基于多源GPS浮动车数据的交通状态判别研究

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城市道路的实时交通状态信息是实现交通管理与控制、路径诱导及改善道路通行条件的基础,对市民出行、公交调度、城市规划等具有重要参考价值。近年来,随着GPS浮动车技术的广泛应用,基于浮动车数据的交通状态判别技术成为研究热点。本文以南京市浮动车系统搭建为契机,对基于出租车和公交车浮动车数据的交通状态判别系统进行了研究。  首先,搭建了基于出租车和公交车浮动车的交通状态判别系统框架,明确了系统的组成与功能。该系统由GPS数据采集、GPS数据处理和路况信息发布组成,实现以出租车和公交车GPS数据为基础,对道路交通状态进行判别及路况信息发布。  其次,详细地阐述了浮动车交通状态判别系统的基础技术,主要包括:GPS浮动车采集参数设置、GPS数据预处理及地图匹配技术。全面回顾了浮动车采集参数设置的研究成果,重点研究了故障数据的识别与修复方法、路段的划分与路网数据组织技术,并针对出租车与公交车浮动车混合的特殊情况,提出了改进的地图匹配算法。  再次,重点研究了交通状态的判别问题。全面地分析了各类型浮动车的停驶特征和各交通流参数特点,同时结合浮动车数据特性,选择区间平均行驶车速、速度变异系数、速度变化率和低速行驶率作为交通状态判别参数。提出了模糊综合评判模型对交通运行状况进行状态判别,并采用Vague集算法将出租车和公交车浮动车的交通状态信息进行融合。  最后,通过Vissim仿真软件模拟出租车和公交车在不同道路和交通条件下的运行状况,并提取出两种浮动车的运行数据。分别对两种典型路况进行分析,验证了本文提出的模糊综合评判模型的有效性。浮动车的交通状态融合结果表明,基于Vague集的算法能对出租车和公交车浮动车进行有效的信息融合,融合后的交通状态结果优于任一单类型的浮动车判别结果。仿真实验表明,本文提出的交通状态判别模型是可行的、实用的。
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