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基于北斗组合导航的出租车计费系统及其工作方法技术方案

技术编号:22077631 阅读:25 留言:0更新日期:2019-09-12 14:48
本发明专利技术涉及基于北斗组合导航的出租车计费系统及其工作方法,包括车载终端和服务器端;车载终端包括组合导航模块、4G通信模块、显示模块和处理器;服务器端包括主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、路况分析函数模块;为出租车实时提供米级定位精度的位置信息;完成车辆在实际地图上的位置匹配;分析车辆是否处于拥堵区;分析车辆所在当前路况的交通流密度;确定车辆所在区域的道路交通拥堵指数;计算交通拥堵费。本发明专利技术分时、分区和分级的策略增收拥堵费,动态调整出租车的价格,通过经济杠杆的作用来调节人们的交通需求,达到缓解交通拥堵的目的。

Taxi Charging System Based on Beidou Integrated Navigation and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
基于北斗组合导航的出租车计费系统及其工作方法
本专利技术涉及基于北斗组合导航的出租车计费系统及其工作方法,属于出租车
和交通管理

技术介绍
交通问题是一直困扰着世界各地城市,尤其是大城市的首要问题之一。迅速推进的城市化以及大城市人口的急剧膨胀使城市交通需求与交通供给的矛盾日益突出,城市交通问题已经成为影响城市功能正常发挥和可持续发展的一个全局性问题。面对现在日益严峻的交通问题,交通专家普遍认为:单纯的靠修路来提高交通供给方面的对策,很难从根本上解决城市交通中供求不平衡的矛盾,提出了交通需求管理TDM(TravelDemandManagement)的概念,明确了从供求两个方面解决城市交通问题的思想,这是在交通规划和解决城市交通问题指导思想上的一个转变。同时,随着计算机技术、信息技术、通信技术、电子控制技术的发展,人们意识到利用这些新技术把车辆、道路、使用者紧密的结合起来,不仅能够有效解决交通问题,而且对于环境保护、节约能源都有显著的效果,这就是综合运用各种科学知识和技术手段,解决城市交通问题的智能交通系统(IntelligentTransportSystem)。目前,出租车在城区是供过于求,道路设施则是供不应求,它一方面是对有限道路资源的构成了浪费,是形成交通压力的主要成分,另一方面由于这部分车辆的车况普遍低于其他车辆,对城市中心区环境的影响占有较大的权重,即出租车虽然在全市汽车保有量的比例不大,但它对城市交通、城市环境的影响是巨大的。我国大中城市中出租车普遍供过于求,造成直接的后果是交通拥挤,浪费了有限的道路资源,各地政府都意识到这一问题带来的后果,采取各种措施抑制出租车的发展。然而,我们面临的问题是那些过剩的出租车只有靠在道路上漫游来维持生计,却带来了交通拥挤问题和城市污染问题,但目前尚无一套切实可行的办法来加以解决。现有技术中,出租车计费模式主要有时距并计计费法和等距计费法。所谓时距并计计费法,是指出租车因交通拥堵等原因在车辆处于低速或怠速(速度≤12km/h)情况下,驾驶员按行车里程向乘客计收乘车费的同时再按低速运行时间,向乘客计收低速运行费用。所谓等距计费法,是指以单位里程位定值,租金为变量的计费方法,与车辆的等候时间没有任何关系。目前,全国大部分城市出租车公司采用时距并计计费法。不管是时距并计计费法还是等距计费法,这种传统的计费方法不灵活,比如在高峰拥堵时间段,不能有效的通过价格调整来动态调整计费金额,无法通过经济杠杆的作用来调节不同人们的交通需求,达到缓解交通拥堵的目的。中国专利文献CN101447095B公开了“基于GPS定位系统的出租车计价方法”,利用GPS卫星定位系统作为计量载体,通过等间隔实时采集GPS定位信息及时间信息完成里程计价和低速时间模式计价,最终完成出租车综合计价。但是,该专利技术的计价模式依然采用传统的计价模式,没有根据分时、分区和分级的策略来动态调整出租车的价格。通过价格的动态调整来优化道路的利用率,降低出租车在拥堵区域的拥堵数量。中国专利文献CN100342404C公开了“具有区域识别与计价功能的车辆计价器”,该专利技术利用GPS接收机技术提供一种具有区域识别与计价功能的车辆计价器,能够识别车辆是否处于拥挤的区域或路段,并能按车辆所处的位置确定相应的计价标准,为有效解决城市交通拥堵提供技术支持。但是,该专利技术仅仅利用了GPS卫星导航技术,其定位精度为10-25m,无法达到车道级定位精度(1-1.5m),没有运用GNSS/DR组合导航技术,在复杂环境下无法定位(如高架桥和隧道以及城市峡谷)。再者,该专利技术中提到的拥堵区域范围是事先存储的,不具有在线实时动态更新功能,不能具有完全意义上的区域识别功能。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供了基于北斗组合导航出租车计费系统,本专利技术还提供了上述系统的工作方法。术语解释:拥堵指数:道路交通拥堵指数的简称,道路交通拥堵指数是综合反映道路网交通运行状况的指标。拥堵指数取值范围为0~10,分为五级。其中0~2,2~4,4~6,6~8,8~10分别对应“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、“中度拥堵”、“严重拥堵”五个级别,数值越高表明交通拥堵状况越严重。本专利技术的技术方案为:基于北斗组合导航出租车计费系统,包括相互连接的车载终端和服务器端;所述车载终端包括组合导航模块、4G通信模块、显示模块和处理器;所述组合导航模块包括GNSS模块、惯导模块,所述GNSS模块、惯导模块、4G通信模块、显示模块分别连接所述处理器;所述服务器端包括主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块;所述主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块依次首尾连接;所述组合导航模块为出租车实时提供米级定位精度的位置信息;所述4G通信模块用于车载终端与服务端的数据传输和通信;所述处理器处理车载终端的数据和控制显示模块;所述地图匹配函数模块完成车辆在实际地图上的位置匹配;所述区域分析函数模块分析车辆是否处于拥堵区;所述路况分析函数模块分析车辆所在当前路况的交通流密度;所述交通分级函数模块确定车辆所在区域的道路交通拥堵指数;所述主函数模块根据所述地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块得到的结果计算交通拥堵费。根据本专利技术优选的,所述GNSS模块为天枢P302,所述惯导模块的型号为MPU9150,所述4G通信模块的型号为EC20CEHCLG,所述显示模块的型号为LCD12864,所述处理器的型号为STM32F407。所述主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、路况分析函数模块均为服务器端的软件代码,其硬件实现平台均为NF8465M4服务器。上述基于北斗组合导航出租车计费系统的工作方法,包括:(1)所述车载终端获取车辆精准时空定位信息;(2)所述车载终端将获取的车辆精准时空定位信息上报至服务器端;(3)所述服务器端根据车辆精准时空定位信息判断该车辆是否处于拥堵区域,如果处于拥堵区域,进入步骤(5),否则,进入步骤(4);(4)计算拥堵费为0;(5)服务器端根据当前拥堵区域拥堵指数计算拥堵费,所述车载终端接收拥堵费计算车费。根据本专利技术优选的,步骤(1),所述车载终端以1Hz的频率获取车辆精准时空定位信息,当GNSS模块具有可见卫星,GNSS模块通过步骤A获取车辆精准时空定位信息;否则,惯导模块通过步骤B获取车辆精准时空定位信息;A、所述GNSS模块通过卫星导航定位算法解算得到车辆的实时位置,记为(x,y,z),包括:①根据伪距观测方程算出伪距,伪距观测方程如公式(Ⅰ)所示:式(Ⅰ)中,n是指卫星号,ρ(n)是指伪距,r(n)是指接收机到卫星n的几何距离;δtu是指接收机时钟钟差,δt(n)是指卫星时钟钟差,I(n)是指电离层延时,T(n)是指对流层延时,是指伪距测量量化噪声;②联合伪距观测方程得到伪距观测方程组,解算伪距观测方程组算出车辆的位置,伪距观测方程组如公式(Ⅱ)所示:式(Ⅱ)中,(x(i),y(i),z(i))的向量形式为x(n)=[x(n),y(n),z(n)]T,是指卫星n的位置坐标向量,i=1,2,3...N;(x本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于北斗组合导航出租车计费系统,其特征在于,包括相互连接的车载终端和服务器端;所述车载终端包括组合导航模块、4G通信模块、显示模块和处理器;所述组合导航模块包括GNSS模块、惯导模块,所述GNSS模块、惯导模块、4G通信模块、显示模块分别连接所述处理器;所述服务器端包括主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块;所述主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块依次首尾连接;所述组合导航模块为出租车实时提供米级定位精度的位置信息;所述4G通信模块用于车载终端与服务端的数据传输和通信;所述处理器处理车载终端的数据和控制显示模块;所述地图匹配函数模块完成车辆在实际地图上的位置匹配;所述区域分析函数模块分析车辆是否处于拥堵区;所述路况分析函数模块分析车辆所在当前路况的交通流密度;所述交通分级函数模块确定车辆所在区域的道路交通拥堵指数;所述主函数模块根据所述地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块得到的结果计算交通拥堵费。

【技术特征摘要】
1.基于北斗组合导航出租车计费系统,其特征在于,包括相互连接的车载终端和服务器端;所述车载终端包括组合导航模块、4G通信模块、显示模块和处理器;所述组合导航模块包括GNSS模块、惯导模块,所述GNSS模块、惯导模块、4G通信模块、显示模块分别连接所述处理器;所述服务器端包括主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块;所述主函数模块、地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块依次首尾连接;所述组合导航模块为出租车实时提供米级定位精度的位置信息;所述4G通信模块用于车载终端与服务端的数据传输和通信;所述处理器处理车载终端的数据和控制显示模块;所述地图匹配函数模块完成车辆在实际地图上的位置匹配;所述区域分析函数模块分析车辆是否处于拥堵区;所述路况分析函数模块分析车辆所在当前路况的交通流密度;所述交通分级函数模块确定车辆所在区域的道路交通拥堵指数;所述主函数模块根据所述地图匹配函数模块、区域分析函数模块、路况分析函数模块、交通分级函数模块得到的结果计算交通拥堵费。2.根据权利要求1所述的基于北斗组合导航出租车计费系统,其特征在于,所述GNSS模块为天枢P302,所述惯导模块的型号为MPU9150,所述4G通信模块的型号为EC20CEHCLG,所述显示模块的型号为LCD12864,所述处理器的型号为STM32F407。3.权利要求1所述的基于北斗组合导航出租车计费系统的工作方法,其特征在于,包括:(1)所述车载终端获取车辆精准时空定位信息;(2)所述车载终端将获取的车辆精准时空定位信息上报至服务器端;(3)所述服务器端根据车辆精准时空定位信息判断该车辆是否处于拥堵区域,如果处于拥堵区域,进入步骤(5),否则,进入步骤(4);(4)计算拥堵费为0;(5)服务器端根据当前拥堵区域拥堵指数计算拥堵费,所述车载终端接收拥堵费计算车费。4.根据权利要求3所述的基于北斗组合导航出租车计费系统的工作方法,其特征在于,步骤(1),所述车载终端以1Hz的频率获取车辆精准时空定位信息,当GNSS模块具有可见卫星,GNSS模块通过步骤A获取车辆精准时空定位信息;否则,惯导模块通过步骤B获取车辆精准时空定位信息;A、所述GNSS模块通过卫星导航定位算法解算得到车辆的实时位置,记为(x,y,z),包括:①根据伪距观测方程算出伪距,伪距观测方程如公式(Ⅰ)所示:式(Ⅰ)中,n是指卫星号,ρ(n)是指伪距,r(n)是指接收机到卫星n的几何距离;δtu是指接收机时钟钟差,δt(n)是指卫星时钟钟差,I(n)是指电离层延时,T(n)是指对流层延时,是指伪距测量量化噪声;②联合伪距观测方程得到伪距观测方程组,解算伪距观测方程组算出车辆的位置,伪距观测方程组如公式(Ⅱ)所示:式(Ⅱ)中,(x(i),y(i),z(i))的向量形式为x(n)=[x(n),y(n),z(n)]T,是指卫星n的位置坐标向量,i=1,2,3...N;(x,y,z)的向量形式为x=[x,y,z]T,是指未知的车辆位置坐标;ρ(i)是指车辆到第i颗星的伪距;B、车载定位终端直接输出惯导模块的定位结果,惯导模块的定位算法如下所述:惯导模块的速度更新方程如公式(Ⅲ)、(Ⅳ)所示:Vn=∫an(Ⅲ)式(Ⅲ)、(Ⅳ)中,Vn是指更新前的速度,an是指加速度;是指更新后的速度,是指比例系数,fb是指加速度计的输出,表示所在区域的地球自转角速度,表示当地地理坐标系中的角速率相对地心地固坐标系的投影值;更新后车辆的纬度、经度、高度的求取公式如式(Ⅴ)所示:式(Ⅴ)中,分别是指更新后的纬度、经度、...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢建平陈强崔冰于明卫孙培嘉宁亚飞陈永红杨涛王胜利
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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