16/02/2010 Speed profiles et IQroute
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Speed profiles et IQroute Speed profiles et IQroute
Par , Publié le 16/02/2010
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Introduction
 

Speed Profiles (SP) de Tele l'Atlas ® permet de gérer et de traiter des centaines de milliards de mesures GPS anonymes, des millions de dispositifs installés qui reflètent le consommateur conduisant à travers l'Amérique du Nord et l'Europe. Le nombre croissant de points de données rassemblés des voitures circulant au cours des années détermine les vitesses moyennes stokées une base temporelle.

 

 

 

Avec SP, l'historique des informations de vitesse est disponible pour des segments de route pour des états et des pays en Amérique du Nord et en Europe.  Lorsqu'elles sont disponibles, ces profils contiennent des informations sur la vitesse moyenne pour toutes les cinq minutes de la journée pour chaque journée de la semaine. Ce service est destiné pour permettre aux conducteurs d'économiser du temps, de l'argent et du carburant en ayant des informations des flux de trafic critiques quand et où ils en ont besoin - il s'agit donc de la nécessité à une évaluation précise du temps de voyage sur un parcours spécifique lorsqu'on désire un parcours optimal.

 

Avantages sociaux de base

SP fournit des données de vitesse avec les avantages principaux suivants:
· SP aboutit à des routes meilleures; probablement, en moyenne, la théorie ne permet pas aux routes les plus rapides d'exister
· Modélisation des schémas de trafic sur les éléments de la route pour permettre un cheminement avec un temps plus précis
· SP contribue à supprimer le "E" du terme TEA (Temps Estimé d'Arrivée)
· Les données sont stockées dans un modèle breveté avec une très petite empreinte de mémoire, livrées dans un format d'échange facile à utiliser
· Dans la plupart des cas, les algorithmes de routage existants n'ont besoin que d'un ajustement mineur pour faire usage à des données SP

Description du SP

· Agrège  et améliore les données de trafic à partir de points de données provenant de millions d'anonymes utilisateurs de GPS  permettant de fournir des informations correctes sur la vitesse moyenne sur des segments  individuels de route
· La couverture à travers les autoroutes principales, les autoroutes, les artères urbaines, rurales et les routes secondaires en Amérique du Nord et en Europe dans une spécification mondiale unique
· spécifiques à chaque jour de la semaine avec cinq minute de granularité
· Rapporté le segment le plus petit de route dans les données cartographiques Tele Atlas ®
· Les données sont analysées de façon unique et normalisée pour assurer un degré élevé de précision
· Mise à jour trimestrielle des changements dans les données cartographiques, ainsi l'amélioration du rafraissement et la couverture des données historiques
· publication trimestrielle sous forme d'un produit complémentaire à la carte de données

 

Cible Auditoire

Cet article fournit une introduction aux données SP avec des formats divers, des avantages et des utilisations;il fournit un exemple de la façon de l'intégrer dans vos applications de cartographie et de routage. La cible auditoire pour ce livre blanc sont les développeurs de logiciels qui comprennent le routage des mais qui n'ont aucune expérience précédente avec des concepts SP. Après la lecture de cet article, les développeurs doivent avoir une compréhension de la façon dont les données SP peuvent être intégrées dans les calculs de routage et d'afficher la carte.

 
 
Pourquoi Tele Atlas® Speed Profile?
 

 

Comme le montre le tableau ci-dessous, Tele Atlas ® SP fournit la meilleure couverture et une granularité disponible pour les marchés nord américain et européen comparant à tout autre produit de la concurrence sur le marché aujourd'hui.

 

  Produit SP de Tele Atlas ® Autre Produit Compétitif
La vitesse des Points de Données

Généré par l'utilisateur - plus de 300 milliards de points anonyme en deux ans

Acquis - 8 milliards d'infos sur quatre ans, mais utilise une moyenne mobile de deux ans

Couverture

SP liées a l'identifiant de l'élément du transport (une meilleure couverture du segment de la route conduit à une amélioration de routage intelligent)

SP liée à TMC (par exemple, dans la couverture des États-Unis TMC est limitée à 6 à 7% des routes)

Granularité

Jusqu'à cinq minutes de résolution dans tous les Speed Profiles

Résolution d'une heure selon disponibilité

Qualité des données

Modèle du consommateur conduisant

La flotte du modèle du conducteur (par exemple, dans des camions  de livraison ne peuvent pas conduire pendant les heures de pointe dans certaines zones)

Spécifications

Une seule spécification globale pour l'Amérique du Nord et l'Europe

Une couverture européenne très limitée, sans une unique spécification mondiale

Croissance des Données en Futur

Croissance de 150% entre 2006 à 2007 et les points de données continuent à croître de manière significative

Besoin d'opérations complexes avec chaque entreprise de flotte  pour acquérir les données; atteint un point de rendement décroissant avec le coût élevé d'acquisition de données et de gestion des fournisseurs

En outre, le brevet ® Tele Atlas de la conception compacte atteint des résultats en augmentation de moins de 2% dans la taille des données dans le format de livraison lorsque les données SP sont ajoutées; lesdonnées de profil sur ses propres résultats dans un format de livraison Augmente du taille de moins de 0,1%. Les données concernant la conception compacte permet aux développeurs d'envisager d'inclure des SP pour le routage intelligent pour un dispositif autonome sans la nécessité d'installer une empreinte mémoire plus grande.

 

Utilisation mondiale réelle des données de trafic

Comme l'augmentation de niveaux de congestion dans le monde entier, fait donc la demande de la planification des voyage à base de temps. Il y a une gamme d'utilisations pour SP, comme suit :
· planification Voyage aux navetteurs qui recherchent un TEA plus précis 
et une réduction des temps Voyage 
· Des flottes Commerciales cherchant à optimiser la planification des parcours, 
maximiser l'utilisation de leurs atouts pour économiser du carburant et de préserver l’environnement 
· Les organismes gouvernementaux intéressés dans le domaine de transport par la planification et la sécurité

Le cheminement de basé sur SP peut être mis en oeuvre sur des systèmes portables ou automobiles de navigation, des téléphones portables et des Portails Internet pour optimiser des résultats de cheminement et montrer des informations de congestion de trafic historiques sur la carte. Par exemple, considérez une société de livraison qui planifie les parcours de livraison en utilisant une application à base de la carte.  En appliquant les données SP à l'algorithme de routage de la demande, les itinéraires de livraison peuvent être optimisés pour réduire les coûts et gagner du temps. Avec SP, on peut prévoir des ralentissements et éviter les embouteillage en fonction du moment de la journée et le jour de la semaine. Inversement, considérons un banlieusard négociant l'important volume de trafic aux heures de pointe.  Quel chemin doit-il prendre pour réduire le temps du voyage?  Armé d'un système de navigation mobile, l'affichage d'informations modèle de trafic sur une carte, le banlieusard peut choisir un itinéraire plus rapide basée sur l'heure et le jour de la semaine.
En outre, puisque l'utilisation de SP ne nécessite pas de connexion sans fil (en fait, SP peut résider dans la mémoire de l'appareil), le calcul de l'itinéraire initial peut commencer à la SP comme source principale de la planification des itinéraires et calculer le TEA.  Puis les données réels sur le temps du trafic peut être utilisé comme une exception à la SP à des heures plus tard, lorsque la connexion est établie avec le serveur pour éviter la latence liée à la connectivité sans fil ou en tant que sauvegarde contre les lacunes de couverture sans fil ou d'appels interrompus.

 

Formats du Produit de Trafic

 

 

Les données SP fournis comme un accessoire qui peut être lié avec le réseau de transport dans le Multiréseau(Multifilet) ®. Il existe deux formats dans lesquels les données SP peuvent être livrés:
· format DBF pour les Shapefile et les produits OSL
· format Txt basé sur des produits de GDF relationnelles et GDF séquentielle

 

Jonction SP à Tele Atlas ® Cartes

Afin de comprendre comment les données de SP peut être liée à des cartes Tele Atlas ®, vous devez d'abord comprendre comment les identifiants des éléments de transport font retourner les données SP à la carte de données.
· les identifiants d'éléments du transports sont utilisés pour identifier les éléments de la route dans la base de données MultiNet ®
· les identifiants d'éléments du transports identifient de façon unique les liens de route pour chaque type de route, des autoroutes et grandes artères jusqu'au plus petites rues
· Avec chaque sortie trimestrielle du Multiréseau(Multifilet) ® ,les identifiants des éléments du transport sont mis à jour, si c’est nécessaire
· Chacun de ces éléments de transport a son identifiant unique qui sert à les relier aux Speed Profiles

 

Speed Profiles et les vitesses moyennes

Les Speed Profiles représentent le changement du comportement de vitesse moyen le long d'un élément de transport dans des intervalles de temps de cinq minutes au cours d'une période 24h/24. Chaque élément de transport a un Speed Profile spécifique assigné par jour de la semaine. Un élément de transport est aussi assigné une vitesse de flux libre qui représente la vitesse de conduite au cours des conditions de libre circulation. La vitesse moyenne pour un élément de transport peut être calculée à n'importe quel moment de la journée en combinant la vitesse de flux libre de l'élément de transport avec l'entrée de profil appropriée pour la période actuelle.

Le diagramme ci-dessus montre un Speed Profile unique.  La valeur dans l'axe des ordonnées du profil est une valeur en pourcentage de la vitesse d'écoulement libre d'un élément de transport, la valeur dans l'axe des x représente l'évolution dans le temps sur une période de 24 heures.  Parce que les valeurs de vitesse dans un profil sont relatifs (stockés sous forme de pourcentage), un profil unique peut être appliquée à des éléments de transport multiples partageant le même comportement congestion du trafic.  Un carreau seul et même produit possède environ 60 Speed Profiles, par exemple une collection de profils pour une tuile produit est indiquée sur la page suivante.

 
 

Utilisation des Données de Speed Profile

 

Intégration avec la Carte de Données Tele Atlas®

Tele Atlas ® SP est intégrée avec des données cartographiques Tele Atlas ®.  SP fournit le support pour la base de données MultiNet ® carte, sur laquelle vous pouvez trouver plus d'informations en ligne à l'adresse: http://www.teleatlas.com/OurProducts/MapData/index.htm.
Les identifiants des transports que Tele Atlas ® utilise pour identifier les segments de la route (telles que définies et maintenues au niveau national) sont codées directement dans les cartes Tele Atlas ®. Dans les sections suivantes de ce livre blanc nous allons explorer la façon d'utiliser SP avec cartes Tele Atlas ® au niveau des applications.

 

Liaison au Réseau Dynamique Coûte le Calcul Basé à l'heure de Jour

Même si les calculs normaux pour le routage et l'ETA sont basées sur des données de coût de liaison de réseau statiques (par exemple, Classification routière fonctionnelle, limites de vitesse affichées), en utilisant les données SP on introduit un paramètre dynamique: l'heure de la journée. Tout en augmentant considérablement la précision de ces calculs, il introduit aussi une complexité supplémentaire dans la mesure où un paramètre en constante évolution doit être prise en compte.
Le principe de base qui est en cause est l'extraction de la vitesse moyenne prévue pour un élément de transport basée sur le temps de la journée où l'élément de transport est à parcourir.Par exemple, considérant qu'une vitesse de calcul statique de l'MultiNet ® NW couche Shapefile pourrait être fait en interrogeant simplement le champ KPH comme suit:

//La valeur de vitesse calculée est stockée directement dans la couche NW
speed = transportationElement.getField(“KPH”);

Récupération de la vitesse calculée à 10h00 le lundi matin à partir de données SP impliquerait quelque chose comme le pseudo-code suivant:

//Récupérer l'ID de l'élément de transport
networkId = transportationElement.getField(“ID”);


// Récupérer l'enregistrement correspondant de la couche HSNP
hsnpRecord = hsnpLayer.getRecord(networkId);


// Récupérer l'ID du profil pour utilisés pour lundi
// Pour cet élément de transport
profileId = hsnpRecord.getField(“PROFILE_2”);


// Récupérer la vitesse du flux libre pour cet élément de transport
freeflowSpeed = hsnpRecord.getField(“SPFREEFLOW”);


// La fente de temps pour 10h00 du matin est de 120 (10 heures
// multiplié par 12 à 5 plages horaires minute par heure)
timeslotId = 10 * 12;


//Récupérer l'enregistrement SPR à partir du profil correspondant
// à l'intervalle du temps de 10:00 le matin
SPrRecord = SPrLayer.getRecord(profileId, timeslotId);


// La valeur REL_SPEED dans le tableau SPR est le pourcentage
// de la vitesse FreeFlow pour l'élément de transport
speed = SPrRecord.getField(“REL_SP”) * freeflowSpeed;

// La valeur REL_SPEED dans le tableau SPR est le pourcentage
// de la vitesse FreeFlow pour l'élément de transport >
speed = SPrRecord.getField(“REL_SP”) * freeflowSpeed;

 

Intégration de données SP dans toute partie d'une application qui utilise le calcul des coûts lien réseau (routage, l'ETA calcul, la visualisation dynamique des données SP) consiste à utiliser un algorithme semblable à celui montré ci-dessus pour calculer la vitesse moyenne le long d'un élément de réseau à tout moment de jour.
S'il vous plaît garder à l'esprit que certains des détails les plus fines ont été laissés de côté au-dessus de la pseudo-code, comme le fait que les données de profil complet n'est pas toujours disponible pour tous les éléments de la route, auquel cas le donné la vitesse moyenne de jour de semaine ou week-end est appliquée.

 

Exemple: Calcul de l'ETA en Java

Calcul de l'ETA et de routage sont deux des utilisations les plus logique pour les données SP; ces deux calculs sont en grande partie basée sur le coût (temps) liées à voyager sur un élément de réseau unique.  L'exemple ci-dessous passe en revue les bases de calcul de l'ETA pour une liste des éléments de transport liés à Java.

Cet exemple utilise un peu d'interface de base pour représenter les éléments du produit SP et le produit MultiNet ®:
· DataStore, qui donne accès à une seule couche de données SP (ie, HSNP, SPR)
· Record, qui représente un record unique pour un DataStore
· TransportationElement, ce qui représente un record de la couche MultiNet ® Shapefile NW

 

/** A data store that provides access to Shapefile SP layers */
public interface DataStore {
/** Return the record that corresponds to supplied id field(s) */
Record getRecord(int... idFields);
}
/** Represents a single record retrieved from a DataStore */
public interface Record {
/** Get the string representation of a field */
String getStringField(String fieldName);
/** Get the Integer representation of a field */
Integer getIntegerField(String fieldName);
/** Get the Double representation of a field */
Double getDoubleField(String fieldName);
}
/**
* Represents a single transportation element that can calculate its
* travel time at a given speed
*/
public interface TransportationElement {
/** Get the id for this transportation element */
int getId();
/**
* Get the travel time in seconds for this transportation element
* at a given speed
*/
int getTravelTime(double kilometersPerHour);
}

 

Le pseudo-code ci-dessous calcule l'ETA pour une liste ordonnée d'objets TransportationElement, étant donné un temps de démarrage.  Un point important à noter ici est que la vitesse relative (REL_SP) valeur qui est récupérée pour chaque élément de route est basée sur le temps de la journée où l'élément Voyage le long de la route est commencé, et non pas à l'heure de début pour le voyage ensemble. Des complications peuvent survenir lorsque le temps Voyage d'un élément de transport traverse la frontière d'un intervalle de temps.
Encore une fois, il est également important de garder à l'esprit qu'il ya une hypothèse formulée dans le code suivant que chaque élément de transport a permis de relier les données de profil, ce n'est pas le cas dans la réalité.  Dans certains cas, seul le débit moyen des jours de la semaine (SPWEEKDAY) et la vitesse moyenne du week-end (SPWEEKEND) sera disponible pour les éléments de transport particulier.
Un autre point qui n'est pas pris en compte dans cet exemple est la direction du Voyage le long des éléments de transport: on suppose qu'il ya seulement un enregistrement par élément de transport dans la couche PCNE (et donc pas de direction des données spécifiques).

 

/**
* Calculates the Estimated Time of Arrival for an ordered list of
* Transportation Elements based on Historical Speed Profile data
*/
public class EtaCalculator {
private static final int TIME_SLOT_MINUTES = 5;
private DataStore hsnpDataStore;
private DataStore SPrDataStore;
public EtaCalculator(DataStore hsnpDataStore,
DataStore SPrDataStore) {
this.hsnpDataStore = hsnpDataStore;
this.SPrDataStore = SPrDataStore;
}
/**
* Calculate the ETA for travel over an ordered
* list of Transportation Elements
* @param transportationElement The list of
* transportation elements to be traversed
* @param startTime The time when travel will start
* @return The estimated time of arrival
*/
public Calendar calculateEta(
List transportationElements,
Calendar startTime) {
Calendar eta = (Calendar) startTime.clone();
for (TransportationElement transportationElement :
transportationElements) {
// Fetch the HSNP record for the current
// transportation element
Record hsnpRecord =
hsnpDataStore.getRecord(
transportationElement.getId());
int freeflowSpeed =
hsnpRecord.getIntegerField("SPFREEFLOW");
// Calculate the appropriate TIME_SLOT value
// based on time of day
int hours = eta.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
int minutes = eta.get(Calendar.MINUTE); White Paper. Speed Profiles
int timeSlotId = ((hours * 60) + minutes)
/ TIME_SLOT_MINUTES;
// Retrieve the related profile record
int profileId = hsnpRecord.getIntegerField("PROFILE_"
+ eta.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));
Record profileRecord = SPrDataStore.getRecord(profileId,
timeSlotId);
// Calculate the travel time and add it to the ETA
double freeflowPercentage =
profileRecord.getDoubleField("REL_SP");
double travelSpeed = freeflowPercentage * freeflowSpeed;
int travelSeconds = transportationElement
.getTravelTime(travelSpeed);
eta.add(Calendar.SECOND, travelSeconds);
}
return eta;
}
}

 

S'il vous plaît noter que l'ETA de la liste des TransportationElements dépend du temps.  Si l'heure de départ du calcul de l'ETA est modifié, l'ETA se changera aussi.  La même chose s'applique à tous les points intermédiaires le long de la liste.  Si l'heure d'arrivée effective sur un élément intermédiaire n'est pas le même que le temps prévu pour être mis sur cet élément intermédiaire, l'ETA pour la partie restante de la liste de mai ont changé.  Dans ce cas, un nouveau calcul de l'ETA pour la partie restante de la liste est nécessaire.

 

Exemple: Dijkstra en pseudo-code

Cet exemple montre comment une recherche Dijkstra peut être adapté pour utiliser les données de SP pendant la fouille.  Le pseudo-code est en substance la même que la pseudo-Dijkstra code qui peut être trouvé sur Wikipedia [27s_algorithm% http://en.wikipedia.org/wiki/Dijkstra].Les modifications apportées à cet exemple par rapport au code de Wikipedia est qu'il est une recherche Dijkstra entre la source et la cible et que le critère itinéraire a été changé d'une recherche pure à une distance basés sur le temps de recherche.

1 function Dijkstra(Graph, source, target):
2 for each vertex v in Graph: // Initializations
3 cost[v] := infinity // Unknown cost function from source to v
4 previous[v] := undefined // Previous node in optimal path from source
5 eta[v] := undefined // Departure time on node v
6 cost[source] := 0 // Cost from source to source
7 eta[source] := current time // Departure time at source
8 Q := the set of all nodes in Graph // All nodes of the graph
9 while Q is not empty: // The main loop
10 u := node in Q with smallest cost[]
11 remove u from Q
12 if u == target return found // stop the search when target is found
13 for each neighbor v of u: // where v is still in Q.
14 alt := cost[u] + cost_between(u, v, eta[v])
15 if alt < cost[v] // Relax (u,v)
16 cost[v] := alt
17 previous[v] := u
18 eta[v] := eta[u] + traveltime_between(u, v, eta[v])
19 return not found

 

Les adaptations indispensables à la Dijkstra standard sont sur 5 lignes, 7, 14 et 18.  S'il vous plaît noter que l'heure de départ pour chaque nœud est nécessaire lors de la recherche pour le calcul des coûts.  L'ETA "" les valeurs pour les nœuds sont initialisés à la ligne 5.  L'heure de départ pour la source est situé sur la ligne 7.  Lors de la fouille l'heure de départ est utilisé pour calculer le coût de Voyage pour voyager entre u et v (ligne 14), et de nouveau dans le calcul du temps d'arrivée sur le nouveau nœud V (ligne 18).
La scission entre «coût» et «eta» pour chaque nœud a été fait à dessein pour montrer qu'il est possible d'avoir une différence entre le «coût» de calcul et de l'ETA "" calcul.  Le traveltime_between "" fonction est égale à la fonction "getTravelTime» de l'exemple de calcul de l'ETA.  Pour un temps de planification, de la cost_between "" fonction va également utiliser la fonction "getTravelTime» dans le cadre du calcul du coût.
Dans l'exemple Dijkstra, le temps de traverser un carrefour (coût tour) en est exclu. En principe, cette jonction temps de traversée sera également influencé par l'écoulement du trafic, mais ces données ne fait pas partie des données de SP pour le moment, mais mai être dans les versions futures.
S'il vous plaît noter que la recherche Dijkstra est réalisée comme une recherche tournée vers la direction (en commençant par le départ et aller à la destination). 
Cela est nécessaire parce que l'heure exacte du départ de chaque noeud est nécessaire lors de la recherche afin d'utiliser les données SP.

 

 
Conclusion
 

 

Comme nos routes deviennent encombrées et les temps de Voyage augmenter, le besoin d'information de trafic continue à croître.  Du particulier en essayant d'éviter les embouteillages aux entreprises qui souhaitent minimiser les coûts de transport, les données de trafic trouvent son utilité dans des applications comme la navigation mobile et les systèmes de logistique du transport.  Ce livre blanc a introduit les données SP qui anime ces applications, ce qui peut conduire à une meilleure planification de voyage et plus précisément l'heure prévue d'arrivée.
SP peut être utilisé comme une sauvegarde (back-up) à l'information en temps réel des flux de trafic ou comme un produit complémentaire résidant dans un périphérique client sans avoir besoin d'une connectivité sans fil.  L'échantillon SP application que nous avons traversé nous montre comment utiliser ces données pour afficher la structure de trafic sur une carte et montré comment récupérer les données SP et d'intégrer un schéma de routage temporelle dans vos applications.

 

 
Plus d'infos
 

 

Ce livre blanc est fourni par Tele Atlas ® dans le cadre d'une série de documents de cartographie numérique et des présentations multimédias.  Toute cette information est disponible sur le site DeveloperLink Tele Atlas ®, un portail qui permet aux développeurs application de cartographie numérique de prototyper des applications en utilisant les données de Tele Atlas ® et d'interagir avec d'autres développeurs qui travaillent avec Tele Atlas ® ou leurs partenaires.  Une fois que vous avez obtenu un compte DeveloperLink, vous aurez accès à des manifestations énumérées ci-dessus, ainsi que le contenu supplémentaire suivante:
· Carte échantillons
· Des informations techniques et du matériel de formation
· D'autres exemples d'applications
· Information sur les tendances du marché
· Le financement et de promotion pour votre entreprise
Pour plus d'informations sur Tele Atlas ® lui-même, visitez la page d'accueil de Tele Atlas ® à http://www.teleatlas.com.

 

 

 

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