基于GPS浮动车的城市道路交通状态判别技术研究

摘要

交通拥挤已成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一，严重影响城市的可持续发展和人们的日常生活与工作。快速、准确地发现路网中发生的交通拥挤，对于制定合理有效的拥挤疏导策略具有重要意义。本文以GPS浮动车为依托，实时采集路网交通信息，利用GIS-T系统对信息进行处理分析，判断路网中是否有拥挤发生，为交通管理者和出行者提供及时准确的信息依据。 论文首先介绍了GPS浮动车交通信息采集系统的构成，阐述了系统各部分的功能和相互间的协作关系，并对系统涉及的主要技术进行了分析介绍。本文的研究重点是如何利用GPS浮动车采集交通信息、对采集的信息如何处理、如何用处理后的浮动车信息判别交通状态。 浮动车信息采集技术中主要分析了浮动车采样时间间隔和浮动车样本量的确定方法；浮动车传回GIS-T系统的数据先经过动态数据预处理，如丢失数据、错误数据的检测修复，数据滤波等，再与电子地图匹配，将GPS坐标与道路关联；为了计算路段平均速度，本文建立了一种曲线拟合模型，采用先拟合后积分的方法计算路段平均速度，根据求得的平均速度，用简单的一维模糊判别方法判定道路交通状态；对于交通流起伏较大的长路段，很难用一个平均速度表示整条道路的交通状态，本文首次提出了一种基于浮动车传回数据点集散程度的动态路段划分方法，更科学合理的体现长路段的交通流状态。 最后，用GPS浮动车实际采集交通信息，并根据计算的平均速度判定道路交通状态，实践证明，本文的方法可以较准确的判断道路交通状态，具有重要的实用价值。

目录

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第一章绪论

1.1城市交通面临的问题及解决途径

1.2交通参数采集技术

1.2.1固定型采集技术

1.2.2移动型采集技术

1.3国外浮动车技术的发展历程及现状

1.4国内浮动车技术的发展历程及现状

1.5本课题研究的主要目的和内容

第二章GPS浮动车采集交通信息的基础理论

2.1 GPS浮动车交通信息采集系统构成

2.2 GPS浮动车采集交通信息的原理

2.2.1 GPS系统组成

2.2.2 GPS定位原理

2.23 GPS浮动车采集交通信息的原理

2.3地理信息系统GIS

2.3.1地理信息系统概述

2.3.2 GIS_T系统

2.4小结

第三章GPS浮动车数据采集及处理技术研究

3.1 GPS浮动车采集车辆信息的参数配置

3.1.1 GPS数据采样时间间隔的确定方法

3.1.2浮动车样本量

3.2动态交通数据预处理

3.2.1丢失数据、错误数据的识别

3.2.2动态交通数据故障修复

3.2.3动态交通数据滤波

3.3地图匹配

3.3.1 GPS定位误差分析

3.3.2坐标变换

3.3.3电子地图数据库误差分析

3.3.4地图匹配算法

3.4路段划分方法研究

3.4.1等长分段

3.4.2动态分段

3.5基于GPS浮动车的路段行程时间和路段平均速度估计

3.5.1多元回归模型

3.5.2模糊推理模型

3.5.3速度积分模型

3.5.4曲线拟合模型

3.6小结

第四章基于GPS浮动车的道路交通状态判别

4.1交通拥挤的量化标准

4.2基于GPS浮动车的常规交通状态判别算法

4.2.1基于路段行程时间的交通拥挤自动判别算法

4.2.2基于车辆瞬时速度的交通拥挤自动判别算法

4.3一维模糊判别算法

4.4小结

第五章实验及结果分析

5.1实验设计

5.2实验数据

5.3实验结果分析

5.4小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢