100來搜索外部數(shù)據(jù)源(諸如通過基于位置的互聯(lián)網(wǎng)搜索)以確定這樣改變的原因，諸如存在學校、鐵軌交叉道口或體育場館、一段時期道路建設(shè)的通知或道路僅是季節(jié)性的且在冬季不維持的公共警告。在這類實施例中，系統(tǒng)100被編程為搜索與所觀察數(shù)據(jù)相關(guān)且可用于預(yù)測未來的運輸時間的信息。在示例性實施例中，如果系統(tǒng)100通過基于位置的搜索確定學校位于存在運輸時間的大的變化的位置，則系統(tǒng)100隨后針對學校日程安排搜索互聯(lián)網(wǎng)并且提取關(guān)于哪些天學校開放的信息，從而使得該系統(tǒng)能夠預(yù)測在學校附近何時交通很可能會變慢。已經(jīng)關(guān)于若干可能的實施例以特定細節(jié)描述了本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明可以在其他實施例中實現(xiàn)。部件的特定命名、術(shù)語的大寫、屬性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或任意其他編程或結(jié)構(gòu)化方面不是強制性的或重要的，并且實現(xiàn)本發(fā)明或其特征的機制可以具有不同名稱、格式或協(xié)議。而且，該系統(tǒng)可以經(jīng)由硬件和軟件的組合來實現(xiàn)，如所描述的那樣， 或者整體以硬件元件實現(xiàn)。同樣，在此所述的各種系統(tǒng)部件之間的功能的特定劃分僅是示例性的，而非強制性的；由單個系統(tǒng)組件執(zhí)行的功能作為替代可由多個組件執(zhí)行，并且由多個組件執(zhí)行的功能作為替代可由單個組件執(zhí)行。上面描述的一些部分依據(jù)信息操作的算法和符號表示呈現(xiàn)了本發(fā)明的特征。這些算法描述和表示是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員在向本領(lǐng)域其他技術(shù)人員更有效表達其工作的實質(zhì)時采用的方式。這些操作盡管在功能或邏輯上加以描述，但應(yīng)被理解為由計算機程序?qū)崿F(xiàn)。而且，將這些操作的安排稱為模塊或功能名稱通常被證明是方便的，而不失通用性。除非具體說明或者根據(jù)上面的討論是明顯的，否則應(yīng)該理解在通篇描述中，使用諸如“確定”等之類的術(shù)語的討論指代計算機系統(tǒng)或類似電子計算設(shè)備的動作和過程，其操縱并轉(zhuǎn)換在計算機系統(tǒng)存儲器或寄存器或其他這類信息存儲、傳送或顯示設(shè)備中的表示為物理(電子)量的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的某些方面包括在此以算法形式描述的處理步驟和指令。應(yīng)該注意，本發(fā)明的處理步驟和指令可以以軟件、固件或硬件實現(xiàn)，并且當以軟件實現(xiàn)時，可被下載以存留于由實時網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)使用的不同平臺上并從其操作。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行在此的操作的裝置。該裝置可以具體被構(gòu)建用于所需目的，或者其可包括可由計算機訪問、且由計算機處理器運行的計算機可讀介質(zhì)上存儲的計算機程序選擇性激活或重配置的通用計算機。這類計算機程序可存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)(諸如但不限于，任意類型磁盤，包括軟盤、光盤、CD-ROM、磁光盤、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、EPR0M、EEPR0M、磁卡或光卡、專用集成電路(ASIC)或任意類型的適用于存儲電子指令的介質(zhì)，并且每一個耦合到計算機系統(tǒng)總線)中。而且，說明書中所稱的計算機可包括單個處理器或者可以是采用多個處理器設(shè)計以用于提高的計算能力的架構(gòu)。另外，沒有參考任何特定的編程語言來描述本發(fā)明。應(yīng)該理解，各種編程語言可以用于實現(xiàn)如在此所述的本發(fā)明的教導(dǎo)，而且針對本發(fā)明的可實施性和最佳模式提供對具體語言的任何引用。本發(fā)明非常適于眾多拓撲結(jié)構(gòu)上的廣泛的各種計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這一領(lǐng)域內(nèi)， 大型網(wǎng)絡(luò)的配置和管理包括存儲設(shè)備和計算機，其通過諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)可通信地耦合到不同的計算機和存儲設(shè)備。
最后，應(yīng)該注意到，已經(jīng)出于可讀性和指導(dǎo)的目的，原則性地選擇了說明書中所用語言，并且其選擇并不為了描繪或限制本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，本發(fā)明的公開旨在針對本發(fā)明的范圍進行說明，而非限制。
權(quán)利要求
1.一種交通通信系統(tǒng)，包括具有多個狀態(tài)的交通信號；交通信號子系統(tǒng)，其操作地連接到所述交通信號，并被配置為從所述交通信號接收對何時所述交通信號處于所述多個狀態(tài)的每個狀態(tài)的通知，并由此產(chǎn)生預(yù)測；以及路由子系統(tǒng)，其配置為從所述交通信號子系統(tǒng)接收所述預(yù)測，并且響應(yīng)于所述預(yù)測，確定建議路線并將所述建議路線傳送給第一用戶設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，還包括交通數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，其配置為從第二用戶設(shè)備接收包括速度和位置的交通數(shù)據(jù)，其中所述交通數(shù)據(jù)子系統(tǒng)被配置為處理所述交通數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于所述交通數(shù)據(jù)，與所述路由子系統(tǒng)通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述路由子系統(tǒng)還被配置為響應(yīng)于所述交通數(shù)據(jù)，確定所述建議路線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述路由子系統(tǒng)還被配置為響應(yīng)于所述預(yù)測，向所述第一用戶設(shè)備傳送對在用戶到達時所述交通信號將處于哪個狀態(tài)的指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述第一用戶設(shè)備被配置為響應(yīng)于所述指示提供視覺顯示，所述視覺顯示包括對確定性的度量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述對確定性的度量是色強度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述第一用戶設(shè)備被配置為響應(yīng)于所述指示，提供聽覺呈現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述聽覺呈現(xiàn)包括對確定性的度量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述交通信號子系統(tǒng)被配置為在產(chǎn)生所述預(yù)測后產(chǎn)生更新的預(yù)測，并且所述路由子系統(tǒng)被配置為從所述交通信號子系統(tǒng)接收所述更新的預(yù)測，以及響應(yīng)于所述更新的預(yù)測，確定修正的路線，并將所述修正的路線傳送到所述第一用戶設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，還包括交通數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，其被配置為接收交通數(shù)據(jù)，所述交通數(shù)據(jù)包括擁堵數(shù)據(jù)、救急車輛數(shù)據(jù)、建筑數(shù)據(jù)、事故數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)中的至少一個，其中所述交通數(shù)據(jù)子系統(tǒng)被配置為處理所述交通數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于所述交通數(shù)據(jù)，與所述路由子系統(tǒng)通信。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，還包括交通信號指令模塊，其與所述路由子系統(tǒng)通信地耦合，所述交通信號指令模塊被配置為響應(yīng)于到達所述交通信號處的時間，指令所述交通信號進入所述多個狀態(tài)中所選的一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述路由子系統(tǒng)還被配置為響應(yīng)于所述交通信號的操作，傳送建議速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，還包括至少一個附加的交通信號，所述附加的交通信號操作地連接到所述交通信號子系統(tǒng)，并且被配置為向所述交通信號子系統(tǒng)提供至少一個附加狀態(tài)通知，所述交通信號子系統(tǒng)被配置為從所述至少一個附加狀態(tài)通知產(chǎn)生至少一個附加預(yù)測，所述路由系統(tǒng)被配置為響應(yīng)于所述至少一個附加預(yù)測，確定所述建議路線。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述第一用戶設(shè)備也是所述第二用戶設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述第一用戶設(shè)備與所述第二用戶設(shè)備相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通通信系統(tǒng)，其中所述路由子系統(tǒng)還被配置為響應(yīng)于交通相關(guān)信息，確定所述建議路線，所述交通相關(guān)信息包括以下中的至少一個停止標志、一天中的時間、一周中的時間、一年中的時間、學校運作、體育賽事、集會、速度強制運作、假期、火車運作、公交運作、未地圖化的道路、關(guān)閉的道路、未完工的道路、司機激進性、歷史平均速度、歷史速度偏差、最佳情況下觀察的速度、最壞情況下觀察的速度和法定限速中的臨時變化。
17.一種用戶路由設(shè)備，包括存儲程序的計算機可讀介質(zhì)，所述程序包括進行如下操作的指令 向交通系統(tǒng)傳輸路由請求；從所述交通系統(tǒng)接收建議路線，所述建議路線響應(yīng)于交通信號的操作狀態(tài)； 基于到達所述交通信號的估計時間，向所述用戶指示所述操作狀態(tài)中預(yù)測的一個；以及處理器，配置為與所述計算機可讀介質(zhì)通信并執(zhí)行所述程序。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶路由設(shè)備，其中所述程序還包括進行如下操作的指令確定來自所述用戶設(shè)備的交通信息，所述交通信息包括位置和速度；以及將所述交通信息傳送到所述交通系統(tǒng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶路由設(shè)備，其中所述程序還包括進行如下操作的指令響應(yīng)于基于到達所述交通信號的估計時間的所述操作狀態(tài)中所述預(yù)測的一個，指示所述用戶加速或是減速。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶路由設(shè)備，其中所述程序還包括進行如下操作的指令指示所述用戶關(guān)于基于到達所述交通信號的估計時間的所述操作狀態(tài)中所述預(yù)測的一個的對確定性的度量。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶路由設(shè)備，其中所述建議路線進一步響應(yīng)于所述交通系統(tǒng)響應(yīng)于如下能力，所述能力是在所述交通信號處的期望到達時間向所述交通信號發(fā)送進入所述操作狀態(tài)中的一個的請求的能力。
22.一種交通信息采集系統(tǒng)，包括響應(yīng)于交通數(shù)據(jù)的路由子系統(tǒng)，所述交通數(shù)據(jù)包括交通燈狀態(tài)數(shù)據(jù)； 多個用戶路由設(shè)備，與所述路由子系統(tǒng)通信地耦合并被配置為響應(yīng)于所述交通數(shù)據(jù)， 從所述路由子系統(tǒng)接收推薦路線信息；以及交通數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)，與所述多個用戶路由設(shè)備通信地耦合并被配置為從所述多個用戶路由設(shè)備接收所述交通信息。
23.一種向車輛傳達交通信息的計算機實現(xiàn)的方法，包括由操作地連接到交通信號的交通信號子系統(tǒng)接收對何時所述交通信號處于多個狀態(tài)的每個狀態(tài)的通知，并從所述通知產(chǎn)生預(yù)測； 由路由子系統(tǒng)接收所述預(yù)測；以及響應(yīng)于所述預(yù)測，確定建議路線，并將所述建議路線傳送到所述車輛。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括從第二車輛接收包括速度和位置的交通數(shù)據(jù)，以及將所述交通數(shù)據(jù)傳達到所述路由子系統(tǒng)以用于確定所述建議路線。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括響應(yīng)于所述預(yù)測，向所述車輛傳送對當所述車輛到達所述交通信號時所述交通信號將處于哪種狀態(tài)的指示。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述指示提供對確定性的度量。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中所述對確定性的度量被表示為色強度。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述指示提供聽覺呈現(xiàn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中所述聽覺呈現(xiàn)包括對確定性的度量。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括在產(chǎn)生所述預(yù)測之后產(chǎn)生更新的預(yù)測，以及響應(yīng)于所述更新的預(yù)測，確定修正的路線，并將所述修正的路線傳送到所述車輛。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括接收交通數(shù)據(jù)，處理所述交通數(shù)據(jù)以及響應(yīng)于所述交通數(shù)據(jù)與所述路由子系統(tǒng)通信，所述交通數(shù)據(jù)包括擁堵數(shù)據(jù)、救急車輛數(shù)據(jù)、建筑數(shù)據(jù)、事故數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)中的至少一個。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括響應(yīng)于所述車輛到達所述交通信號處的時間指令所述交通信號進入所述多個狀態(tài)中所選的一個。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括響應(yīng)于所述交通信號的操作向所述車輛傳送建議速度。
34.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括從至少一個附加交通信號獲得狀態(tài)信息，從所述狀態(tài)信息產(chǎn)生至少一個附加預(yù)測，以及響應(yīng)于所述至少一個附加預(yù)測，確定所述建議路線。
35.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括從多個車輛采集交通相關(guān)信息；關(guān)聯(lián)所述交通信息；響應(yīng)于所述關(guān)聯(lián)，形成推論；以及響應(yīng)于所述推論，確定所述建議路線。
36.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述推論是以下至少一個的存在停止標志、學校、鐵路公路交叉道口、公交車、雷達強制運作、活動場地、未地圖化的道路、道路建設(shè)、關(guān)閉的道路、未完工的道路、渡船、遵循多個速度限制的道路、司機激進性的程度以及車輛的類型。
37.一種交通控制方法，包括將來自用戶的路線請求傳送到交通系統(tǒng)；從所述交通系統(tǒng)接收建議路線，所述建議路線響應(yīng)于交通信號的操作狀態(tài)；以及基于到達所述交通信號的估計時間，向所述用戶指示預(yù)測操作狀態(tài)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括確定來自用戶設(shè)備的交通信息，所述交通信息包括位置和速度；以及將所述交通信息傳送到所述交通系統(tǒng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括響應(yīng)于基于到達所述交通信號的估計時間的所述預(yù)測操作狀態(tài)，指示所述用戶加速或是減速。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括指示所述用戶關(guān)于基于到達所述交通信號的估計時間的所述預(yù)測操作狀態(tài)的對確定性的度量。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括響應(yīng)于在所述交通信號處的期望到達時間， 向所述交通信號發(fā)送進入所述操作狀態(tài)之一的請求。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括響應(yīng)于從多個車輛采集的數(shù)據(jù)，推斷交通相關(guān)特征的狀態(tài)，以及響應(yīng)于所述推斷，確定所述建議路線。
43.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括響應(yīng)于從多個車輛采集的數(shù)據(jù)，推斷交通相關(guān)特征的存在，以及響應(yīng)于所述推斷，指示所述預(yù)測操作狀態(tài)。
44.一種獲得交通信息的計算機實現(xiàn)的方法，包括經(jīng)由在移動用戶設(shè)備上執(zhí)行的軟件應(yīng)用，為移動用戶提供關(guān)于交通信號狀態(tài)的路由和交通數(shù)據(jù)以及關(guān)于交通的其他當前參數(shù)；以及經(jīng)由所述軟件應(yīng)用從所述移動用戶設(shè)備獲得所述交通信息。
45.一種確定交通相關(guān)信息的計算機實現(xiàn)的方法，包括在一段時間內(nèi)，經(jīng)由軟件應(yīng)用從移動用戶設(shè)備采集速度和位置信息；以及關(guān)聯(lián)所述速度和位置信息以從其推斷所述交通相關(guān)信息。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述交通相關(guān)信息包括以下至少一個的存在 停止標志、學校、會展中心、渡船、鐵路公路交叉道口、公交車站、未地圖化的道路、關(guān)閉的道路、未完工的道路、道路建設(shè)運作、速度強制操作和隨時間變化的速度限制。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，還包括響應(yīng)于所述推斷的交通相關(guān)信息，確定建議路線。
全文摘要
交通路由系統(tǒng)通過利用車輛和交通控制(諸如交通燈)之間的通信減小了來自通勤和其他交通的排放、減輕了道路擁堵、并降低了運輸時間。在一個方面，交通燈接收車輛正在接近的信號，并作為響應(yīng)變綠以允許車輛無障礙地通過。在另一方面，車輛接收信號來調(diào)整當前速率以當交通燈允許車輛通過時到達。在又一方面，擁堵、緊急交通、道路施工和類似因素的組合影響發(fā)送到車輛的建議路線。
文檔編號G08G1/095GK102576491SQ201080043533
公開日2012年7月11日 申請日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者M·L·金斯伯格, M·M·奧斯汀, P·A·C·常, S·C·瑪?shù)偕?申請人:準時系統(tǒng)公司