VLPR检纠错支持下的群体出行规律分析与车辆路径追踪研究

摘要

随着我国社会经济的发展，在我国举办的大型活动日益增多，同时交通拥堵问题日趋严重，成为制约我国经济发展的重要问题之一，ITS（智能交通系统）成为我国乃至世界范围内的发展趋势。车牌识别技术(Vehicle License Plate Recognition，VLPR)是智能交通的重要技术之一，在交通管理、治安防控和嫌疑车辆追踪定位等领域发挥着重要的作用。然而目前车牌识别的准确率易受到多种因素的影响，车牌识别数据中存在大量错误的车牌号码信息，并且这些海量的数据没有得到合理的利用。本文以杭州市主城区车辆抓拍识别等数据为基础，提出了一种车牌号码检错与纠错的算法，通过对大量抓拍数据进行处理分析，研究了城市典型道路交通流的时空变化规律。基于修正后的抓拍数据，研究一种典型行驶路线的获取方法，并研究基于车辆抓拍识别数据的马尔科夫模型在车辆行驶轨迹预测方面的应用。本文主要研究工作如下:
　　(1)以杭州市主城区车辆抓拍识别数据、机动车登记信息数据为基础，选取杭州市主城区典型道路，研究分析典型道路各抓拍路口交通流量分时段动态变化规律（包括总流量、本地车外地车流量、大型车小型车流量、未识别流量、各排放标准车流量等）。提出一种基于车辆抓拍识别数据的路段平均行驶速度获取算法，分析典型道路分时段路段平均行驶速度变化规律。结果表明:典型路口交通流在时间与空间上呈现一定的规律性，可以为城市道路交叉口交通流量的预测、交通诱导策略的制定提供数据支撑，对保证交通畅通具有一定的理论指导作用;
　　(2)根据车辆抓拍识别数据计算车辆抓拍识别设备的识别准确率，分析影响车辆识别准确率的影响因素，研究基于车辆抓拍识别数据的车牌号码检错与纠错算法。选取杭州市实际抓拍点位进行检错纠错分析，结合道路视频数据对检错纠错算法进行验证。结果表明:本检错纠错算法能够将错误识别的车牌号码检测出来，并能在一定程度上给出正确的车牌号码，进一步提高识别设备的识别准确率;
　　(3)通过分析杭州市主城区某区域的车辆抓拍识别数据，研究设定交叉路口动态热点路口评判阈值，以此生成区域热点路口，并基于此给出一种典型行驶路线求解算法，获取选定区域不同时段的典型行驶路线，分析市民群体性出行规律。研究马尔科夫模型在车辆路径追踪预测方面的应用，在GIS平台下获取车辆的行驶路线，并对建立的马尔科夫路径预测模型进行试验。结果表明:利用该算法能够获取不同时段的典型行驶路线，对分析群体性出行规律有重要的现实意义;建立的马尔科夫预测模型对车辆的路径预测有着较高的准确率。
　　本文所获得的理论研究成果，获得了杭州市社会发展自主申报课题“车辆抓拍识别支持的杭州市群体出行规律分析及大型活动安保布控技术”的支持，并基于此开发了杭州市交通卡口数据分析系统，该系统包括四个模块—城市交通流数据分析模块、车牌号码检错纠错模块、典型行驶路线获取模块和可疑车辆路径追踪模块。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 车辆抓拍识别技术的研究现状

1．2．2 城市典型道路交通流时空变化规律研究现状

1．2．3 群体出行规律与车辆路径追踪的研究现状

1．3 目前研究中存在的问题

1．4 主要内容及论文结构

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 论文的组织结构

2．1 引言

2．2 车牌识别技术

2．2．1 车牌识别技术简介

2．2．2 车牌识别技术原理

2．2．3 车牌识别率的影响因素

2．3 基于抓拍数据时空判别的车牌检错与纠错方法研究

2．3．1 基于抓拍识别数据的路段平均行驶速度获取算法

2．3．2 车牌号码检错方法

2．3．3 车牌号码纠错方法

2．3．4 车牌号码检错纠错算法实验

2．4 小结

3．1 引言

3．2 交通流参数

3．2．1 流量

3．2．2 速度

3．3 杭州市典型道路交通流时空特性分析

3．3．1 基于抓拍识别数据的杭州市典型道路交通流量时空特性分析

3．3．2 杭州市典型道路路段平均行驶速度时空特性分析

3．4 小结

4．1 引言

4．2 群体出行规律分析

4．2．1 典型行车路线理论的前期研究基础

4．2．2 一种简化的典型行车路线的获取方法及实例分析

4．2．3 基于车辆抓拍识别数据的杭州市区域典型行车路线

4．3 GIS平台下的车辆路径追踪与预测

4．3．1 GIS简介

4．3．2 马尔科夫模型理论及应用

4．3．3 GIS下马尔科夫模型在车辆路径追踪预测方面的应用研究

4．4 小结

第5章 交通卡口数据分析系统设计与实现

5．1 总体目标

5．1．1 引言

5．1．2 需求分析

5．2 系统设计

5．2．1 系统结构设计

5．2．2 系统功能模块设计

5．2．3 数据库设计

5．3 系统实现

5．3．1 数据处理分析模块

5．3．2 车牌检错纠错模块

5．3．3 典型行驶路线获取模块

5．3．4 车辆路径追踪模块

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

附录

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果