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原文传递基于多源信息的交通状态估计理论及其应用

论文题名：	基于多源信息的交通状态估计理论及其应用
关键词：	多源信息;交通状态;估计理论;状态估计算法;交通信息;路网;动态综合;信息平台;城市道路;交通流;行程时间估计;数据;路段交通;系统;运行状态;研究成果;实例验证;路径;理论模型;功能需求
摘要：	随着国家“十五”和“十一五”发展纲要中对信息化和智能化技术的重视，交通信息化和智能化也日益提上日程。其中，动态综合交通信息平台作为智能交通系统的核心内容，已经成为了目前整合交通信息资源、实现资源互通互联、提升系统效率、缓解交通拥挤的有效手段。论文在以往有关动态综合交通信息平台理论研究的基础上，从分析用户主体、需求层次和功能需求的角度，深入探讨了面向ATIS的动态交通信息服务需求，从而提出本论文的主要研究方向，即围绕动态综合交通信息平台的数据分析处理模块的功能需求，利用实时多源交通信息来估计路段、路径和路网上的交通流运行状态，形成了一整套适合于城市道路交通状态估计的理论体系，并通过实际案例分析和微观仿真模拟，对文中给出的理论和方法进行了验证。论文在对城市路网上的交通状态估计理论和方法上具有一定的创新性。论文从“点、线、面”的角度，采用数理统计建模、时间序列、系统分析等理论，对城市路网上路段、路径和路网的状态进行分别讨论，符合由简到繁、由浅入深、循序渐进的研究规律。在研究方法和理论创建上，注重了与实际工程应用的结合，文中提出的理论模型、算法建立在数据分析的基础上，保证了理论的真实可用性。本文中给出的交通状态估计理论和方法，理论模型简单，算法易于实现，比以往的研究成果更具有工程实用性和可实施性。在分析城市道路路段交通状态估计理论时，本文从分析研究路段上的车流运行特性着手，利用固定检测装置采集到的交通流基本特征参数，构建了交通拥挤与消散状态的相对增量判别准则，来对交通流的状态相位进行判别。在此基础上，提出了路段的交通状态相对增量判别算法，实现对交通状态的自动识别过程。研究表明，本文给出的路段交通状态估计算法具有较高的理论意义和应用价值。在分析城市道路路径交通状态估计理论时，在结合了路径上交通流的运行特性分析的基础上，本文利用自动车牌识别设备采集到的交通数据，建立起该种数据采集方式下的行程时间估计算法模型，并且考虑到实际中不可避免的问题，如设备故障或采集样本数量过少，给出了应对策略和算法方案。最后，对文中提出的行程时间估计算法进行了实例验证分析。在分析城市道路路网交通状态估计理论时，本文首先分析了城市交通路网的拓扑结构形式和功能层次，提出适合分布式运算的路网划分原则。对路网上的交通流运行状态估计时，考虑了利用目前常用的GPS车辆定位信息进行路网状态估计的技术。重点分析了GPS车辆位置信息的时空特征，提出一种路网状态估计的面向分布式计算的搜索算法，并利用实验仿真和数据库编程的方法来实现整个路网状态估计和交叉口延误的计算公式。经过实例验证和仿真结果比较，本文给出的方法具有较高的实用价值和应用意义。本论文的研究成果为建立我国动态综合交通信息平台模型体系提供了系统工程层面的理论支持，并丰富了原有的相关理论和技术，初步形成了相应的交通信息关键参数分析方法，为进一步开发有我国自主知识产权的动态综合交通信息系统提供了理论和方法指导。关键词：交通信息，数据处理，状态估计，延误计算
作者：	庄斌
专业：	交通信息工程及控制
导师：	杨晓光
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2007
正文语种：	中文