一种基于GPS导航系统并结合动态交通数据的路径优化的方法和系统

摘要

本发明提供一种方法和适当的系统，涉及通过基于GPS个人导航助理(PNA)及其集合来收集、处理和分配(通过系统)与道路交通流(即，车辆行驶过每一路段的行驶速度，其与其它车辆和道路的参数相关)相关的动态信息，从而将现有的静态导航地图数据扩展成为动态导航地图数据，并提供比当前PNA更好的路径选择和导航能力。与典型PNA硬件相结合的适当的软件，将记录有关行驶过路径的每条路段的特点和参数(例如遍历该路段所花费的时间或速度，当前时间和日期，天气状况，车辆类型，是工作日还是节假日等)。在服务器系统对用户的“踪迹数据”脱机上传和后续处理之后，该数据将被合并到“世界地图”中(包括分段式的专有用途和分布式空间数据库)。随后，PNA用户将能够获得结合了他们设备中的现有静态地图的“全球地图”，并将其存储于他们的PNA中，且能够使用其任意部分，根据下列条件，以获得更好的路径判定：a)动态(空间/时间而定)交通数据，即当天的时间、当前星期的某天、当前年份的季节、车辆的类型、天气情况、道路状况和假期类型的结合。b)判定标准，例如，用户/司机所期望的，最短游历时间，更少的燃料成本，或两者兼而有之。

主权项

一种收集，处理和分配交通数据，并提供在基于GPS的个人导航助理(PNA)中更准确的路径选择的方法。所述方法包括：a)数据收集方法(DCM)，其特征为：由PNA(具有数字签名和数字摘要)记录和适当处理动态交通数据和车辆参数的程序，以确保所收集数据的有效性，真实性，可验证性和唯一性；这些数据包括“时间戳”(即记录的日期和时间)、速度和通过每个路段行驶时间、路况、天气状况、车辆类型、工作日或假期类型；它们都是用于道路网络中的已有地图和未绘制的地图，b)数据合并方法(DIM)，其特征是：i)由中央系统(CS)验证PNA提交给CS的数据的完整性，真实性，唯一性和有效性，且ii)在CS对数据执行适当的脱机处理之后，将对这些数据的统计合并且适当编码形成一个单独的“全球地图”数据库，c)数据分配方法(DDM)，其特征为：从CS中单独的“全球地图”数据库中选择“动态地图”部分，确保该数据的完整性，真实性和唯一性，以及对数据重新编码合并到PNA的可用地图系统中，d)路径选择方法(RM)，其特征是：使用DIM更新和DDM选择的已更新地图数据，与传统的(静态)的PNA地图结合，以便PNA能够得到从起点到目标终点的改善的路径选择判定，无论其有没有中间目标点，其根据：i)动态(空间/时间依赖)交通数据，即为当天的时间、当前星期的某天、当前年份的季节、车辆的类型、天气情况、道路状况和假期类型的结合。ii)判定标准，例如，由用户/司机指定的，最短游历时间，更少的燃料成本，或两者兼而有之。且所述方法由中央系统(CS)和一个或多个脱机便携式PNA执行；然而，上述四个子方法(a)‑(d)相互依存并以结合的方式组成了整体方法，其不可拆分的解决关于改善PNA路径决策准确性的技术问题；然而，DCM涉及收集各个路段交通流的相关信息(根据每种类型车辆的行进速度和给定时间段的道路状况)，该相关信息由司机在每个道路网络中行进时使用其PNA收集；然而，DCM的特征是：针对每个路段记录一组信息，该信息组合包括行进时间戳记(时间和日期)、路段的行进持续时间和长度、天气状况(或道路状况)(阳光，雾，雨，雪)、车辆类型(低/中/高速，2/4个轮，卡车，公共汽车，摩托车，行人)；然而，DCM的特征是数据还用于记录非注册路段(即那些没有包括在PNA地图数据库中的路段)的数据，导致可能生成新地图；然而，交通数据以加密和压缩的形式记录于PNA的存储介质中，以确保用户个人资料的隐私；然而，连同交通数据一起，附加信息也被记录在PNA的存储介质中，例如数据的数字签名和数字摘要(例如MD5)所以确保并向中央系统证实了所记录信息的完整性和真实性，从而防止或拒绝了用户的重复提交；然而，DIM涉及执行PNA外部的中央系统(CS)的程序，其执行将DCM所收集的踪迹数据合并到中央地图和中央数据库中的操作；然而，DIM特征为：验证DCM所收集的踪迹数据的完整性，真实性和唯一性；然而，DIM的另一个特征是：在所获取数据被认定为分配有效、且针对所有其他PNA用户均为可用的之前，所获取数据一直存储在位于中央系统的临时存储器中，直到通过与其他用户提交的、针对同一路段的其它“踪迹数据”相比较，该数据得到验证；然而，上传的“踪迹数据”的验证由统计处理足够的统计样本(使用平均值函数，去除极端值，规范化，外插法)来执行，导致生成“全球地图”的适当的编码化数据库；然而，DDM涉及一由中央系统执行的程序，其执行向PNA用户分配(由DIM生成的)更新地图数据的操作；然而，DDM的特征为：针对PNA用户请求位于CS内部的“全球地图”的数据集，结合包括地图区域、可用用户存款和地图数据密度的用户输入，来执行分配的程序；然而，DDM的另一个特征为：一提供给请求用户的程序，发送(由PNA用户)所请求地图数据的适当编码、加密、压缩和存储来形成一文件，从而确保和向其证实PNA记录信息的完整性和真实性，以及有效地防止其他PNA用户重复使用相同的地图数据；然而，DDM的另一个特征是借助适当的PNA软件模块的来验证，提供给DDM用户请求的数据的完整性和的真实性；然而，DDM的另一个特征是，通过合并使用并行动态地图与现有位于用户PNA内部的静态地图数据，将收到的数据合并到PNA内部(使用例如稀疏数组，链表和哈希表的等数据结构和技术，将其重新编码)，从而使用PNA路径选择算法来确保对地图数据更快地访问和优化开发；然而，RM的特征是：借助适当的PNA软件，通过合并位于PNA内部已有地图的静态数据与由DDM存储于其中的动态(时间变量)数据，确定从出发点到最终目的地的最短路径，无论有无中间目的地；然而，RM的另一个特征是：通过合并位于PNA内部已有地图的静态数据与由DDM存储于其中的动态(时间变量)数据，由适当的PNA软件估算特定路径的燃料成本，继而确定从出发点到最终目的地的最具成本效能的路径，无论有无中间目的地；然而，RM的另一个特征是：根据PNA用户交互式选择的、用于已标注的或未标注的道路网络的标准，综合上述多种最优化路径(即最短路径和成本更低的路径)的能力，