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原文传递基于手机切换定位的道路行程车速采集技术关键问题研究

论文题名：	基于手机切换定位的道路行程车速采集技术关键问题研究
关键词：	手机定位技术;切换序列;道路匹配;车速采集;技术关键;交通数据采集;行程车速;样本;速度数据;路段;智能交通系统;通信网络;路网;计算;总体框架;阴影效应;异常数据;信号强度;统计分析;通信理论
摘要：	随着城市的不断发展以及城市化进程的加速，交通拥堵日益加剧将影响城市功能的正常发挥，通过建设智能交通系统挖掘交通基础设施运营潜力是缓解城市交通拥堵的重要手段，而交通数据采集是建设智能交通系统的首要环节。传统的交通数据采集主要是线圈方式，但由于其投资较大、维护成本较高、损坏率较大、采集的交通数据内容有限等局限性，而不能完全满足智能交通体系建设对于交通数据广域、全面、实时、动态的采集需求。而手机定位技术利用移动运营商已有的通信设施，初期投资较小，可以采集路段行程时间，覆盖范围广，原则上只要在信号覆盖区域都能才实现交通数据采集，数据量丰富，具有较大的开发潜力，是当前交通数据采集研究的前沿问题。但由于法律隐私、通信网络管理等障碍，目前手机定位技术应用于交通数据采集的技术研究相对比较缓慢，已有研究和实践很少。本文研究以切换定位为基础的路段行程车速采集技术，从技术的基本原理到实现框架，探索性地走通了如何从原始的手机切换数据信息通过计算处理得到行程车速的各个技术环节。论文主要研究了五个方面问题，包括技术实现的总体框架步骤、通信理论视角对切换特性的分析及其对技术实现的影响、切换路网标定的方法和步骤、样本速度数据的除噪筛选方法以及基于计算结果的技术特征评估。切换判断的重要依据是移动台接受到的信号强度，信号强度由于阴影效应、多径效应等的干扰不断波动，进而造成了切换的扰动性和复杂性。论文通过对相关通信理论的分析，解析了切换的变化特征和影响因素，并梳理了切换对技术实现的影响。基于手机切换定位的路段行程车速采集技术核心是利用了手机切换的连续变化信息，技术总体框架包含5个步骤：切换路网标定、通信数据获取、道路匹配、平均切换车速聚类区分与统计分析、路段行程车速整合计算。切换路网参数标定是技术实现的首要环节，标定的参数包括道路的切换序列标识和切换路段长度。道路切换序列标识作为每条道路各自的标签，用于实际手机样本的道路匹配；切换路段长度与通信网络数据获取的样本切换时间差一并用于得到基础样本速度数据。对于切换路网标定的方法，论文将其划归为一个图论问题，提出了带权重的有向图最大权重路径的切换路网标定方法。基础样本速度数据中不仅包含了目标道路上的车辆样本数据，还包括了错误数据和行人速度数据等异常数据，论文在分析各类数据的特征的基础上，剔出异常数据，用聚类分析得到了跟道路相符合的车辆数据，用于车速的统计分析。根据延安路高架道路和北京路地面道路的共6个切换路段的计算分析结果，从结果合理性、样本量以及计算精度三个方面对技术特征进行了评估。 [关键词]：手机定位、切换、阴影效应、多径效应、路径损耗、切换路网标定、道路匹配、切换路段长度、切换序列标识、有向图、最大权重、聚类分析、样本量、精度、行程车速
作者：	杨飞
专业：	交通运输规划与管理
导师：	杨东援
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