基于GPS浮动车的动态交通流信息系统设计及关键技术研究

论文摘要

近年来,随着城市车辆的快速增多,城市交通拥堵现象也越来越严重,如何对城市交通进行有效控制和管理就显得越来越重要。道路交通状态研究是城市交通管理研究中的基础性研究课题之一,尤其是路段平均速度参数是城市交通管理和诱导的重要依据。城市道路的实时交通状态分析,不但能为城市交通管理部门科学地监控路网车辆提供有效的参考,还能为城市交通管理规划部门提供决策的依据。同时,伴随着GPS/GIS技术的推广应用,浮动车技术正成为交通研究领域新的热点。因此,基于GPS浮动车的道路交通状态研究具有重要的现实意义。基于GPS浮动车的动态交通流信息系统用于分析研究具有空间分布特点的城市路网的交通状态。与传统的道路交通状态分析系统相比,该系统优点是能合理地处理交通信息数据和空间位置数据,从而比较准确地获得整个路网的实时交通状态信息。本文探讨了与本系统相关的地图匹配技术,利用路网上浮动车获得的GPS定位数据,结合地理信息系统工具,构建出基于GPS浮动车的动态交通流信息系统,并分析系统的用户需求和功能需求,提出系统的设计方案及整体构架,设计出各个功能模块的工作流程。本系统的实现包含两个关键技术：GPS信号的地图匹配算法以及基于GPS数据的道路交通状态分析方法,对此,本文提出了改进的地图分区综合匹配算法和基于GPS数据的路段空间平均速度拟合方法,并基于VC++和MapObjects相结合的组件式开发方式,实现了动态交通流信息系统基本功能开发及实例分析工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 城市道路交通状态信息技术现状
• 1.2.2 基于车载GPS系统的交通数据采集技术
• 1.2.3 基于GPS技术所开发的道路交通状态的分析的研究现状
• 1.2.4 动态交通流信息平台的研究现状
• 1.2.5 基于GPS浮动车动态交通流信息平台的研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 主要内容及技术路线
• 第二章 基于GPS浮动车的动态交通流信息系统设计
• 2.1 动态交通流信息系统用户需求分析
• 2.1.1 用户分析
• 2.1.2 不同用户的需求分析
• 2.2 动态交通流信息系统的功能需求分析
• 2.2.1 数据的预处理
• 2.2.2 数据的存储管理
• 2.2.3 数据的处理分析
• 2.2.4 历史数据的统计分析
• 2.2.5 信息的发布
• 2.3 系统设计思想
• 2.3.1 系统的设计思想
• 2.3.2 系统的目标功能
• 2.3.3 系统的工作流程
• 2.4 系统功能模块
• 2.4.1 数据预处理模块
• 2.4.2 数据存储模块
• 2.4.3 地图匹配模块
• 2.4.4 动态交通流状态分析模块
• 2.4.5 对外交互模块
• 2.5 系统的总体结构
• 第三章 地图匹配算法研究
• 3.1 地图匹配算法的概念
• 3.1.1 地图匹配的基本术语
• 3.1.2 地图匹配需要的技术基础
• 3.2 地图匹配算法原理
• 3.2.1 地图匹配算法基本原理
• 3.2.2 地图匹配算法的分类
• 3.2.3 影响地图匹配算法的因素
• 3.3 常用的地图匹配算法
• 3.3.1 直接投影算法
• 3.3.2 拓扑关系下的匹配算法
• 3.3.3 相关性算法
• 3.3.4 在模式识别下的匹配算法
• 3.3.5 概率统计算法
• 3.3.6 匹配算法的总结分析
• 3.4 地图匹配算法改进研究
• 3.4.1 地图分区综合匹配算法流程
• 3.4.2 电子地图的分区形式
• 3.4.3 地图分区匹配算法
• 3.4.4 基于拓扑结构的匹配算法
• 3.4.5 改进的直线投影算法
• 3.5 实例分析
• 第四章 基于GPS浮动车的动态交通流分析研究
• 4.1 路段空间平均速度研究
• 4.1.1 路段空间平均速度计算的意义
• 4.1.2 路段空间平均速度拟合
• 4.1.3 改进的路段空间平均速度拟合方法
• 4.2 路段交通状况评价
• 4.3 实例分析
• 4.3.1 实例选取
• 4.3.2 平均速度拟合
• 4.3.3 系统运行过程
• 第五章 结论及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 论文工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参与的研究项目
• 致谢