城市道路交通数据检测器优化综合布设方法研究

论文摘要

伴随着智能运输系统在中国的快速的发展,作为智能运输系统基础的城市交通系统的实时交通信息就凸显了其重要性。国内外研究表明,交通检测器采集到的交通数据是智能交通运输系统(ITS)是否能高效运行的关键,而交通数据的准确性和时效性与检测器的空间密度和具体位置有很大的关系。近些年,中国各大、中城市都在考虑检测器的优化布设问题,由于城市路网密度很大,如果按理想状况在每一条路段都布设检测器,如此大规模的布设所需的费用是惊人的。因此,既能获得给定精度和完整度的交通数据的同时,又能在路网中尽量少地布置检测器,对于交通数据采集系统这是非常重要。本文在了解国内外城市交通信息采集系统的发展现状的基础上,首先对目前常用的交通检测器的工作原理、性能、适用情况及其布设的分析比较,根据实际情况从需要实现的目标出发来选择合适的检测设备。综述了国内外常用的交通检测器优化布点方法的基本原理,以此为基础详细分析了各种方法的特点和适用条件。将城市道路分为城市快速路和一般城市道路两大类,并分别讨论其检测器的优化布设方法。结合主干道或快速路的特点选择基于行程时间估计的优化方法并运用微观仿真软件VISSIM4.10模拟城市实际路网的交通检测器的优化布设,获得最城市快速路的最佳布设间距和检测器布设个数；在各种布设方法分析研究的基础上,通过对路段交通量的估计从而估计OD矩阵提出了基于遗传算法的检测器优化布设方法；当此方法得到的结果不满足预先设定布设规模时,在通过路段相似性分析剔除相似路段,从而减少布设路段数量。并运用工程计算软件MATLAB进行实例验证,得到检测器的优化布置。最终获得整个城市路网包括城市快速路和一般城市道路检测器优化布设方案。

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 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的目的及意义
• 1.4 研究的主要内容
• 1.5 研究的方法和技术路线
• 1.6 本章小结
• 第二章 交通信息检测技术性能比较分析
• 2.1 概述
• 2.2 埋入式检测技术
• 2.2.1 环形线圈检测器（Inductive Loop Detectors）
• 2.2.2 压电检测器（Piezoelectric Sensors）
• 2.2.3 磁力检测器（Magnet meter）
• 2.2.4 气压管型道路车辆检测器（Pneumatic Road Tube）
• 2.3 悬挂式检测技术
• 2.3.1 视频图象检测器（Video Image Processor）
• 2.3.2 微波雷达检测器（Microwave Radar）
• 2.3.3 红外线检测器（Infrared Sensors）
• 2.4 几种主要的交通数据检测技术比较
• 2.4.1 各种检测器输出的交通参数特性比较分析
• 2.4.2 成本费用比较分析
• 2.4.3 周围环境的适用性比较分析
• 2.5 交通数据检测器的选择
• 2.5.1 城市道路特性分析
• 2.5.2 交通数据检测器选择的影响因素
• 2.6 本章小结
• 第三章 常用交通检测器优化布设方法及比较分析
• 3.1 交通检测点分布的规则
• 3.2 基于交通流量估计的优化配置方法
• 3.2.1 聚类分析与逐步回归分析结合的方法
• 3.2.2 0-1整数规划模型
• 3.2.3 数据挖掘方法
• 3.2.4 图论方法
• 3.3 基于行程时间估计的优化布设方法
• 3.3.1 聚类分析与神经网络建模的方法
• 3.3.2 区间平均速度推算方法
• 3.4 基于OD矩阵估计的优化配置方法
• 3.5 几种主要优化布设方法的比较分析
• 3.5.1 运算效率比较分析
• 3.5.2 适用条件比较分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 城市道路交通数据检测器优化综合布设方法
• 4.1 检测器优化综合布设方法研究路线
• 4.1.1 数据检测器优化综合布设方法需要解决的问题
• 4.1.2 交通数据检测点优化综合布设方法研究技术路线
• 4.2 基于行程时间估计的城市快速路检测器优化布设
• 4.3 基于遗传算法的OD矩阵估计的交通检测器优化布设方法
• 4.3.1 交通检测点分布问题的数学模型
• 4.3.2 基于遗传算法的检测点优化布设方法
• 4.4 布设路段的相似性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 实例验证
• 5.1 城市快速路检测器优化布设
• 5.1.1 建立路段模型
• 5.1.2 仿真参数选择
• 5.2 基于遗传算法的一般城市道路优化方法
• 5.2.1 路网基础数据
• 5.2.2 MATLAB计算
• 5.3 本章小结
• 结论
• 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的相关论文和科研工作
• 致谢