專利名稱：預測乘客信息的系統和搜索乘客信息的系統及其方法
技術領域：
本發明涉及車輛導航領域，更具體地，涉及一種為出租車預測乘客信 息的系統和為出租車搜索乘客信息的系統及其方法。
背景技術：
日本專利文獻2002-334396(以下稱專利文獻l)中公開了一種出租車 業務支援系統，能夠收集出租車運營過程中的各種信息，通過分析和統計 這些信息，出租車公司統一制定更加有效的車輛調配計劃，告知司機在何 處等待及走哪條路線。這樣出租車公司就能更加合理的分配其所擁有的車 輛。
在專利文獻1中也考慮了乘客存在的概率信息，但是只是基于靜態的 位置點去計算乘客的信息，沒有考慮點到點之間的道路的信息，如道路的 方向信息，交通擁堵信息。例如地點A可能比地點B具有更高的乘客概率， 按照專利文獻l中公開的系統，出租車應該去往A。但是去往B的路徑比 去往A的路徑可能擁有更高的乘客概率，而且交通可能更加暢通。文獻l 中通過對出租車的一天或多天的歷史數據進行匯總后，分析得出第二天更 好的車輛調度計劃，但是不能為出租車司機提供實時乘客概率信息，即出 租車正在運營時無法根據當前路面上的乘客概率來決定行駛路徑。
另外，在專利文獻1中沒有考慮道路的方向性，因此無法區分某地的 乘客概率在上行和下行兩個方向上是如何分配的，如果上行和下行兩個方 向的乘客概率相差很大，那么基于地點的乘客概率信息就可能給司機提供 錯誤的信息，特別當該道路上禁止車輛調頭或車輛無法調頭時。
發明內容
發明的目的在于用過去和當前收集的出租車運營信息預測每條道路的 乘客概率，考慮道路的方向性和實時交通信息，本發明通過預測乘客信息，
7能夠更加準確的提供搜索乘客的路徑。
對于司機來說，乘客概率的實時性是很重要的，所以乘客的概率的計 算都要基于最新的數據計算而得。要引導出租車司機有效的搜索乘客，必 須知道未來短時間內的乘客概率，而這一概率的獲得是通過對最近一段時 間內的數據進行分析，通過預測計算而得到的。如果一條道路上最近一段 時間內沒有數據，那么就用分類存儲的統計數據作為替代值，該統計數據 由過去收集的數據按照一定條件進行分類統計分析而得到。
任何一條雙向道路在地圖中都至少包含兩條路鏈，分別代表上行和下 行兩個行駛方向。這兩個路鏈在地圖中有各自的編號，兩個路鏈上的乘客 概率也是分別計算。每條路鏈的交通信息主要是指擁堵程度，可以用平均 行駛速度或旅行時間來表示，交通信息可以由本系統的實時信息處理裝置 生成，也可以通過位于中心的通信裝置接收外來的交通信息，如果接收外 來的交通信息，交通信息就可以進一步包括臨時道路限行，道路施工，交 通事故等信息。
計算得到所有路鏈的乘客概率后，如果只是簡單的將路鏈信息向司 機反映，由于信息量太多，司機仍然會感到困惑，不知道走哪個方向才最 有可能盡快搜索到乘客。為解決上述問題，本發明為出租車搜索乘客信息 的系統可以根據條件搜索在一定范圍內出租車當前所有可能的路徑，每條 路徑都可以包含多條路鏈，在綜合計算所有路徑的參數后，向司機提供搜 索乘客的最優路徑。司機沿著最優路徑行駛，最有可能搜索到乘客。
根據本發明第一方面，提出一種為出租車預測乘客信息的系統，包 括接收裝置，用于接收由多個出租車采集的出租車運營信息；實時數據 處理裝置，用于組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營 信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出 租車運營信息；預測處理裝置，用于根據計算出的出租車運營信息，預測 每條路鏈上的乘客信息；發送裝置，用于發送預測的乘客信息。
根據本發明第二方面，提出一種為出租車預測乘客信息的方法，包括
接收步驟，接收由多個出租車采集的出租車運營信息；實時數據處理步驟，
組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算
與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理步驟，根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信 息；發送步驟，發送預測的乘客信息。
根據本發明第三方面，提出一種為出租車搜索乘客信息的系統，包括: 安裝在多個出租車上的車載系統，每一個車載系統包括出租車運營信息釆 集裝置，用于采集出租車運營信息；道路搜索請求裝置，用于向中心系統 請求乘客信息；車載通信裝置，用于向中心系統發送采集的出租車運營信 息；中心系統，包括中心通信裝置，用于接收由多個出租車采集的出租 車運營信息；實時數據處理裝置，用于組合采集的多條出租車運營信息并 基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所 包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理裝置，用于根據計算出的 出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信息；路鏈參數生成裝置，用于 利用預測的每條路鏈上的乘客信息生成包括加權乘客概率的路鏈參數；其 中車載系統還包括路徑生成裝置，用于根據請求搜索乘客的出租車所處 的位置，計算出該出租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算裝置，用于 根據計算的所有可能路徑利用路鏈參數計算所有可能路徑的乘客概率，并 選擇乘客概率最高的路徑作為搜索的乘客信息。
根據本發明第四方面，提出一種中心系統為出租車搜索乘客的方法， 包括發送步驟，向中心系統發送采集的出租車運營信息；接收步驟，接 收由多個出租車采集的出租車運營信息；實時數據處理步驟，組合采集的 多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運 營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理步 驟，根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信息；路鏈參 數生成步驟，利用預測的每條路鏈上的乘客信息生成包括加權乘客概率的 路鏈參數；路徑生成步驟，根據請求搜索乘客的出租車所處的位置，計算 出該出租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算步驟，根據計算的所有可 能路徑利用路鏈參數計算所有可能路徑的乘客概率，并選擇乘客概率最高 的路徑作為搜索的乘客信息。
圖1示出了根據本發明第一實施例的用于搜索乘客信息的系統的示意結構圖2是車載系統采集的信息的格式和內容的一個示例；
圖3是車載系統的結構圖4是路鏈的示意圖5是實時信息處理裝置生成的路鏈實時信息數據格式； 圖6是預測處理裝置生成的路鏈預測信息數據格式；
圖7是根據本發明第一實施例的用于搜索乘客信息的方法的流程圖8是統計分析裝置生成的統計數據格式；
圖9是天氣類型和日期類型的分類示例圖IO是地圖數據中路鏈的部分屬性；
圖ll是路徑生成裝置生成的路徑示意圖12是路徑生成裝置生成的路鏈表；
圖13是路徑參數計算裝置生成的路徑參數表；
圖14是路徑生成裝置生成的多種路徑的示例圖15a示出了根據本發明第二實施例的用于搜索乘客的系統的示意結 構圖15b示出了根據本發明第二實施例的用于搜索乘客的方法的流程圖； 圖16為車載路徑參數計算裝置所需的路鏈數據示例； 圖17為路鏈乘客概率表現方式示例； 圖18為路徑概率表現方式示例。
具體實施例方式
下面，將參考附圖描述本發明的優選實施例。在附圖中，相同的元件 將由相同的參考符號或數字表示。此外，在本發明的下列描述中，將省略 對已知功能和配置的具體描述，以避免使本發明的主題不清楚。
圖1示出了根據本發明第一實施例的用于搜索乘客的系統的示意結構 圖。參考圖1，用于搜索乘客的系統包括可以安裝在出租車上的車載系統 1和提供搜索乘客服務的中心系統2。
車載系統1包括車載信息采集裝置100，信息顯示裝置150和車載通 信裝置170。車載信息采集裝置IOO用于采集出租車的運營信息。運營信息可以包括車輛編號，車輛位置信息(GPS坐標)，時間信息(GPS時間)， 車輛速度信息，車輛方向信息，車輛載客狀態(空車，實車，乘客上車，乘 客下車)。信息顯示裝置150用于顯示數據，例如，顯示搜索乘客的最優 路徑。車載通信裝置170用于向中心系統2傳送出租車的運營信息，并且 用于接收來自于中心的搜索到的乘客的路徑信息。
圖2示出了采集的運營信息的格式和內容的一個示例，其中，狀態=00
表示空車(未搭載乘客)；11表示實車(搭載了乘客)；01表示乘客上車；10表示乘 客下車。此外，車載系統l可以包含一個電子地圖，并且將出租車的當前位
置(GPS坐標)直接匹配到電子地圖上的路鏈上，然后將路鏈編號發送給中 心系統。那么圖2中的運營信息將增加一個"路鏈編號"數據欄，用于表 示出租車當前所在的路鏈。從而中心系統2就可以直接得到出租車在各路 鏈上的狀態。減少中心系統的計算負荷。本發明將同一道路上的兩個方向 分別編號，因此路鏈編號本身隱含了方向信息。
對于本領域的技術人員來說，很明顯地，車載系統可以不安裝信息顯 示裝置，只向中心提供車載信息采集裝置采集到的運營信息，也可以不安 裝信息采集裝置，只用信息顯示裝置顯示中心系統提供的路徑信息。
圖3是所述車載系統的框圖。系統中的每輛出租車都裝有用于采集運 營信息的車載信息采集裝置100，包括GPS定位裝置120和車輛狀態檢測 裝置121。 GPS定位裝置120可以不限于GPS系統，還可以是基于其它系 統的定位裝置，例如伽利略導航系統，北斗導航系統，或是基于手機信號的 定位系統。安裝于出租車上的車載通信裝置170將運營信息發送給中心系 統2。信息顯示裝置150可以是車載顯示終端，也可以是司機所攜帶的便 攜式顯示終端，用于顯示中心系統提供的搜索乘客的路徑信息。如果便攜 式顯示終端本身具有通信功能，那么就可以直接從中心接收搜索乘客的路 徑信息。如果出租車本身裝有導航儀，可以利用導航儀顯示部件充當信息 顯示裝置。
中心系統2包括中心通信裝置190，實時數據處理裝置200，預測處 理裝置210，路徑生成裝置500，路徑參數計算裝置600,統計分析裝置 400，以及存儲裝置(未示出)，存儲有多個數據庫，包括預測道路數據庫 300，歷史數據庫330，統計數據庫350，實時外部環境數據庫370以及地圖數據庫320。中心系統2可以安裝在服務器上或者可以安裝在一臺出租車上。
通信裝置190執行接收發送數據的功能，接收車載通信裝置170發送 出租車運營信息，以及將乘客搜索信息發送到發出搜索乘客請求的出租 車。實時數據處理裝置200通過通信裝置190接收出租車運營信息。在接 收到車載系統向中心系統請求與乘客概率有關的道路信息時，實時數據處 理裝置200基于道路上所包括的路鏈計算每條路鏈的實時信息。預測處理 裝置210用于根據實時數據處理裝置200計算出的出租車運營信息預測預 測每條路鏈上的道路數據，并將預測的道路數據保存到預測道路數據庫 300中。路徑生成裝置500用于計算出租車附近所有可能的路徑，每條路 徑都以當前位置為出發點，可以包含多條路鏈。路徑參數計算裝置600用 于計算路徑生成裝置500所生成的所有路徑的參數。然后將乘客概率最高 的路徑信息通過中心通信裝置發送給出租車。統計分析裝置400用于基于 日期、時間、天氣中的至少之一根據歷史數據庫存儲的出租車運營信息生 成包括路鏈的乘客概率的每條路鏈的統計信息。
下面將對中心系統中的各個裝置進行詳細描述。
實時信息處理裝置200將的運營信息匹配到地圖中的每條路鏈上。實 時數據處理裝置200基于路鏈計算每條路鏈的實時信息，包括出租車和乘 客信息。實時信息處理裝置200生成的實時信息存儲在歷史數據庫330中。
路鏈是實際道路中被劃分為出來的一段有向路段，每條道路都包含多 條路鏈， 一條雙向通行的道路至少包含兩條路鏈。如圖4所示，圖中橫向 有一條道路，縱向有兩條道路，用直線表示，每條道路都包含多條有向線 段，即路鏈。圖4中總共有含有14條路鏈。地圖數據庫320中保存了所有 路鏈的靜態信息，如形狀，位置，寬度，長度，方向等，以及各個路鏈之 間的連接情況。實際的地圖數據庫要更加復雜，圖io只是示例了一部分路 鏈屬性。
如圖5所示，實時信息處理裝置200所生成的路鏈的實時信息可以包 含路鏈編號，日期，時間，空車(未搭載乘客)的數量，實車(搭載了乘客) 的數量，上車乘客數量，路鏈的擁堵程度。路鏈的擁堵程度可以用平均速 度或平均旅行時間來表示，平均速度指路鏈上車輛的平均時速，平均旅行時間指車輛通過該路鏈平均所需要的時間。路鏈的擁堵程度可以由實時數
據處理裝置200生成，也可以從實時外部環境數據庫370中獲得。為了合 理的反映路鏈上的實時信息，將一天24小時劃分為多個時間片斷，如果 以10分鐘為一個時間片，那么全天就有144個片斷，圖5中的時間1640 就表示在16:40-16:50之間的時間范圍。如果以5分鐘為一個時間片，那 么全天就有288個片斷，圖5中的時間1640就表示在16:40-16:45之間 的時間范圍。時間的劃分可以根據系統的需要來制定。
預測處理裝置210預測出租車當前所處的時間段內的道路數據。例如， 當前時間為16:46,如果每5分鐘為一個時間片段，其所屬的時間段為 16:45-16:50，要預測該時間段內的道路數據，就要用到 16:40-16:45， 16:35-16:40， 16:30-16:35，等等之間時間片段內的道路數 據。
需要預測的道路數據包含空車數量，實車數量，乘客數量，擁堵程度等， 正常情況下這些數據在短時間內的變化是漸進式的，所以可以用趨勢外推 法對道路數據進行短期的預測。以圖5中路鏈578231的數據為例，已知 前三個時間段16:30-16:35、 16:35-16:40、 16'.40-16:45的道路數據，預 測當前時間段16:45-16:50的道路數據，采用擬合直線法，可計算得到圖 6中關于路鏈578231的預測數據。其中預測的乘客數量可作為當前時間段 正在等待出租車的乘客的預測值。用于預測計算的預測模型可以不限于擬 合直線法，還可以采用加權擬合直線法，二次曲線趨勢外推法等其它預測 模型。預測的道路數據和實際的道路數據總是存在一定誤差，但是每次預 測都是基于實際的數據進行計算，所以預測的誤差不會累積起來。只要時 間片段劃分合理，就可以將誤差控制在一個合理的范圍內。
對道路數據的預測并不限于預測方法，可以根據實際數據的特性和時 間片段的大小進行適當選擇。預測處理裝置210生成的預測的道路數據作 為當前時間段的實時數據，用于預測當前時間段的乘客概率。
統計分析裝置400分析歷史數據庫330中存儲的歷史數據，生成每條 路鏈的統計信息。因為日期，天氣，時間都會影響各個路鏈的數據。所以 統計分析是基于日期，天氣和時間的分類進行的。生成的統計信息至少包 括路鏈編號、時間、天氣類型、日期類型、乘客概率、擁堵程度、誤差。如圖8所示。
天氣類型(天氣條件)會極大的影響人們對出行工具的選擇，從而改變某 條路鏈上出租車乘客的流量。例如雨天選擇乘坐出租車的人比晴天多。而 日期類型也會影響路面上的乘客流量，例如寫字樓附近的道路上，周末和 工作日的乘客流量會有顯著的差別。可以根據經驗將天氣類型分為好天 氣、壞天氣兩種，將日期分為工作日、假日兩種。這樣就可以把的歷史數 據首先基于天氣類型和日期類型進行分類。如圖9所示，歷史數據被分為 四大類。那么對于每條路鏈的每個時間段，統計所得的乘客概率就有四個， 分別是:工作日好天氣下的乘客概率、工作日壞天氣下的乘客概率、假日 好天氣下的乘客概率、假日壞天氣下的乘客概率。天氣類型和日期類型也 可以根據歷史數據之間的相關性分析和聚類計算得到一個客觀的分類，所
分的種類數不定。然后在分類的基礎上進行統計分析，如果天氣類型有N 個，日期類型有M個，那么對于每條路鏈的每個時間段，其乘客概率就有 A/xyV個。
統計信息中的乘客概率是指出租車在路鏈上搜索到乘客的概率，公式
(1)給出了所述乘客概率的定義
'A/B如果 爿<5,爿》0,5>0 尸=j 1 如果 ^^5,爿>0,520 (1) N/A 如果 ^ = 0,5 = 0
P是路鏈的乘客概率，A是路鏈上乘客的數量，對于歷史數據，即指在該
路鏈上車的乘客數量，B是路鏈上空車的數量。如果某一時段上，路鏈上
的空車數量為零，乘客數量的也為零，那么乘客概率是不可知的。因為乘
客數量是通過計算上車乘客而得到的，很可能路鏈上有等待的乘客，但是
因為沒有空車，所以乘客無法上車，導致乘客數量被計為零。當然也可能
此路徑上的乘客數量實際就是為零。所以當A二0且B二0時，乘客概率不可
知的。對于乘客概率不可知的數據，在進行統計分析時需要進行剔除。也
可以根據經驗設定一個缺省值，如0. 5，做為乘客概率不可知時的默認值。
考慮到路鏈的擁堵程度，公式(2)定義加權乘客概率^，
jPxC如果 C>0 尸,0 否則 WP是公式(1)中計算所得乘客概率，C是路鏈的擁堵系數，反映了路鏈的擁堵 程度，取值范圍為(0， l]，如果路鏈的擁堵程序是由路鏈的平均速度表
示的，用公式(3)定義路鏈的擁堵系數C
^ 「r/s 如果 osv^s
t 1如果r 〉 s v是路鏈的平均速度，s是路鏈的限速或者是根據經驗制定的一個小于
道路限速的值。如果路鏈的擁堵程度是由路鏈的平均旅行時間表示，則首
先根據路鏈的長度換算得到的路鏈的平均速度，再由公式(3)計算擁堵系 數。生成的統計信息中的"誤差"反映了乘客概率的可信度，可以是乘客 概率的標準方差或平均差等。
統計數據庫350保存統計分析裝置400所生成的統計數據，當中心系 統無法實時獲得路鏈的數據時,將用統計數據庫中的對應數據作為替代。 所謂對應數據在本實施例中是指，在統計數據庫中與當前路鏈編號、天氣 類型、日期類型、時間段都相同的數據。統計數據是離線生成的，需要用 幾個月甚至更長時間積累的歷史數據來生成。各路鏈的統計數據一旦全部 生成后，在具體實施本發明時，如果完全用統計數據替代所有實時數據，理 論上所組成的系統也能夠運行，但準確性會降低。
路徑生成裝置500根據請求預測乘客的出租車所處的位置，計算出出 租車附近的所有可能路徑。圖11示意了其中兩條路徑。其中一條路徑包 含路鏈578231、 578232、 578233;另外一條路徑包含路鏈578231、 578236、 578237、 578238。因為路鏈是有方向性的，所以路徑生裝置500在計算路 徑時不僅考慮出租車的地點，還要考慮所處的路鏈的方向，以及能否調頭 行駛。路徑生成裝置500計算路徑時并不指定固定的目的地,而是計算出 所有滿足計算條件的走得通的路徑。所謂計算條件可以是(1)距離,如2 公里范圍內，這樣路徑生成裝置500就只在以出租車為中心2公里范圍內 的地圖上計算路徑。計算條件可以是(2)旅行時間，如兩分鐘，即裝置500 只計算2分鐘路程內的路徑。以時間作為計算條件，需要知道路鏈的擁堵 程度。計算條件也可以是(3)路鏈數目，例如每條路徑所包含的路鏈數 不得超過3條。無論采用何種計算條件，其目的是只計算出租車附近的路 徑，因為出租車如果不能在短時間內趕到，等車乘客的情況可能就發生了 很大變化，導致提供給司機錯誤的信息。所以遠處的乘客信息對司機來說 意義不大。出租車停在原地等待也作為一種路徑被考慮。
如圖12所示的路鏈表給出了路徑生成裝置500計算所得路徑包含的路 鏈信息格式。圖12中路徑1包含3條路鏈。路鏈序列號是指路鏈在路徑中排列順序，路徑1以路鏈578231開始，以路鏈578233結束。路鏈的加 權乘客概率的計算過程同公式(1)和公式(2)的計算過程相同，不過路徑生 成裝置500根據預測計算裝置210實時預測的道路數據300中的出租車和 乘客信息進行路鏈生成。
如果無法預測計算得到某條路鏈的乘客概率，這種情況往往因為某條 路鏈上很長時間沒有出租車通過而導致沒有采集到出租車的運營數據，那 么可以采用統計分析裝置400生成的統計數據作為預測數據的替代值,計 算加權乘客概率。因為出租車數量有限，實際中并不能保證同一時段每條 路鏈上都有出租車，不能保證同一時段每條路鏈都能采集到出租車的運營 數據，所以將統計數據做為補充，能夠提高數據的覆蓋率。
路徑參數計算裝置600計算路徑生成裝置500所生成的所有路徑的 參數，最重要參數的就是基于路徑的乘客概率，即出租車沿著每條路徑行 駛，搜索到的乘客的概率。然后將乘客概率最高的路徑信息通過中心通信 裝置170發送給出租車。圖13是路徑參數計算裝置所生成的路徑參數表。 圖13中的路徑長度是路徑中所有路鏈長度的總和。有效比率由公式(4)定 義<formula>formula see original document page 16</formula>
RL是路徑的長度，LL由生成路徑時所使用的計算條件所定義，如果路徑生 成時所使用的計算條件是2公里，即只計算2公里范圍內的路徑，那么LL 就等于2公里。如果計算條件是2分鐘，即只計算120秒行程范圍內的路 徑，那么LL就等于120秒，RL此時是路徑的總旅行時間。 路徑乘客概率的計算公式可以采用公式(5)，
<formula>formula see original document page 16</formula>i^是藤徑乘客概率，Pw是路徑中路鏈的乘客概率，RR是路鏈長度比例，
即每個路鏈的長度在所屬路徑的總長度中所占的比例。i=l， 2，， n是路鏈
在路徑中的序列號。公式(5)利用路徑所含的路鏈的乘客概率來計算整個
路徑的乘客概率。
路徑生成裝置生成的路徑的長度可能大于計算條件所規定的距離，也 可能短于計算條件所規定的距離。例如計算條件所規定的距離為2公里， 如果路徑中最后一條路鏈的起點在2公里內，但終點在2公里外,那么整個路徑的長度就超過了 2公里。另外如果實際路徑的起點位于路鏈的中間位 置，而路徑長度的計算是將路鏈長度相加，這也可能導致路徑長度大于2 公里。路徑長度不一致的情況下，基于路徑的乘客概率需要統一到同一的
計算條件上來。這樣得到的乘客概率才是有可比性的。公式(6)用公式(4) 計算所得的有效比率將各路徑的乘客概率統一到相同計算條件上，公式(6) 計算后的結果就是各條路徑在計算條件所規定的距離上的乘客概率，即路 徑的有效乘客概率。，如果路徑的擁堵程序是由路徑的平均速度 表示的，用公式(9)定義路鏈的擁堵系數C
^ 化/S如果OSVSS m、 丄1 如果 r >s
v是路徑的平均速度，s是路徑的限速或者是根據經驗制定的一個小于限速
的值。如果路徑的擁堵程度是由路徑的平均旅行時間表示，則首先根據路
徑的長度換算得到的路徑的平均速度，再由公式(9)計算擁堵系數。最后 根據公式(6)計算路徑的有效乘客概率。
本發明所述的路徑生成裝置是根據地圖生成路徑的，如果出租車位于新 修的小路上或生活小區內，地圖還沒來得及更新，那么路徑生成裝置可能 無法生成有效路徑。 一種解決方法是，計算離出租車當前位置最近的路鏈， 假設該路鏈為出租車當前所在路鏈，生成路徑，然后計算路徑的乘客概率。 另一個方法是將出租車附近的路鏈的乘客概率或乘客數量信息直接發送 給出租車，讓出租車司機自己選擇行駛的路線。如圖17所示，可以用數 字標出圖中各路鏈的乘客概率或乘客數量，也可以用路鏈線條的粗細或顏 色來示意各路鏈的乘客概率或乘客數量的大小。如果前述車載系統的能夠顯示圖像，就將如圖17所示的信息發送給車載系統，如果前述車載系統 的信息顯示系統只能顯示文字，就可以用路名加乘客概率或乘客數量的形 式，將出租車附近道路上的乘客信息發送給出租車。
本發明的中心系統在接收到車載系統的服務請求時，根據車輛的當前位 置自動計算當前時段以出租車當前位置為出發點，最優的搜索乘客的路 徑。車載系統的服務請求可以自動發出，也可以手動控制。自動發出可以 通過與出租車上的計價器聯動來實時，每當計價器結算時，車載系統就認 為當前乘客下車了，需要計算搜索下一乘客的路徑，車載系統自動向中心 系統發出請求。當空駛了一段距離后，如果計價器仍未開始計價，就認為 未搜索到乘客，車載系統又會自動再次向中心系統發出服務請求。出租車 的司機也可通過手動的裝置禁止車載系統自動向中心系統發送請求，即只 能手動發送請求。如果車載系統本身含有路徑生成裝置和路徑參數計算裝 置，那么路徑的計算在車載系統中完成，這也可以分為自動模式和手動模 式兩種模式，但無論哪種模式，只要車載系統開始計算路徑，那么車載系 統都會自動向中心系統請求路徑計算所需參數。
本發明所述系統是幫助出租車司機，沿著最優的路徑盡快搜索到乘客的 系統。出租車本身既是所述系統的一部分，用于采集出租車的運營數據， 又是所述系統服務的對象。當出租車發送服務請求時，同時會將自己的
位置發送給系統。系統首先將出租車的位置匹配到最近的路鏈上；然后計
算出在出租車周圍一定范圍內的所有可行的路徑，以及沿著每條路徑搜索
到乘客的概率，包括出租車在原地等待時等到乘客的概率。如圖18所示。 圖18中黑點代表出租車位置，(a)給出了出租車在原地等到乘客的概率， 圖18(b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)為1公里路程內各條路徑的乘客概率。其中 路徑(e)搜索到乘客的概率最高。系統將路徑(e)的信息發送給出租車。出 租車上的信息顯示裝置以圖像或文本的形式將路徑(e)提供給司機。司機 按照路徑(e)行駛。系統也可以將(a) (h)的多條路徑發送給出租車的信 息顯示裝置，那么出租車的信息顯示裝置按乘客概率高低將所有路徑排序 后，首先顯示乘客概率最高的路徑(e)。如果司機不愿意走路徑(e)或者路 徑(e)因交通管制暫時不通，還可以手動讓信息顯示裝置顯示乘客概率第 二高的路徑(f)。以此類推，司機可以手動選擇任意一條路徑。如果出租車沿著所選定的路徑行駛，并行駛完預先設定的距離或時間，如1公里或 l分鐘，還沒有搜索到乘客，那么車載系統就會自動向位于中心的或者車 載的路徑生成裝置發送請求，請求再次計算搜索乘客的最優路徑。直到出 租車搜索到乘客或司機手動禁止系統向其提供服務。
圖15b示出了根據本發明第二實施例的用于搜索乘客的方法的流程
圖。下面將對結合圖15a對該方法進行簡要描述。在S1501，車輛狀態檢 測裝置121和GPS設備120采集出租車運營信息，并通過車載通信裝置170 發送到中心通信裝置190。在S1502，實時數據處理裝置200組合通過中 心通信裝置190接收的采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運 營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的 出租車運營信息。之后，在S1503，預測處理裝置210預測每條路鏈上的 道路數據。在S1504，路鏈參數生成裝置700利用預測的每條路鏈上的道 路數據和實時外部環境數據庫370生成包括加權乘客概率的路鏈參數。在 S1505，路鏈參數生成裝置700將路鏈參數發送到車載系統1。在S1506， 路徑生成裝置500根據請求搜索乘客的出租車所處的位置，計算出該出租 車附近的所有可能路徑。之后，在S1507，路徑參數計算裝置根據計算的 所有可能路徑利用路鏈參數計算所有可能路徑的路徑參數(包括乘客概 率)，并選擇包括了最高乘客概率的路徑參數作為搜索的乘客信息。從而 出租車可以根據實時獲取的乘客信息而在附近的路徑上搜索乘客。
雖然本發明示出的系統用于搜索乘客信息，但是很明顯地，本發明的 系統還可以應用于其它領域，例如搜索路況信息等等。
盡管已經參照具體實施例，對本發明迸行了描述，但本發明不應當由 這些實施例來限定，而應當僅由所附權利要求來限定。應當清楚，在不偏 離本發明的范圍和精神的前提下，本領域普通技術人員可以對實施例進行 改變或修改。
權利要求
1.一種為出租車預測乘客信息的系統，包括接收裝置，用于接收由多個出租車采集的出租車運營信息；實時數據處理裝置，用于組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理裝置，用于根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信息；發送裝置，用于發送預測的乘客信息。
2. 如權利要求1所述的系統，其中預測處理裝置利用擬合直線法， 加權擬合直線法和二次曲線趨勢外推法之一進行預測。
3. 如權利要求l所述的系統，其中還包括-路徑生成裝置，用于根據請求預測乘客信息的出租車所處的位置，計 算出出租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算裝置，用于利用預測的每條路鏈上的乘客信息根據生成 的所有可能路徑計算所有可能路徑的乘客概率，并選擇乘客概率最高的路 徑作為路徑參數。
4. 如權利要求3所述的系統，其中路徑生成裝置根據預定條件來計 算出出租車附近的所有可能路徑。
5. 如權利要求4所述的系統，其中預定條件包括距離，旅行時間， 路鏈數目之一。
6. 如權利要求3 — 5之一所述的系統，其中路徑參數計算裝置根據預 測的每條路鏈上的乘客信息求出每條路鏈上的乘客概率，依據路徑擁堵狀 態對每條路鏈上的乘客概率進行加權并基于加權的每條路鏈的乘客概率 和每條路鏈與該路鏈所屬路徑的長度比例求出所屬路徑的乘客概率。
7. 如權利要求6所述的系統，其中路徑參數計算裝置基于設定條件 與實際條件的有效比率和所屬路徑的乘客概率計算每條路徑的有效乘客 概率。
8. 如權利要求3所述的系統，其中路徑參數計算裝置根據預測的每條路鏈上的乘客信息將每條路徑的乘客流量與空車流量比作為路徑的乘 客概率，依據路徑擁堵狀態對每條路徑的乘客概率進行加權并根據設定條 件與實際條件的有效比率計算每條路徑的有效乘客概率。
9. 如權利要求l所述的系統，其中還包括歷史數據庫，用于存儲實時數據處理裝置生成的出租車運營信息；統計分析裝置，用于基于日期、時間、天氣中的至少之一根據歷史數 據庫存儲的出租車運營信息生成包括路鏈的乘客概率的每條路鏈的統計 信息。
10. —種為出租車預測乘客信息的方法，包括 接收步驟，接收由多個出租車釆集的出租車運營信息；實時數據處理步驟，組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出 租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理步驟，根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘 客信息；發送步驟，發送預測的乘客信息。
11. 如權利要求10所述的方法，其中所述預測處理裝置利用擬合直 線法，加權擬合直線法和二次曲線趨勢外推法之一進行預測。
12. 如權利要求IO所述的方法，其中還包括路徑生成步驟，根據請求預測乘客信息的出租車所處的位置，計算出 出租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算步驟，利用預測的每條路鏈上的乘客信息根據生成的所 有可能路徑計算所有可能路徑的乘客概率，并選擇乘客概率最高的路徑作 為路徑參數。
13. 如權利要求12所述的方法，其中路徑生成步驟根據預定條件來 計算出出租車附近的所有可能路徑。
14. 如權利要求13所述的方法，其中預定條件包括距離，旅行時間， 路鏈數目之一。
15. 如權利要求12—14之一所述的方法，其中路徑參數計算步驟根 據預測的每條路鏈上的乘客信息求出每條路鏈上的乘客概率，對每條路鏈上的乘客概率進行加權并基于加權的每條路鏈的乘客概率和每條路鏈與 該路鏈所屬路徑的長度比例求出所屬路徑的乘客概率。
16. 如權利要求15所述的方法，其中路徑參數計算步驟基于設定條 件與實際條件的有效比率和所屬路徑的乘客概率計算每條路徑的有效乘 客概率。
17. 如權利要求IO所述的方法，其中還包括統計分析步驟，基于日期、時間、天氣中的至少之一根據歷史數據庫 存儲的出租車運營信息生成包括路鏈的乘客概率的每條路鏈的統計信息。
18. 如權利要求12所述的方法，其中路徑參數計算步驟根據預測的每條路鏈上的乘客信息將每條路徑的乘客流量與空車流量比作為路徑的 乘客概率依據路徑擁堵狀態對每條路徑的乘客概率進行加權并根據設定條件與實際條件的有效比率計算每條路徑的有效乘客概率是否需要分出 一個從屬。
19. 一種為出租車搜索乘客信息的系統，包括安裝在多個出租車上的車載系統，每一個車載系統包括出租車運營信息采集裝置，用于采集出租車運營信息； 道路搜索請求裝置，用于向中心系統請求乘客信息； 車載通信裝置，用于向中心系統發送采集的出租車運營信息； 中心系統，包括中心通信裝置，用于接收由多個出租車采集的出租車運營信息； 實時數據處理裝置，用于組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理裝置，用于根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信息；路鏈參數生成裝置，用于利用預測的每條路鏈上的乘客信息生成包括 加權乘客概率的路鏈參數； 其中車載系統還包括路徑生成裝置，用于根據請求搜索乘客的出租車所處的位置，計算出該出租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算裝置，用于根據計算的所有可能路徑利用路鏈參數計算 所有可能路徑的乘客概率，并選擇乘客概率最高的路徑作為搜索的乘客信 息。
20. 如權利要求19所述的系統，其中預測處理裝置利用擬合直線法，加權擬合直線法和二次曲線趨勢外推 法之一進行預測。
21. 如權利要求20所述的系統，其中路徑生成裝置根據預定條件來 計算出出租車附近的所有可能路徑。
22. 如權利要求20所述的系統，其中中心系統還包括 歷史數據庫，用于存儲實時數據處理裝置生成的出租車運營信息； 統計分析裝置，用于基于日期、時間、天氣中的至少之一根據歷史數據庫存儲的出租車運營信息生成包括路鏈的乘客概率的每條路鏈的統計"f曰息。
23. —種中心系統為出租車搜索乘客的方法，包括； 發送步驟，向中心系統發送采集的出租車運營信息； 接收步驟，接收由多個出租車采集的出租車運營信息； 實時數據處理步驟，組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路 鏈上的出租車運營信息；預測處理步驟，根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘 客信息；路鏈參數生成步驟，利用預測的每條路鏈上的乘客信息生成包括加權 乘客概率的路鏈參數；路徑生成步驟，根據請求搜索乘客的出租車所處的位置，計算出該出 租車附近的所有可能路徑；路徑參數計算步驟，根據計算的所有可能路徑利用路鏈參數計算所有 可能路徑的乘客概率，并選擇乘客概率最高的路徑作為搜索的乘客信息。
24. 如權利要求23所述的方法，其中預測處理步驟利用擬合直線法，加權擬合直線法和二次曲線趨勢外推 法之一進行預測。
25. 如權利要求24所述的方法，其中路徑生成步驟根據預定條件來 計算出出租車附近的所有可能路徑。
26. 如權利要求24所述的方法，其中還包括 統計分析步驟，基于日期、時間、天氣中的至少之一根據歷史數據庫 存儲的出租車運營信息生成包括路鏈的乘客概率的每條路鏈的統計信息。
全文摘要
本發明涉及一種為出租車預測乘客信息的系統，包括接收裝置，用于接收由多個出租車采集的出租車運營信息；實時數據處理裝置，用于組合采集的多條出租車運營信息并基于組合的出租車運營信息實時計算與出租車運營信息相關的道路上所包括的每條路鏈上的出租車運營信息；預測處理裝置，用于根據計算出的出租車運營信息，預測每條路鏈上的乘客信息；發送裝置，用于發送預測的乘客信息，以及一種為出租車預測乘客信息的方法。以及一種為出租車搜索乘客信息的系統及其方法。從而本發明用過去和當前收集的出租車運營信息預測每條道路的乘客概率，考慮道路的方向性和實時交通信息，能夠更加準確的提供搜索乘客的路徑。
文檔編號G08G1/00GK101620781SQ200810127430
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者伏木匠, 勃 劉, 吉內英也, 王文佳, 谷越浩一郎 申請人:株式會社查納位資訊情報