高速公路动态交通数据检测方法及其应用研究

摘要

近年来，我国高速公路建设发展迅速，高速公路交通运行状况的准确分析与提高运营管理效率对路网动态交通数据的采集提出了迫切的要求。本文通过分析动态交通数据的采集方法与技术，在交通数据采集的需求分析、检测点布设方法、检测技术优化组合与多检测器数据融合方面进行了深入的研究，以便为高速公路交通调度动态数据采集系统的建设提供技术路线与数据采集方法。 论文首先进行动态交通数据采集的需求分析。在全面分析高速公路管理功能需求的基础上，应用由功能需求确定数据需求的方法，给出了高速公路动态交通数据采集的需求分析，明确数据采集的内容。 其次进行交通检测技术评估和组合研究。在确定数据需求后，从检测参数、检测精度、购买费用、对环境适应性和安装、调试及维护五个方面对交通检测技术评估，并进一步设计交通检测技术的组合方式，给出了筛选应用交通检测技术的方法。 论文接着进行了检测点布设方法的研究。在总结数据检测点布设方法的基础上，对适用于高速公路的微观布设方法进行重点研究，分别改进了基于交通流波动原理和基于行程时间估算的方法。 为了对多检测技术组合应用的数据进一步处理、挖掘，本文进行了多检测器数据融合研究，将自适应加权法、BP神经网络及其改进算法、径向基神经网络和广义回归线行网络应用于相同时间、同一断面的数据融合。最后，以江苏省部分高速公路为例，应用交通检测技术的组合、检测点的布设和多检测器数据融合方法，进行了实例验证。 通过实例验证，说明本文研究的检测方法可行实用，能够改善目前的动态交通数据采集状况，可以应用于江苏省路网调度管理系统的建设。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景及研究的意义

1.2动态交通数据检测方法的研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3动态交通数据采集概述

1.3.1动态交通数据

1.3.2国内高速公路动态交通数据采集的现状

1.3.3国内的动态交通数据采集中存在的问题及解决方法

1.4本文研究的主要内容

第二章高速公路管理的动态交通数据需求分析

2.1高速公路交通管理概述

2.2动态交通数据的需求分析

2.2.1功能需求

2.2.2动态交通数据需求

2.3动态交通数据采集系统设计

2.3.1功能设计

2.3.2结构框架设计

2.4本章小结

第三章交通检测技术评估及组合

3.1常用的交通检测器

3.1.1环形线圈检测器

3.1.2超声波检测器

3.1.3微波检测器

3.1.4视频车辆检测器

3.1.5红外检测器

3.2常用交通检测技术的比较分析

3.2.1检测的数据类型

3.2.2数据精度

3.2.3对环境的适应性

3.2.4检测设备价格

3.2.5安装调试维护难易

3.2.6常用交通检测技术优缺点比较

3.3交通检测技术组合应用方法

3.3.1影响交通检测技术组合应用的因素

3.3.2交通检测技术组合应用的设计原则

3.3.3交通检测技术组合应用的设计步骤

3.3.4交通检测技术组合应用的实施步骤

3.4本章小结

第四章检测点的布设方法

4.1布设方法综述

4.2基于交通流波动原理的布设方法

4.3基于行程时间估算的布设方法

4.4布设方法的应用说明

4.5本章小结

第五章多检测器数据融合

5.1数据融合技术概述

5.1.1数据融合的概念

5.1.2数据融合的层次

5.1.3数据融合的方法

5.2同一时间、相同断面多检测器数据融合

5.3自适应加权融合法

5.3.1自适应加权融合法

5.3.2运算流程

5.4神经网络法

5.4.1BP(Back-Propagation)神经网络

5.4.2 RBF神经网络

5.4.3 GRNN神经网络

5.4.4基于神经网络的数据融合方法

5.5融合方法的应用条件

5.6本章小结

第六章动态交通数据检测方法的实际应用

6.1交通检测技术组合的实际应用

6.1.1基于路段的交通检测技术组合应用举例

6.1.2基于点的交通检测技术组合应用举例

6.2检测点布设的实际应用

6.2.1宁杭高速公路检测点布设现状

6.2.2基于交通流波动原理的布设优化方案

6.2.3基于行程时间估算的布设优化方案

6.3数据融合的实际应用

6.3.1误差指标

6.3.2数据融合的必要性分析

6.3.3自适应加权融合法

6.3.4神经网络法

6.3.5数据融合方法的比较

6.4本章小结

第七章结论及展望

7.1研究成果与主要结论

7.2进一步的研究及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参与的科研项目与论文发表情况