详情

原文传递基于手机切换定位技术的交通信息提取方法研究

论文题名：	基于手机切换定位技术的交通信息提取方法研究
关键词：	手机探测车;切换定位技术;地图匹配;交通参数集聚;交通状态辨识;采样策略
摘要：	手机探测车是一种全新的、具有巨大应用前景的交通信息采集技术。目前，手机探测车的定位技术集中在基于终端的全球定位系统（Global Position System，简称GPS）和手机切换定位两种技术手段上。手机切换定位技术通过解析车载手机沿道路行驶过程中无线通信网络发生的切换来确定探测车的位置，具有充分利用现有无线通信系统基础设施无需对手机终端进行改造的优势，所以基于手机切换定位技术的交通信息提取研究已经成为国内外智能交通领域的研究热点之一。然而，目前关于手机切换定位技术的交通信息提取研究还不成熟，尚未形成系统的、全面的把握符合手机切换定位技术特点的理论研究方法。因此，本文针对手机切换定位技术的特点，研究提出了基于手机切换定位技术的地图匹配方法、交通参数估计方法、交通状态辨识方法以及最小样本量估计方法，为实时、准确、覆盖范围广泛的城市交通信息采集提供理论支撑。具体来讲，本文研究工作主要包括以下几个方面: 　　(1)针对基于手机切换定位技术的地图匹配问题需要预先建立无线通信网络切换与城市路网道路二者对应关系的问题，通过分析手机探测车切换位置数据的特点，提出了一种切换位置数据库的建立方法，并分别结合D-S证据推理理论和贝叶斯决策理论设计了两种基于手机切换定位技术的地图匹配算法。以北京市部分近郊快速路路段为对象进行了实证分析，验证了本文提出的方法实现手机探测车切换位置数据地图匹配的可行性与有效性。　　(2)对基于手机切换定位技术的切换路段和几何路段交通参数估计问题进行了深入研究，提出了一种降低手机切换位置数据定位误差的预处理方法，考虑到匹配到路上的手机切换位置数据非均匀稀疏分布的特点，将几何路段交通参数估计问题转化为包含几何路段起讫节点的切换路段旅行时间分配问题，以轨迹分析方法为基础结合车辆运行特征分析建立了切换路段旅行时间分配模型及算法。以北京市部分近郊快速路路段为对象进行了实证分析，验证了本文提出的方法适合于手机切换位置数据定位精度低、非均匀稀疏分布情形下切换路段和几何路段准确交通参数的估计。　　(3)通过分析手机切换位置数据估计的交通参数特点对交通状态辨识的影响，指出了对交通参数进行鲁棒集聚的必要性，基于稳健估计理论与方法提出了一种自适应鲁棒的交通参数集聚方法和一种基于三元区间数形式的交通参数描述方法。在此基础上，首先以包含度概念为基础给出三元区间数关联度计算模型，并依据最大关联度准则提出了一种基于速度单属性的交通状态辨识方法;然后，根据Van-Aerde交通流模型计算车流密度，考虑到车流密度的可靠性受到交通流模型的影响，以速度、车流密度为证据提出了一种基于证据修正策略的交通状态辨识方法。以北京市部分近郊快速路路段为例进行了仿真验证，从准确性和可靠性两方面对不同交通状态条件下仿真实验结果进行了评估，验证了本文提出方法的可行性和有效性。　　(4)结合手机切换位置数据特点对最小样本量估计的影响分析，提出了一种适用于手机切换定位技术的探测车采样策略，结合北京市部分近郊快速路路段实测数据和仿真实验，确定了满足交通参数估计精度要求的路段最小样本量，结果表明本文提出的探测车采样策略所需最小样本量小于简单随机采样策略确定的最小样本量。
作者：	袁月明
专业：	系统工程
导师：	关伟
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文