用于監(jiān)視并控制車輛路線以優(yōu)化使用其負載容量的方法
【專利說明】用于監(jiān)視并控制車輛路線以優(yōu)化使用其負載容量的方法 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明旨在通過控制實體監(jiān)視并控制車輛的行程的方法來提高輸送效率，獲得更 高的車輛負載容量的占用率，因此本發(fā)明符合歐洲專利分類號的G08G1部分。
【背景技術】
[0002] 在21世紀，人們期望更有效率地使用車輛，能夠利用到那些已為我們所用的一系 列技術進步（例如全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)、道路導航和引導協(xié)助、處理能力幾乎等同于個人計 算機的智能電話以及幾乎覆蓋全球的手機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡）的全部潛能。
[0003] 截至今時今日，雖然通過對容量使用的共享建立了優(yōu)化使用常用車輛的容量的方 法，但是仍未開發(fā)出一種利用所有這些技術并以更加合理的輸送方式來協(xié)調(diào)市民和企業(yè)的 方法。
[0004] 作為輸送的備用選擇，除了利用自身方式出行之外，還有出租汽車和遵循特定的 預設路線的公共交通手段。關于私家車的分享，自很久以前起，當一些人達成協(xié)議來利用他 們中一人的車輛一起出行或運輸特定的貨物時，偶爾會共享私家車。為此，通常這些人之前 就彼此見過，并且在出發(fā)之前就交流過彼此的意圖。乘客會采用的另一種方法是自主地停 在路邊，希望被駛向相同方向的車輛接起。
[0005] 近年來，已開發(fā)出一些系統(tǒng)來集中監(jiān)視屬于某些運輸公司的車隊的車輛的位置， 以及用于尋找?guī)讉€想加入共享車輛中的人（未來必須在相同的起點和目的點之間移動的 一些人）的其他系統(tǒng)。
[0006] 30多年來，已有一些相關的專利被授權，例如US4360875或更新的US 2011231354。然而，迄今為止尚未實現(xiàn)一種能夠真正通過人們共享車輛的空閑負載容量來 提高輸送效率的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]需要解決的問題是車輛出行時通常未充分利用其負載輸送容量。例如，即使許多 私家車具有能承載除司機以外的特定數(shù)量的乘客的空座位，許多私家車也只會在其行程的 絕大部分都只承載一個人。這帶來了過量的流動車輛并引起了交通問題、能量消耗、污染 等。
[0008] 本發(fā)明通過占用車輛沿著其行程所具有的不同空閑負載容量，來試圖解決上述問 題；并通過用于實時監(jiān)視和控制車輛的行程、用于管理向車輛行程分配輸送請求（即使沒 有必要具有相同的原點和目的點）的方法來解決問題；并將這樣一個復雜的問題分解成多 個技術問題，將它們的解決方案整合在同一個方法中。
[0009] 在空中對車輛的占用進行管理，以及由于僅有部分符合的路徑，而增加了其自身 的技術難度。概括地說，本方法提出的挑戰(zhàn)以及本發(fā)明的解決方式為：
[0010] 1.預測并控制車輛的將來位置。
[0011] 本方法本身并不滿足對路徑的原點和目的點的考慮，但是實體會沿著整個行程監(jiān) 視車輛的位置及車輛輸送的負載，并且甚至會提前預測車輛在某個時刻的將來位置。實體 還會管理車輛的行程，在方便時改變車輛的計劃路線。
[0012] 2.優(yōu)化處理資源的使用和與車輛通信的效率。
[0013] 本方法通過增加新的特征和利用比現(xiàn)有技術中使用的（車載設備和控制車輛行 程的實體之間的）通信協(xié)議更有效率的通信協(xié)議，來在車載設備與控制車輛行程的實體之 間進行更佳的功能分配。在這層意義上，設備不會傳送關于其位置的原始信息和常規(guī)信息， 或者不會僅報告其瞬時方向和瞬時速度，然而設備自身會在本地細化此信息以過濾掉在車 輛沿途行駛過程中產(chǎn)生的許多非常規(guī)信息，檢測軌跡變化并僅向控制實體傳送那些真正相 關的軌跡變化。
[0014] 3.對操作進行調(diào)整。
[0015] 本發(fā)明定義了多個具體參數(shù)并設置了用于調(diào)節(jié)這些參數(shù)的值的方法，以使本方法 的執(zhí)行能以最方便的方式適應由于路線的地理特征而引起的不同的行程情況、變化的交通 路況或用戶的需求，從而在所有情況下均能保持結果的有效性。
[0016] 4.監(jiān)視各個車輛輸送請求的路徑長度，以及每個請求與其他請求共享車輛的方 式。
[0017] 本方法會自動記錄在行程的每個時刻共享同一輛車的請求的負載及其路徑長度， 計算各個請求從共享車輛中獲得的利益，從而為允許自動平等地分配輸送成本奠定了基 礎。
[0018] 本發(fā)明通過以下方式解決此系列技術挑戰(zhàn)：監(jiān)視并控制某些基本物理量（例如重 量、體積、時間或地理位置），細化基于這些物理量推導的其他參量（例如位置之間的距離、 位移方向和速度，或跟隨車輛的軌跡），構建用于設定由本發(fā)明定義的控制參數(shù)集的值的方 式，最后通過將這些解決方案整合到工業(yè)上可應用的方法的多個步驟中。
[0019] 以下討論了本發(fā)明的優(yōu)點和好處：
[0020] 本方法針對具體的技術問題的每個方面都為其自身的優(yōu)點做出了貢獻，然而本發(fā) 明作為整體卻顯現(xiàn)出某些影響力驚人的普遍性利益。
[0021] 由本方法的不同具體方面提供的優(yōu)點是：
[0022] 用于在車輛朝向其預設的目的地行駛時組織共享使用該車輛的主要方法，允許車 輛在鄰近其路線的任意位置接起和送達負載，這大大增加了找到合適的車輛輸送請求的機 率。
[0023] 在車輛行駛期間實時監(jiān)視車輛的位置、尋找準備好立即出發(fā)的請求，避免了臨時 協(xié)調(diào)行程的需求（這與需要在開始之前就預留負載容量并計劃完整的行程的方法相反）。
[0024] 在整個行程期間預測車輛在不久的將來所處的位置并在空中改變車輛路線的做 法允許及時地組織輸送請求以能夠派車輛接起負載，這僅會引起路線長度的最小增量，而 不會迫使路線長度偏移太多，也不用原路返回。
[0025] 本方法的自動重復性允許每輛車輸送盡可能多的請求，并能夠沿著其整個行程最 大化地占用車輛的負荷容量。
[0026] 車輛的設備向控制實體提供了關于其位移的詳細且可靠的信息，其過濾掉了通常 由車輛承受的行駛速度和方向的持續(xù)波動所帶來的噪音和失真。
[0027] 根據(jù)已建立的平均時間，為車輛的設備提供具有合適長度的循環(huán)寄存器，以及定 時地將由車輛的定位系統(tǒng)指示的車輛連續(xù)位置存儲在循環(huán)寄存器中，使得省去了對每個存 儲的位置標注日期的必要，也沒有必要為了計算車輛平均位移而細化定時信息。本方法使 用設備中更少的處理資源，這是因為這足以管理用于標示寄存器中存有最舊位置的單元的 指針。
[0028] 車輛的設備本地監(jiān)視其自身的軌跡變化，而不需要周期性地將車輛的位置傳送給 控制實體，僅在出現(xiàn)具有足夠相關性的軌跡變化時才進行傳送。這樣，實體可免于多次打 擾，并且可擺脫監(jiān)視多輛車的軌跡變化的任務；并且可增加來自每個車輛的位移更新消息 之間的時間間隔（否則，必須定期或者更頻繁地向控制實體發(fā)布位移更新消息，以連續(xù)反 饋總在變化的車輛位置）。因此，雖然未被告知軌跡變化，但是實體可相信基于其接收到的 最新軌跡信息來評價車輛的位置是正確的。
[0029] 這樣還可以減少信息量及車輛的設備的發(fā)射頻率，從而能在維持位置的準確性的 同時以更低的經(jīng)濟成本實現(xiàn)更高效的通信；這意味著：既通過實體又通過車輛的設備來優(yōu) 化使用處理方式和通信方式。針對通信資源和處理資源的節(jié)省，可實現(xiàn)由單一的控制實體 同時控制的車輛和請求的數(shù)量的增加，也可減少由車輛上的設備消耗的功率，從而增加了 通常存儲在電池中的儲存能量的持續(xù)時間。
[0030] 由控制實體遠程設置一系列參數(shù)值（其定義是本發(fā)明的一部分）的做法允許對車 輛的設備的如何操作進行管理：如何細化關于車輛位移的信息以及關于過濾掉其非常規(guī)項 的信息，如何完成對車輛軌跡的顯著變化的檢測，以及如何實現(xiàn)車輛發(fā)送給控制實體的消 息之間的間隔。這使得在維持車輛的位置預測值的準確性的同時，優(yōu)化了從車輛到實體的 通信的節(jié)奏。由這個實時調(diào)整的方法提供的靈活性允許實體讓每個車輛的設備適應：變化 的行程情況，例如車輛行駛的道路類型（對行駛在城市行程中的都市街道的車輛的位置進 行預測是非常困難的，在這里車輛可能經(jīng)受從暢通無阻地段的直路駕駛到交叉口或環(huán)島處 的頻繁轉向）；交通流的密度或其他特性（由于道路擁堵，車輛可能經(jīng)受在交通燈處的多次 停車）等。
[0031] 構建針對請求的送達偏差，以及車輛的路線長度的增量限度、花費在行程上的時 間限度和/或最終到達期限；再加上，由實體使用此信息來細化用于管理向車輛行程分配 請求的其他參數(shù)，以及由實體監(jiān)視在輸送請求過程中是否超過這些限度，以上這些都會導 致最高率地占用空閑車輛負載容量，并且在指定條件下發(fā)生車輛共享。
[0032] 采集由車輛的設備提供的關于車輛的位移的信息，使得實體在無需在城市中安裝 數(shù)以千計的昂貴的專用傳感器的情況下就能構建出交通模型。這樣，實體能夠：調(diào)整其對車 輛的將來位移的預測，檢測關于常見交通的具體事件，做出將負載分配給每個車輛的正確 決策，并使車輛為避免與流動點發(fā)生沖突而及時轉向。這樣，可實現(xiàn)更高的輸送效率。
[0033] 自動將車輛行程劃分為多個連續(xù)的、被相同的各請求所共享的分支的做法，以及 說明各個分支的長度（其通過車輛當前承載的負載進行加權）的做法，均用于記錄車輛的 共享，并能夠計算各個被輸送的請求從中獲取的利益。
[0034] 總的優(yōu)點是：
[0035] 方便了共享車輛的同時，本發(fā)明提高了輸送的效率并降低了流動車輛的數(shù)目。這 實現(xiàn)了 ：節(jié)約了費用（在多個請求之間分擔單個車輛的輸送成本）；從整體上減少了輸送過 程中消耗的能量；減少了由燃燒的殘留物或碳氫化合物的殘留物引起的城市