实时交通信息融合表达与移动导航电子地图_宋颖

卷35武汉大学报纸2010年9月9日武汉大学信息科学与工程学报35号9月9日. 2010年收到: 2010年7月1日. 项目来源: 武汉大学博基金资助项目（20070486001）；国家自然科学基金资助重点项目（40830530）；湖北省教育厅科研项目（BZ0102202）. 文章号: 1671 8860（2010）09108 1108 04文档代码: 实时交通信息与移动导航电子地图的融合宋英英1,2，李庆全1（1武汉大学武汉交通研究中心，武汉市裕yu路129号430079）（2）湖北经济学院计算机学院武汉市洋湖大道1号430205）摘要: 首先，建立实时交通流信息与交通流量之间的关系. 通过对路段信息进行编码，形成逻辑路网. 然后，根据路段上下两层的对应关系，提出了实时路况信息与静态分层路网的融合表达. 实验结果表明，该方法可以实现导航电子地图中动态交通信息的多尺度可视化，满足动态导航的需求.

关键字: 实时交通信息；多尺度导航电子地图；可视化中文分类: P208®近年来，动态导航技术在智能交通领域引起了很多关注. 移动终端被广泛使用，这给导航电子地图和动态信息可视化提出了新的挑战. 尽管几种主要的导航数据格式可以很好地支持静态导航应用程序，但是它们缺乏表达和管理动态信息的能力. 另外，为了适应嵌入式移动终端的有限资源，导航电子地图通常使用分层块！存储模型. 这种类型的模型具有高数据读取效率和结构紧凑的特点，这导致在该模型中表达交通信息存在一定的困难[1]. 目前，对实时交通地图的研究主要集中在互联网上发布的交通地图上，主要是从GIS的角度出发，以研究复杂的交通数据的可视化[25]，从本质上讲，以实时交通信息数据为主题图层数据，以静态地图数据为背景，并且两者叠加并显示，有时交通信息表达不准确. 学者们还提出了各种模型来支持交通网络动态信息在导航应用中的表达[6，7]. 这些模型大多数都过于复杂，因此在导航应用中缺乏实用性. 研究交通流信息与路网层次结构之间的联系，静态层次路网与动态交通信息的融合方法，实现导航电子地图中动态交通信息的多尺度可视化.

1实时交通信息和导航数据模型实时交通信息主要包括实时交通流量信息，交通事件以及运动对象（车辆）信息和数据[3]，还包括交通天气和停车场信息. 实时交通信息的特征是: 具有实时的多维空间参考特征. 交通流信息可以连续反映交通状况，并将道路拥挤状况表示为道路要素的动态属性. 可以使用线性定位参考系统来描述事件的相对位置，即一维线性参考（定位点加偏移量），以描述交通事故. 同时，交通网络中的要素或事件具有明显的时间特征，需要为时域提供参考方法，即时间参考方法. #多尺度. 交通流附着在道路网络上，应以不同比例显示道路网络的不同交通状态. 有多种来源和多样性. 由于收集方法的不同，交通信息的来源多种多样，其表现形式也各不相同. 电子导航地图，也称为导航，主要包括以道路网络为骨架的地理框架信息，叠加在其上的社会经济信息以及支持地图匹配，路线规划和路线所需的静态和动态交通信息导航系统. 相关兴趣点查询的导航，地图显示和导航数据. 同时，应考虑车辆设备的硬件条件和操作期间的访问速度. 导航数据通常存储在分层块结构中.

结合KIWI数据进行分析，其道路网络的层次结构是详细信息的层次结构. 道路网是根据显示比例垂直组织的！每层对应一系列特定的显示比例. 较高的层是较低层的子集，是较低层的子集[8]. 卷35 No. 9 Song等人: 实时交通信息和移动导航电子地图融合的表达层的抽象和简化，而较低层则包含较高层中未发现的细节. 为了加快数据检索的速度，在同一层上执行块存储，然后根据某些规则将地图数据分为小数据块或数据区域，以形成类似四叉树的层/块编号[9， 10]. 当动态交通信息存储在此冗余和分区模型中时，存在某些困难. 它不能直接存储在静态导航电子地图中. 通常，它根据组织结构或数据文件存储在外部中. 2实时交通信息与移动导航电子地图的融合表达2.1实时交通流量数据的表达在交通数据采集系统中，数据来自不同的传感器，并且表征交通流量特征的参数也多样的. 在该应用中，需要一维参数来直观地表示道路状态或拥堵信息. 通常将平均行驶速度（V i）用作第i个区间上的交通流信息的表达参数，并且它是数值. 该指标的值越大，道路越平坦. 相反，路段的拥堵情况更加严重.

路段的平均行驶速度（Vi）可以转换为网络的动态道路阻力（Ki），以进行动态路径规划；它也可以转换为交通拥堵（Ci）. Ki / Ci作为道路元素的动态属性，需要经常更新数据. 为了提高数据访问效率，当组织数据时，交通流信息与静态路网信息分开存储，并且交通信息段代码与逻辑路网相关联. 交通流量数据的内容如表1所示. 表1道路截面选项卡上的交通流量数据表. 1道路上的交通流字段名称描述地图编号交通信息道路代码可以对应于导航地图中的内部道路ID. 平均行驶速度表示交通拥堵程度的参数拥堵开始位置拥堵开始时的拥堵长度. 在开始位置根据拥塞方向计算的长度. 沿道路的拥堵方向是0； 1是与道路相对的方向. 2.2实时交通流信息与静态路网融合方法2.2.1实时交通流信息与静态路网的关联实时交通流信息主要反映道路要素/路段的拥堵状况，具有直接性与实际道路的关系，并与逻辑道路网络（存储导航地图数据的道路）间接相关. 逻辑路网通常由节点，路段和多个路段组成. 节点是一个抽象的概念. 分割几何网格时，它可以是道路交叉点，属性更改点，也可以是道路数据与几何网格边界的交点.

线段是由两个连续的节点定义的线性元素，从一个节点开始到另一个节点结束. 每个段必须拥有一个段的属性，例如段ID，形状点坐标，相应的节点类型等. 节点和链接是的关系温州茶山镇移动营业厅，并且是多个链接的组成元素. 多段由一系列连续的节点和链接组成. 多细分可以描述现实世界中的完整道路. 多路段上的属性是道路上所有路段共有的属性，即多路段的编号，道路类型代码和层号之类的共同属性. 由于实际的道路和存储在导航地图数据中的路段不是的关系，因此有必要通过路况信息路段编码（RTIC Link ID，建立实时交通流信息和逻辑路网）来实现. 定义全国每个路段的数量）. 关联的. 我国的RTIC代码以现有的国际交通信息道路编码为基础，并针对中国的特殊道路条件制定. 它已被北京，上海和广州的交通信息管理部门采用. 为了确保实时交通流信息与各种类型的导航地图数据中的路段相关，必须将RTIC链接与逻辑路网中的链接之间的一对多关系存储在路标中. 通过该对应关系获得本地导航地图数据和交通信息. 动态映射到每个路段，并可以实时更新本地交通数据. 2.2.2.2实时交通流信息上下对应关系的构建实时交通流信息属于单层网络模型，不具有对应导航数据的层次结构. 在网络关联上方建立的实时交通流信息和静态道路通常是在最低级别的道路网络上建立的关联.

因此，移动终端在接收到实时交通信息时，还必须根据路网的层次结构动态建立上下层之间的对应关系，以准确地表达实时交通信息. 导航电子地图. 在几何路网的分层结构中，上层链接可以被几个下层链接合并. 每个多段的编号由对应于底层的起始段ID以及起始段和结束段的差异段ID组成，记录为. 本文还规定，链接ID在最低级别进行唯一编码，并且从多链接的开始到结束依次增加. 多段的上层和下层之间的对应关系的建立实际上是多段的上层和下层之间的对应关系的建立. 包含关系与从属关系有关，并且链接的综合由差分链接ID反映. 在级别i + 1上，节点A％引导的链接的ID仍为2000，而节点C％引导的链接的ID为2002. 存在一个差分ID，表示链接A％C％为从较低级别的链接AB和BC集成. 一部分，即部分i和1 + i，部分AB和BC合并为A％C％；同样，将CD和DE部分合并为C％E％.

它被表达为一个函数: li +1（r m）n =＆分段m到第n节. 据此，可以得到实时交通信息上下层的相应功能: j = ml i（rj），它表示从i层的道路到i +1层的路段rm 1109武汉大学学报（信息科学版），2010年9月，Ci + 1，t（fm）=＆在公式中，fj表示路段j的拥堵状况； Ci + 1，t（fm）和Ci，t（fj）分别表示在时间t处i + 1层m区段和i层i区段的实时交通信息. 评估值. nj = m [Ci，t（fj）] /（n-m）（1）图1.多段截面的上层和下层之间的关系. 图1上下多路之间的关系不能以某种状态描述路段. 从在电子地图中合理显示交通流量信息的角度，还应考虑每个路段的属性对上层综合路段实时交通信息评估值的影响比例. 平均方法表示为: nCi + 1，t（fm）=＆0（g（rj）（1表示路段的属性比例系数j = m [Ci，t（fj）∋g（rj）]， （2）为了在移动终端上快速显示不同比例的实时交通电子地图，根据分层路网的特点: 上上路网是下路网的子集，最低路网网络包括现实世界中所有车辆均可通行的道路；上层的道路和节点存在于所有下层；#上层和下层通过公共路段和公共节点相连；道路独立地形成连接的网络，并且具有独立的拓扑关系；）上路道路水平越高，行驶速度越快.

实时交通信息上下层之间的对应函数可以简化为: Ci + 1，t（fm）= max（Ci，t（f0），Ci，t（f1），*， Ci，t（fn））（3方程式（3）是简化的表达式，表示上综合区的交通信息值是下层相应子区的交通信息评估值的最大值. 表示方法基于以下原则: 综合部分的每个子部分都是关键部分，综合部分的交通状态取决于关键部分的交通状态，即是否有子部分在一个交通拥挤的状态，然后是上部综合路段的交通拥挤[10]. 3实验与分析本文在Windows CE.NET系统平台上实现了导航电子地图上动态交通信息的多尺度可视化. 用于实验所有系统都是HP PDA. 硬件配置为: 处理器Strong ARM 312 M Hz RISC；内存64 MB; 3.5英寸液晶触摸屏，分辨率为320像素×240像素. 静态导航地图数据使用的是2008年版本的国家导航数据（由4D，KIWI格式数据提供），交通数据为北京20080802T12: 13〜2008〜0802T13: 17的历史交通数据. 它的更新周期为5分钟，该路段的交通拥堵程度可归纳为三类: 平滑，缓慢和拥挤以及未知状态. 地图以不同的颜色显示.

导航电子地图支持12个显示级别缩放，可实现道路网络交通流量的同时多尺度可视化显示. 该系统充分利用了导航数据分层分区的组织结构. 根据实时路况信息与逻辑路网之间的关系，以及上下两层的对应功能（1），路况信息分别为1 + 2000、1 + 200、1 +. 100比例尺如图2所示. 道路的实时交通流信息可以不同比例尺清晰显示. 当在每个级别上更改比例时，更新的路段数量和在终端上进行实时绘制所需的时间也会更改. 从图3可以看出，当比例尺不断减小时，需要更新的路段数量在增加，绘制所需的时间也在增加，并且电子交通图可以在1 s内显示，基本上满足动态交通信息的多尺度可视化. 功能要求. 4结论电子作为空间信息（尤其是交通信息）的载体，电子导航图以视觉甚至听觉的方式向用户传递交通状况和周围环境，成为智能导航系统和用户之间的重要桥梁，直接影响导航. 系统的成功或失败. 图2多比例实时交通导航图图2实时交通地图的多比例显示1110第35卷9号宋莺莺等: 实时交通信息和移动导航电子地图图3图交通电子地图显示效率实验图3®实时交通地图显示效率实验作为一种新型的动态电子地图，用于动态导航的交通导航电子地图除基本功能外，还应支持动态交通信息普通电子地图的功能. 存储管理，可视化和动态路径计算.

本文分析了实时交通信息和嵌入式导航数据模型的特点，并探讨了基于分层路网的实时交通流信息与静态分层路网的融合方法. 本文研究的融合方法非常适合于内存较小的嵌入式系统，对于嵌入式系统中路网空间要素与实时交通信息的集成具有一定的参考价值. 参考文献[文本] [1]李凯，钟二顺. 车辆导航地图动态交通信息存储模型[J]. 计算机工程，2009，31（7）: 245252 [2]Goldsberry K实时交通可视化的局限性和潜力[C]. 国际制图学会议，，拉科鲁尼亚，2005 [3]®Clarke K C.移动制图和地理信息系统[J]. 地图学与地理信息科学，2004温州茶山镇移动营业厅，31（3）: 131-136 [4]谢才宏. LBS移动终端导航电子地图的设计与实现[D]. 济南: 山东科技大学，2006 [5]杨杨必胜，孙丽. 电子地图的导航自适应多尺度表示[J]. 武汉大学学报: 信息科学版，2008，33（4）: 363 366 [6]桂志明. 面向导航的城市交通数据集成建模方法研究[D]]. 北京: 北京大学，2006 [7]郑正华. 实时交通信息下车辆动态导航服务关键技术研究[D]. 北京: 北京大学，2006 [8]蒋洁江，韩刚，陈军. 导航地面[M]. 北京: 科学出版社，2003 [9]徐静海，李庆全，宋颖，等. 基于Kiw i数据格式的地图显示研究[J]. 武汉大学学报信息信息科学版，2005，30（10）: 866869[10]方志祥，宋颖. 嵌入式环境中基于实时交通信息的多级路径规划算法[J]. 武汉大学学报（信息科学版），2008，33（4）: 397401第一作者简介: 宋莹，博士.

目前从事LBS和ITS研究. 电子信箱: 监狱@ 163.实时交通信息和导航电子地图的表达表达宋英1,2李庆全1（武汉大学交通运输研究中心1，武汉罗yu路129号430079）（2 2湖北经济学院，武汉市洋湖路1号，武汉430205）摘要: 在分析实时交通信息（RTT I）的特征和导航数据模型的基础上，指出了在分层道路上表达RTT I的困难网络. 我们专注于RTT I和分层道路网络的融合方法. 首先，通过RT IC建立RT TI与逻辑路网之间的关系. 然后，提出了一种基于上下层多链接关系的融合方法. 最后，结果表明该方法可以实现移动终端中真实交通地图的多比例表示，满足动态导航的要求. . 关键字: 实时编队流量；多尺度导航电子地图；关于第一作者: 宋颖，博士，基于位置的服务和智能交通系统. E邮件: 入狱@ 163. com1111

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