分布式动态交通信息挖掘及导航

论文摘要

智能交通系统是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统,而且已经成为一种发展趋势。智能交通系统的研究重点集中在交通信息的采集、处理和分发调度,随着车载GPS设备的普及和无线通信技术的发展,它为交通信息的采集和分发提供了很好的支持。本文结合城市电子地图和出租车监控中心采集到的车载GPS数据构建了一个基于浮动车的分布式动态交通信息挖掘及导航系统。针对分布式结构,对城市电子地图进行了划分,每个节点仅维护部分地图数据,减少本地计算的压力。为了解决跨区域导航问题,采用了分层路径导航算法,根据道路属性对地图进行层次划分,当导航请求需要在区域间进行时,选择顶层道路进行导航计算。同时,为了保证节点间数据的交互和路况信息的一致性,设计了一个分布式结构中节点间的通信模块用来实现浮动车历史GPS数据的跨节点迁移和动态路况信息的跨节点更新,从而形成一致的交通信息呈现。基于浮动车的分布式动态交通信息挖掘及导航系统,它根据采集到的车载GPS数据,实时计算道路的路况,并根据一定的策略同步更新相应的道路交通网,同时响应用户的导航请求,及时地将考虑了路口转向延时的最优路径和当前道路交通状况通过电子地图直观地呈现给用户。最后,利用实际采集到的GPS数据和最新的北京市电子地图对系统进行功能和性能两方面的测试,得到预期的效果,验证了系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景与面临的挑战
• 1.2 主要工作及贡献
• 1.3 论文结构安排
• 第2章 相关工作综述
• 2.1 智能交通系统
• 2.1.1 ITS 技术概述
• 2.1.2 国内外ITS 应用状况
• 2.2 交通流数据采集与处理
• 2.2.1 浮动车技术
• 2.2.2 交通流数据处理
• 2.3 分布式系统
• 2.3.1 交通信息特征及存储
• 2.3.2 分布式计算技术概述
• 2.3.3 分布式交通信息系统
• 2.4 导航算法研究
• 2.4.1 静态导航算法
• 2.4.2 动态导航算法
• 2.4.3 导航算法的多目标优化
• 2.5 小结
• 第3章 分布式动态交通信息挖掘及导航系统设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统设计目标
• 3.1.2 系统拓扑结构介绍
• 3.1.3 系统模块划分
• 3.2 地图划分及地图数据存储
• 3.2.1 地图划分
• 3.2.2 地图数据存储
• 3.2.3 分层算法设计
• 3.3 区域间数据交互
• 3.4 区域间通信模块设计
• 3.4.1 P2P 结构
• 3.4.2 GPS 数据集迁移的设计
• 3.4.3 路网更新指令流迁移的设计
• 3.5 关键算法设计
• 3.5.1 道路平均车速算法
• 3.5.2 路口通过时间算法
• 3.5.3 道路网动态更新算法
• 3.5.4 系统导航算法
• 3.6 小结
• 第4章 分布式动态交通信息挖掘及导航系统实现
• 4.1 地图显示实现
• 4.2 分布式平台搭建
• 4.3 地图处理的实现
• 4.3.1 地图数据格式
• 4.3.2 地图划分
• 4.3.3 地图分层的实现
• 4.4 网络模块的实现
• 4.4.1 GPS 迁移的点对点通信的实现
• 4.4.2 路网更新组播的实现
• 4.5 数据库查询优化
• 4.6 小结
• 第5章 系统性能测试与分析
• 5.1 实验环境及系统部署
• 5.1.1 硬件环境部署
• 5.1.2 软件环境部署
• 5.2 性能评测方案
• 5.2.1 功能测试
• 5.2.2 性能测试
• 5.3 测试数据及分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单
• 致谢