服务于城市交通控制系统的交通数据处理技术研究

论文摘要

对道路交通流进行检测和预测等内容的分析研究,深入挖掘交通流动态信息,及时、准确地判断实时交通流状态,是实现动态交通管理的一个重要前提,也是目前广泛开展的智能运输系统(Intelligent Transportation Systems, ITS)项目的基本要求。交通状态判别的主要作用是及时准确地识别当前和未来交通流状况,实施合理有效的交通管控和诱导措施,及时处理事件,减少人员伤亡和财产损失,诱导驾驶员行为并使交通流避开拥挤区域,达到平稳交通流、减轻拥挤区域交通压力、节约能源、减少污染的目的。本文从交通控制系统的数据需求出发,简要介绍了现有城市控制系统和交通信息检测技术,并对城市普遍应用的固定型检测器——环型线圈检测器的检测技术原理进行了分析,考虑到现有路网中铺设大量的单线圈检测器却不能直接得到速度参数,对车辆速度提出最大似然估计模型,与传统模型进行对比后,发现该模型具有良好的适应性。此外,通过分析交叉口时空相关特性,对无检测器交叉口的交通流数据提出预测模型。最后,利用以上对数据处理结果对交通状态进行判别,分别提出了路段和交叉口的交通状态判别的两种简单算法。经过实际数据分析,表明本文所建立的两种判别算法与实际相符合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 城市交通控制系统方面
• 1.2.2 交通信息采集与处理方面
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 研究内容与思路
• 第二章 城市交通控制系统的数据需求
• 2.1 城市交通信号控制系统简介
• 2.1.1 交通信号控制的分类
• 2.1.2 现有城市交通控制系统简介
• 2.1.3 城市交通控制系统的研究展望
• 2.2 交通信息采集技术简介
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 动态交通信息采集技术
• 2.2.3 固定型动态交通数据采集技术性能比较
• 2.3 交通信息处理技术简介
• 2.3.1 数据挖掘技术
• 2.3.2 信息融合技术
• 2.3.3 统计分析技术
• 2.3.4 人工智能技术
• 2.3.5 信息预测技术
• 2.4 数据存在的问题
• 2.4.1 交通检测器布设
• 2.4.2 数据故障
• 2.5 实时控制系统的数据需求
• 2.5.1 交通参数数据类型的选择原则
• 2.5.2 交通参数数据类型的确定
• 2.6 小结
• 第三章 基于环型线圈检测器交通数据的采集与处理
• 3.1 环型线圈检测器原理及应用
• 3.1.1 环型线圈检测器检测原理
• 3.1.2 环型线圈检测器的应用
• 3.2 单线圈检测器速度估计的基本方法简介
• 3.2.1 g 因子算法
• 3.2.2 统计滤波方法
• 3.2.3 识别错误源方法
• 3.2.4 模式识别方法
• 3.3 速度的最大似然估计方法
• 3.3.1 传统算法
• 3.3.2 单车速度变化区间的确定
• 3.3.3 最大似然估计模型
• 3.3.4 模型数据验证
• 3.4 小结
• 第四章 缺失检测信息交叉口数据的预测
• 4.1 缺失检测信息交叉口交通流量预测方法概述
• 4.2 交叉口交通流的时空相关性分析
• 4.2.1 相似交叉口的相关性分析
• 4.2.2 时间相关性分析
• 4.2.3 空间相关性分析
• 4.3 基于时空相关性的缺失信息交叉口数据预测
• 4.3.1 交叉口检测器数据的相关性分析
• 4.3.2 交通数据预测方法
• 4.3.3 数据验证
• 4.4 小结
• 第五章 城市道路交通状态判别
• 5.1 交通状态相关概念
• 5.1.1 道路通行能力
• 5.1.2 道路服务水平
• 5.1.3 交通拥挤
• 5.2 交通状态的指标分析
• 5.2.1 道路交通状态指标体系的设计原则
• 5.2.2 道路交通状态指标体系的构成
• 5.3 基于线性判别函数法的路段交通状态分析
• 5.3.1 路段交通状态分析
• 5.3.2 线性判别函数法
• 5.3.3 算法验证
• 5.4 基于聚类分析的交叉口交通状态分析
• 5.4.1 参数选择
• 5.4.2 聚类分析
• 5.4.3 算法验证
• 5.5 路网交通状态的判别
• 5.6 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢