UN MÉTODO PARA MEDIR LA CARGA DE TRÁFICO EN CARRETERA SOBRE LA BASE DEL ANÁLISIS DE COMUNICACIONES CELULARES.

Un método para correlacionar un vehículo con la carretera por la que transita por medio de la determinación de la localización de los acontecimientos de la red celular basado en la comunicación celular dentro de una red celular,

dicho método comprende las etapas de: Recopilación de secuencias de acontecimientos de la red celular relacionados con al menos una unidad móvil, tales como acontecimientos de procesamiento de llamadas o acontecimientos relacionados con la localización, junto con la localización de la unidad móvil cuando cada uno de los acontecimientos de la red celular se produce, donde la secuencia de los acontecimientos de la red celular junto con las localizaciones, o los datos procesados sobre la base de ellas, se almacenan en una base de datos adquirida como referencias de localización, y La realización del análisis de una nueva secuencia de acontecimientos de la red celular, generados a partir de la comunicación con otra unidad móvil que no contiene referencias de localización, junto con la base de datos adquirida para correlacionar la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular con una sección específica de la ruta; Se caracteriza por Determinar la localización de un acontecimiento dé la red celular en la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular, mediante el uso de las referencias de localización dé las secuencias de los acontecimientos de la red celular en la base de datos adquirida, que sé ajustan a la misma sección específica de la ruta como la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IL2003/000565.

Solicitante: KAPLAN, YOSSI
AVNI, OFER
.

Nacionalidad solicitante: Israel.

Dirección: 44 HAONIA 75438 RISHON LEZION ISRAEL.

Inventor/es: AVNI, OFER, Kaplan,Yossi.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 9 de Julio de 2003.

Clasificación PCT:

  • G08G1/01 SECCION G — FISICA.G08 SEÑALIZACION.G08G SISTEMAS DE CONTROL DE TRAFICO (control de tráfico ferroviario, seguridad del tráfico ferroviario B61L; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para el control del tráfico G01S 13/91, G01S 15/88, G01S 17/88; sistemas de radar o sistemas análogos, sistemas sonar o sistemas lidar especialmente adaptados para anticolisión G01S 13/93, G01S 15/93, G01S 17/93; control de posición, rumbo, altitud o actitud de vehículos terrestres, de agua, el aire o el espacio, no es específico para un entorno de tráfico G05D 1/00). › G08G 1/00 Sistemas de control del tráfico para vehículos en carretera (disposición de las señales de tráfico o las señales de carretera E01F 9/00). › Detección del movimiento del tráfico para el cómputo o el control (G08G 1/07 - G08G 1/14  tiene prioridad; tarificación vial o tarifa por congestión de vehículos o usuarios de vehículos G07B 15/06).

Clasificación antigua:

  • H04Q7/20

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2375052_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Un método para medir la carga de tráfico en carretera sobre la base del análisis de comunicaciones celulares.

Campo

En general, la presente invención hace referencia a la monitorización de la carga de tráfico, y en particular, a la extracción de datos de velocidad e incidentes a partir del sistema de telefonía celular.

Antecedentes

Kennedy (patente de EE. UU. 5.657.487) enseña el uso de los traspasos para determinar la velocidad de los vehículos y el número de vehículos que circulan en una ruta determinada. Kennedy no proporciona una solución al problema muy frecuente en las áreas metropolitanas de los mismos traspasos en relación con varias rutas diferentes. Esta invención también revela una implementación muy costosa que requiere receptores de RF distribuidos por el área de cobertura.

Kaplan et al (WO 02/03350 A1) revela un método de bajo costo y totalmente pasivo (la monitorización de la red celular sin necesidad de enviar ningún mensaje) para extraer información sobre el tráfico de cualquier red de telefonía celular en todas las etapas de carga posible, con elementos de hardware mínimos y, por lo tanto, con costos de sistema mínimos.

En concreto, éste enseña una diferenciación inicial y un método de selección para asignar secuencias de traspasos a una ruta específica. Este método funciona perfectamente cuando hay sólo una carretera dentro de un área de cobertura de varias celdas. Sin embargo, Kaplan et al no provee una solución completa para las secuencias de traspasos de la vida real recibidas en las zonas urbanas. Si un vehículo transita varias veces por la misma ruta, rara vez generará exactamente la misma secuencia de traspaso; además, la similitud de las secuencias de traspasos obtenidas por transitar por diferentes rutas puede ser significativa.

Además, Aaltonen y otros (Patente Internacional Núm. WO 02/43026 A1) revelan una red celular en la que un analizador es capaz de controlar el tráfico en rutas dentro de una estructura de transporte como, por ejemplo, en una red de carreteras. El analizador emplea los datos derivados de una base de datos del abonado de la red, conjuntamente con la información sobre la cobertura de la red en relación con estas rutas, con el fin de poder determinar ciertos parámetros como, por ejemplo, la velocidad media de los vehículos que circulan a lo largo de la red de carreteras.

La presente invención extiende el trabajo realizado por Kaplan et al y enseña métodos detallados que correlacionan de manera eficiente y precisa las cadenas de traspasos a una ruta específica, y evita correlaciones ambiguas. Además, la presente invención enseña un método para determinar la exactitud de la localización del traspaso para los traspasos dentro de estas cadenas.

Estos dos pasos generan una base de datos de referencia que sirve como principio fundamental para localizar la ruta por la que circulan los vehículos y su velocidad.

Además la presente invención revela un método para correlacionar las llamadas celulares de los vehículos en la etapa operativa con la base de datos de referencia, y extraer los datos de velocidad y los informes de incidentes en tiempo real.

La presente invención queda definida en la reivindicación 1). Unas formas particulares para la realización de la misma pueden ser apreciadas en las reivindicaciones secundarias.

Resumen de la invención

La presente invención describe un método para medir la velocidad del tráfico y el tiempo de traslación, así como para proporcionar alertas de incidentes, basadas en la monitorización y el análisis de las comunicaciones celulares. La localización precisa de la unidad móvil se deriva de los datos de las comunicaciones celulares en posiciones y tiempos específicos. Estos datos se analizan para obtener la ruta por la que circula el vehículo y la velocidad. Los datos se recolectan y analizan para todas las rutas de forma continua, por lo que se obtiene la carga y la velocidad de tráfico en tiempo real, así como alertas de incidentes en tiempo real.

Descripción breve de los esquemas

• La figura 1 muestra el proceso de asignación de conjuntos de cadena únicos a rutas específicas y el filtrado de las cadenas ambiguas. Las figuras 1-A y 1-B muestran las secuencias de celdas de las calles 1 y 2 respectivamente. Esto se realiza a partir de los criterios descritos a continuación: al corresponder 3 de las 4 celdas y requerir al menos 3 recorridos en un conjunto, 3 conjuntos de cadena se encontraron en las calles 1 y 2, como se observa en la figura 1-C, Los conjuntos de cadena 1 y 3 son únicos, mientras que el conjuntó de cadena 2 se elimina por el filtro de ambigüedad (3 de las 4 correspondencias para calles distintas), por lo que sólo dos conjuntos de cadena existen en la lista de conjuntos de cadena única, como se observa en la figura 1-D.

• La figura 2 muestra la definición de la precisión del traspaso. En la figura 2-A el traspaso a lo largo de la ruta (celdas A y B) se produce cuando el edificio bloquea la señal de RF de la celda A, por lo que la intensidad de la señal se debilita rápidamente; por lo tanto, el traspaso de A a B será preciso (posee repetibilidad de localización alta). En la figura 2-B, el traspaso a lo largo de la ruta (C y D) se produce cuando no hay elementos de bloqueo, por lo que la señal de C se debilita lentamente y el error de localización de traspaso es mucho mayor que el del 1er traspaso. La precisión de localización de traspaso se puede adquirir a partir de los datos de intensidad de la señal o de la distribución de localizaciones de traspaso para recorridos diferentes (marcados con estrellas en el dibujo).

• La Figura 3 muestra cómo las localizaciones de traspasos se extraen de los datos del recorrido operativo, incluidos solamente los datos del tiempo y la identificación de la celda. Las cadenas de celdas adquiridas de la calle 1 se observan en la figura 3-A. La figura 3-B muestra los datos del recorrido operativo. La correspondencia de la cadena inicial que se observa en la figura 3-C localiza la ruta mediante el uso de la correspondencia de 3 de las 4 celdas. Una vez que hemos encontrado la correspondencia, tenemos la certeza de que estamos localizados en la calle 1. Esto nos da los traspasos 2 y 3 de la tabla de traspasos. Luego, buscamos 2 de las 3 correspondencias hacia adelante y hacia atrás, y esta búsqueda añade los traspasos 1 y 4 a la tabla de traspasos, como se observa en la figura 3-D. Ya que sabemos la localización de cada traspaso en las cadenas adquiridas y tenemos el tiempo para cada traspaso de la cadena operativa como se observa en la figura 3-E, podemos extraer la velocidad.

• La figura 4 muestra cómo un incidente que causó el detenimiento o la disminución de velocidad del tráfico se detecta sin ningún tipo de recepción adicional de datos de traspaso. Las cadenas de celdas adquiridas de la calle 2 se observan en la figura 4-A. Los datos del recorrido operativo se observan en la figura 4-B. El último traspaso fue de R a L. Desde entonces, 1 minuto ha transcurrido y no hemos recibido celdas adicionales, ni tampoco un mensaje de "fin de la llamada". En cuanto a la figura 4-C, sabemos que la distancia más larga al traspaso siguiente es de 200 metros, por lo que la velocidad máxima es de 12 Km/h (como se observa en la figura 4-D). Cuando otro minuto transcurre sin recibir ninguna celda nueva, la velocidad máxima disminuye a 6 Km/h (figura 4-D).

• La figura 5-A describe el flujo de traspaso a través de tres secciones de la ruta: A-B, B-C y C-D en horario normal, no pico, cuando la velocidad del tráfico es alrededor de la máxima permitida. La figura 5-B describe la velocidad dentro de las secciones de esta ruta cuando ocurre un incidente (T1-T5), y luego cuando se despeja (T6-T10).

• La Figura 6-A describe el efecto de la precisión de la localización del borde del sector y la cobertura parcial del sector en la determinación de la velocidad. La figura 6-B describe la determinación de la velocidad en el tiempo.

Descripción de la invención Determinación de localizaciones de traspasos e intensidad de la señal a lo largo de las rutas (aprendizaje)

La 1ª etapa del método es la etapa de aprendizaje, que se lleva a cabo antes o en paralelo con la instalación del sistema, como procesamiento fuera de línea. En esta etapa se crea una base de datos, que contiene las secuencias de traspaso (cambio de celda) por ruta y puede también contener referencias de localización para... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para correlacionar un vehículo con la carretera por la que transita por medio de la determinación de la localización de los acontecimientos de la red celular basado en la comunicación celular dentro de una red celular, dicho método comprende las etapas de:

Recopilación de secuencias de acontecimientos de la red celular relacionados con al menos una unidad móvil, tales como acontecimientos de procesamiento de llamadas o acontecimientos relacionados con la localización, junto con la localización de la unidad móvil cuando cada uno de los acontecimientos de la red celular se produce, donde la secuencia de los acontecimientos de la red celular junto con las localizaciones, o los datos procesados sobre la base de ellas, se almacenan en una base de datos adquirida como referencias de localización, y

La realización del análisis de una nueva secuencia de acontecimientos de la red celular, generados a partir de la comunicación con otra unidad móvil que no contiene referencias de localización, junto con la base de datos adquirida para correlacionar la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular con una sección específica de la ruta;

Se caracteriza por

Determinar la localización de un acontecimiento dé la red celular en la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular, mediante el uso de las referencias de localización dé las secuencias de los acontecimientos de la red celular en la base de datos adquirida, que sé ajustan a la misma sección específica de la ruta como la nueva secuencia de acontecimientos de la red celular.

2. Un método según la reivindicación 1), donde la secuencia de acontecimientos de la red celular incluye acontecimientos de traspaso y donde el paso para determinar la localización comprende:

La agrupación de secuencias de traspaso en la base de datos adquirida de acuerdo con una pauta de similitud, para que cada conjunto contenga por lo menos, N secuencias similares, donde N<=M, N=>1, donde M es el número de veces en que una ruta se ha cubierto en el proceso de aprendizaje; y donde N y M pueden variar para las secciones de ruta diferentes; y donde la pauta de similitud comprende el paso de:

Agrupar secuencias de traspaso, donde cada una de las secuencias en un conjunto de L celdas tiene al menos K celdas, donde K<=L que aparecen en el mismo orden que en una secuencia específica, designada como cabecera de conjunto, donde K y L pueden variar para las secciones de ruta diferentes.

3. Un método según la reivindicación 2), donde los conjuntos ambiguos, que son conjuntos en los que al menos una de las secuencias tiene similitud con las secuencias relacionadas con una sección de ruta diferente, se filtran.

4. Un método según la reivindicación 3), donde si por lo menos para una de las secuencias dentro de un primer conjunto se encuentra otra secuencia en un segundo conjunto que incluya al menos J celdas, donde J<=L que aparecen en el mismo orden y la secuencia en el segundo conjunto se relaciona con una sección de ruta diferente de la del primer conjunto, en el que J y L puede variar para secciones de ruta diferentes, ambos conjuntos se filtran.

5. Un método según la reivindicación 3), donde si por lo menos para una de las secuencias dentro de un conjunto se encuentra otra secuencia en los datos en bruto que incluye al menos J celdas, donde J<=L que aparecen en el mismo orden, y esta secuencia se relaciona con una sección de ruta diferente de la del conjunto, en el que J y L puede variar para secciones de ruta diferentes, el conjuntos se filtra.

6. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la recolección de una secuencia de acontecimientos de la red celular además comprende el cálculo de un nivel de precisión de un traspaso de una de las siguientes maneras o combinación de estas:

Utilización de las mediciones de intensidad de señal para detectar disminuciones bruscas en la intensidad de la señal, lo que resulta en un traspaso, y así determinar el nivel de precisión de los traspasos;

Medición de la distribución de la localización de los traspasos entre las mismas celdas para diferentes recorridos por la misma ruta, a fin de determinar el nivel dé precisión del traspaso y la localización media.

7. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis comprende además:

La correspondencia de secuencias de nuevos recorridos con la base de datos adquirida por medio de la búsqueda de una secuencia de J celdas que tenga por lo menos K celdas, donde K<=J que aparecen en el mismo orden, tanto en una secuencia del nuevo recorrido, así como en una secuencia de la base de datos adquirida, en la que J y K pueden variar para secciones de ruta diferentes; y

La asignación de la ruta de la secuencia de la base de datos adquirida a la nueva secuencia que fue correspondida.

8. Un método según la reivindicación 7), donde el paso para la realización del análisis comprende además un procedimiento de correspondencia secundario, el cual comprende:

La correspondencia dé celdas antes y después de la correspondencia detectada por las secuencias de datos en bruto siguientes en la base de datos adquirida hacia atrás y adelante en relación con la secuencia correspondida y en busca de L celdas de un total de M, donde L<=M, donde M es menor que J, y donde L y M puede variar para secciones de ruta diferentes.

9. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis detecta la localización en puntos específicos a lo largo de la ruta por medio de:

La extracción de información del traspaso de una nueva secuencia (localización, tiempo, precisión) desde las secuencias de traspaso en la base de datos adquirida que se corresponde con la nueva secuencia de traspasos, y

El cálculo de la localización y la precisión de traspasos en la nueva secuencia de traspasos, de acuerdo con la información de traspaso extraída de la base de datos adquirida que se relaciona con la misma sección de la ruta y contiene los mismos pares de celdas.

10. Un método según la reivindicación 1), en el cual durante el paso para la realización del análisis, después de que un vehículo en una llamada se correlacione con la carretera por la que transita, se lleva a cabo un análisis más profundo para detectar incidentes de tráfico por medio de:

El cálculo de la velocidad máxima posible, Velocidad máxima <=D/T en la sección actual de la ruta, si la llamada no ha terminado aún y no se ha recibido un nuevo traspaso por un intervalo de tiempo T, donde D es la distancia a la localización más lejana posible de traspaso para una posible celda siguiente; y

La emisión de un posible informe de incidente para la sección de la ruta si la velocidad máxima posible se encuentra por debajo de un umbral de velocidad S.

11. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis se basa solamente en los datos de identificación de la celda.

12. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis se basa en la extracción de mensajes relacionados con el traspaso sólo desde los enlaces de comunicación entre un conmutador y un controlador de estación base de la red celular.

13. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis se basa en la extracción de sólo un porcentaje diferente de las llamadas de diferentes partes del sistema celular.

14. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis comprende además:

La correspondencia de secuencias de traspaso de nuevos recorridos a secuencias de traspaso en la base de datos adquirida; y

El filtrado de nuevas secuencias que fueron correspondidas con secuencias en la base de datos adquirida, y que representan más de una sección de ruta.

15. Un método según la reivindicación 9), donde la información acerca de la localización, el tiempo y el nivel de precisión se utiliza para calcular además la velocidad del tráfico por cada sección de la ruta.

16. Un método según la reivindicación 9), donde la información acerca de la localización, el tiempo y el nivel de precisión se utiliza para detectar además incidentes de tráfico.

17. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis detecta incidentes de tráfico mediante:

La recolección de la información acerca de la densidad y el tiempo de traspaso para cada sección de la ruta; y

La alerta sobre un probable incidente siempre que la densidad de las nuevas secuencias disminuya rápidamente.

18. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis detecta el despeje del incidente mediante:

La recolección de la información acerca de la densidad y el tiempo de traspaso para cada sección de la ruta; y

La notificación del despeje del incidente cuando, después de un incidente, la densidad de las nuevas secuencias se incrementa significativamente.

19. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis detecta la velocidad del tráfico mediante:

La correlación en una etapa de calibración de la velocidad del tráfico de una sección de la ruta con la tasa de traspasos para esta sección de la ruta en el mismo tiempo; y

La medición de la tasa de traspasos de forma continua y la extracción de la velocidad de la sección de la ruta, mediante la comparación con la tasa de traspasos en la etapa de calibración.

20. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis se realiza para las áreas en las que al menos dos carreteras están cubiertas, o al menos parcialmente, por las mismas dos o más celdas.

21. Un método según la reivindicación 1), donde los sensores virtuales detectan la velocidad en ciertas localizaciones específicas a través de las rutas dentro de un área de cobertura y emulan el protocolo de comunicación entre los sensores de carreteras tradicionales y un centro de control en un sistema de control de tráfico híbrido.

22. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis comprende además la actualización continua de la base de datos adquirida mediante:

La estimación de localización de traspasos dentro de las secuencias correspondidas que no aparecen en la base de datos, y

La adición de nuevas secuencias correspondidas a la base de datos adquirida.

23. Un método según la reivindicación 1), donde el paso para la realización del análisis comprende la detección de cambios en el sistema celular y el ajuste de la base de datos adquirida mediante:

La monitorización durante la etapa operativa de la tasa de correspondencia de secuencias o conjuntos para detectar disminuciones en las tasas de correspondencia;

La búsqueda de nuevos conjuntos que fueron rara vez correspondidos o no correspondidos en absoluto, y que aparecen en las mismas localizaciones, de acuerdo con secuencias anteriores o posteriores, y

La comparación de estadísticas del número de correspondencias por conjunto y la búsqueda de nuevos conjuntos para sustituir los conjuntos que rara vez se correspondieron o no se correspondieron en absoluto.


 

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