基于浮动车移动轨迹的新增道路自动发现算法

为了实现电子地图数据的动态更新,以支持日新月异的交通路网的地理信息服务,提出一种基于浮动车技术的新增道路自动发现算法。系统实时计算大规模浮动车数据移动轨迹,并与现有图层进行图像配准以提取疑似新增道路集,进而通过筛选过滤算法对数据集进行数据清洗,并自动地生成包含其位置和长度等信息的疑似新增道路报表及其临时图层。实验结果表明,该算法可快捷地自动发现新增道路,新增道路最快发现时间小于5min,是解决目前交通道路图层更新滞后问题的一种有效方法。     

基于时空分析的地图匹配算法研究

地图匹配技术被广泛用于GPS导航、城市道路交通状态分析等领域。针对目前城市浮动车数据量日益庞大,地图匹配算法实时性差、匹配率不高的缺点,提出了一种基于时空分析的地图匹配算法。算法在对城市路网建立网格索引的基础上,综合考虑了空间几何、路网拓扑信息及上下文因素对选取GPS投影点的影响,大大提高了匹配效率和匹配精度。实验结果表明,算法能够满足工程应用中浮动车地图匹配的实时性和准确性。     

浮动车信息处理系统关键技术的研究

本文介绍了智能交通领域中一种先进的交通信息采集发布系统-浮动车信息系统。浮动车使用GPS车载装置采集车辆的行驶参数(如时间、速度、坐标、方向等),并将这些数据通过GPRS网络传送到浮动车信息中心,经过汇总、处理后生成实时的路况交通信息,并通过互联网和GPRS、CDMA网络向公众发布。本文提出了浮动车信息处理的核心算法模型,主要包括地图匹配、路径推测和道路路况计算三部分,并分别对这些算法进行了详细描述。     

一种基于位置服务的动态虚拟交通诱导系统

交通诱导系统将经过处理的交通状态数据发布在公共平台上,供人们作为选择路径的参考。在一定时间内用户接收过多的信息,不仅影响到所需信息的辨别率,而且分散驾驶员的注意力,从而产生安全隐患。针对该问题,采用交通路网动态规划方法,提出一种基于位置服务的动态虚拟交通诱导系统,利用用户所处环境数据以及地图匹配算法提高用户定位精度;通过交通路网动态规划,过滤多余的道路交通状态信息,精简发布信息量;运用数据交换层技术以及坐标转换算法,扩大系统在移动设备上的适用范围,提高交通状态信息的发布效率。实验结果表明,该系统定位准确率达到95%以上,平均减少了70%的信息发布量。     

基于新道路发现的GIS地图更新算法

针对导航系统中电子地图的更新代价大、耗时长的问题,结合浮动车的历史GPS轨迹信息匹配到当前电子地图中时匹配时效的情形,提出了一种基于失效数据筛选的新道路判定和电子地图更新算法。首先,通过计算全部失效点的横纵跨度判断行驶轨迹的主方向。其次,通过飘逸筛选,剔除可能由于车载GPS采集设备因故障而产生的定位失准数据点组;利用基于直线的最小二乘法,对匹配失效的异常轨迹进行线性拟合,以确定轨迹的位置和方向;通过角度筛选,剔除误差较大的定位数据点组。最后,将筛选所得新道路的轨迹数据进行融合并排序,结合电子地图的路网结构,根据新道路的路段端点的匹配结果,将新道路插入到当前GIS电子地图的路网中。通过在某城市局部区域的电子地图路网数据上进行实验,结果表明该方法能够准确地判定和筛选新增道路,并将其正确地插入到电子地图的当前路网结构中。     

面向实际道路网络的浮动车采样间隔优化方法

目前基于浮动车的城市交通信息采集通常采用等间距进行采样,无法根据道路网络几何条件和状态的差异进行合理的采样间隔优化.针对现有采样算法的不足,本文提出了一种面向实际道路网络的浮动车采样间隔优化方法.首先通过构建四叉树模型对城市道路网络进行划分,确定空间采样分辨率,然后利用历史轨迹对浮动车的速度进行短时预测,最后在不影响空间采样分辨率的基础上实时动态优化采样间隔,在交通信息的精度与信息的采集成本之间取得平衡.通过仿真试验的定性定量分析,新算法能够在不同复杂程度的道路网络情况下动态调整采样间隔,不仅确保了采样数据的精度,而且降低了采样数据容量.     

大规模浮动车系统路网变更检测技术综述

利用浮动车系统提供的车辆动态位置数据进行路网变更检测,可有效提高电子地图数据的更新效率,降低更新成本。本文综述比较了浮动车系统及其利用图像处理技术进行路网变更检测中各个关键环节采用的经典算法,并对基于浮动车数据的路网变更检测技术中的一些关键问题进行了深入探讨。     

面向复杂路网低频GPS采样数据新型地图匹配算法

大数据时代低频采样交通轨迹数据呈指数级增长,准确、高效地对复杂路网中产生的海量低频浮动车数据进行地图匹配对出租车载客热点和路线推荐具有重要意义。基于上述考虑,提出了一种基于曲线拟合的改进算法,对缺失的轨迹数据和路网数据分别使用插值和均值化的方法进行补全,利用Geohash技术对路网和轨迹数据进行存储和搜索,充分考虑车辆速度和道路限速因素,使用轨迹点后向向量和路段向量对路候选段进行分析,设计综合评价函数得到最优匹配结果。实验结果表明,与传统垂直投影算法和曲线拟合算法进行对比,所提曲线拟合算法准确率较高,时间效率得到显著提升。     

基于GPS浮动车数据的矢量地图校正算法

针对矢量数字地图生成过程中产生的误差以及传统校正算法精度低、无法校正拓扑错误等不足,提出通过对GPS浮动车数据进行聚类分析,提取GPS浮动车数据中隐含的道路节点位置信息,对道路图层进行校正的算法。应用该算法,在VB6.0开发环境和MapInfo二次开发控件MapX支持下,实现了重庆市江北区道路图层中部分快速路的校正,校正后的道路通过与Google Earth比较,发现校正后道路图层拓扑明显比校正前更加吻合实际的道路拓扑。与传统常规方法相比,该算法无需选取控制点信息,能够很好地修正路网拓扑错误,适合实际应用中的复杂情形。     

基于浮动车数据的快速交通拥堵监控

浮动车技术是近年来智能交通系统中所采用的、获取道路交通信息的先进技术手段之一,可作为大规模实时交通监控的数据源.由于浮动车数据规模庞大,从大量移动对象中有效处理流数据是其中一大难点.采用相似轨迹聚类的思想,结合与拥堵特征相关的交通参数,提出了拥堵同伴发现算法.该算法能从浮动车轨迹流数据中筛选出可能发生拥堵的浮动车数据,从而对拥堵区域变化趋势进行概化预测,由预测结果决定负载处理方式.此外,设计基于预测的多优先级调度算法用以实现整个监控流程.提出的方法可有效降低处理浮动车数据的代价,实现快速交通拥堵监控.通过在城市路网中大规模出租车轨迹数据上的实测,验证了这种算法的有效性和优势.     

基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法

在道路交通路网中,车辆拥堵问题是流量与路网结构之间相互作用的一个复杂动态过程,通过车辆路径规划,实现对路网网格集成调度,从而提高路网通行吞吐量。传统方法采用并行微观交通动态负载平衡预测算法实现车辆拥堵调度和车辆路径规划,不能准确判断路面上的车辆密度,路径规划效益不好。提出一种基于云网格集成调度的防拥堵车辆路径规划算法,即构建基于Small-World模型的云网格路网模型,采用RFID标签信息进行路况信息采集,实现交通网络拥堵评估信息特征的提取,采用固有模态函数加权平均求得各车道的车辆拥塞状态函数,对所有车道内车辆密度取统计平均可获得簇内的车辆密度。设计交通路网拥堵检测算法来对当前个体道路信息进行一维邻域搜索,从而实现车辆路径规划控制目标函数最佳寻优。通过动态博弈的方式求得车辆防拥堵路径的近似最优轨迹,实现路径规划算法的改进。仿真结果表明,该算法能准确规划车辆路径,实现最优路径控制,从而提高严重拥堵路段的车流速度和路网吞吐性能,性能优越。     

区分交通流模式的混合服务路口信号控制策略

相对于固定配时,基于交通流的动态变化特征的信号配时算法具有更好的道路状态适应性.鉴于此,提出一种基于交通流识别的自适应控制策略,首先利用自组织映射网络(SOM)神经网络对历史交通流状态聚类,结合路口时间段与路段环境特征分析实现交通流模式划分;在此基础上,引入概率神经网络(PNN)对该路口的交通流模式进行训练学习;最后针对不同状态类型交通流量,动态选取门限服务轮询信号配时和韦伯斯特信号配时策略计算信号灯配时周期,实现控制策略与交通流动态变化特征的匹配.仿真实验结果表明,区分交通流模式的混合服务路口信号控制方法对车流的随机变化具有更好的适应性.     

基于路由机制的变权网络路径快速生成算法

在大规模交通流仿真中,车辆个体路径生成环节存在着大量重复计算。为避免重复计算及提高车辆个体路径生成速度,将计算机网络中的路由机制引入到交通流仿真中,提出一种基于路由机制的变权网络路径快速生成算法,即把每个道路路口节点作为路由器,分解并存储原本与车关联的路径作为指路信息。仿真车辆通过访问该指路信息获取下一步行车方向,并且当路网权值发生变化时,能及时响应路网的动态变化,从而给出求实时路况下仿真车辆行驶路径的一种方法。     

基于偏好的个性化路网匹配算法

定位技术的普遍应用,使得随时随地获取个人位置成为可能,进一步推动了基于位置的服务等新型应用的发展,产生了海量轨迹数据.精确的路网匹配对提高这些新型应用的服务质量具有重要的研究意义,然而受众多因素的影响,大部分轨迹的采样率较低,比如由签到类应用或低功耗设备生成的低采样轨迹,给路网匹配带来了巨大的挑战.研究基于偏好的个性化路网匹配（driving preference based personalized map-matching,简称DPMM）,提出了在动态道路交通网络中的用户驾驶偏好模型.基于该模型,提出了两阶段路网匹配算法：局部匹配搜索用户最可能采用的几条局部Skyline路径;设计了全局匹配的动态规划算法,该算法返回在用户驾驶偏好下最可能的多条全局路径作为最终匹配结果.实验结果充分表明,该方法是有效的和高效的,具有一定的使用价值.     

道路交通网络中的关键节点识别方法研究

在现实世界中，大量复杂系统都可以通过抽象的节点和连边构成的网络来加以刻画。作为城市交通系统的重要组成部分，道路交通网络是一个典型的复杂系统，与人们的生活密切相关。道路交通网络中的关键节点识别问题是复杂网络领域研究中的一个经典难题。传统的度中心性算法和PageRank算法在复杂网络的关键节点的识别中具有较好的应用，考虑到道路交通网络中关键节点的特殊性和彼此关联性，在度中心性算法的基础上引入贪心算法的思想，提出了一个基于贪心策略的度中心性关键节点识别方法；同时，在PageRank算法的基础上引入贪心算法的思想，提出了一种基于贪心策略的PageRank关键节点识别方法，从而使道路交通网络中关键节点识别的结果更合理，在交通道路维护保养、规划设计，以及犯罪分子潜逃阻断等领域都有重要的应用价值。通过公开数据集与经典的关键节点识别方法做比较，验证了算法的有效性。     

OSM/高德路网匹配融合技术在道路空间化中的应用

“六合一”道路编码是交管业务中用来定位事故和违法的基础文本数据,缺乏空间位置信息,而已有的常用路网数据如高德路网,都是基于多车道路段表达的路网且现势性相对于OSM（OpenStreetMap）路网较低,难以满足交管业务的需求。针对上述问题,以高德路网作为基础、高现势性的OSM路网作补充,将轨迹聚类分析中的LCSS（longest common subsequence）算法应用在路网匹配过程中,并对匹配后的路网使用Stroke方法进行路网融合。实验结果表明,使用LCSS算法可以达到良好的路网匹配效果。最后基于此开发了一套路网匹配融合程序,并在武汉市交通管理局投入使用。     

基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型

为了将交通出行需求对路网交通流量的影响进行动态的量化分析,提出了一个基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型。利用O-D矩阵估计的重力模型计算方法、复杂网络理论和路段阻抗模型,构建了路网模型;在人们出行总是选择路段阻抗最小路径的假定下,设计了出行需求的路网流量映射算法;基于离散事件仿真,在PC系统上实现了路网流量仿真系统。仿真结果表明：该仿真系统可以根据各交通子区域出行需求的变化,精确模拟路网流量和交通状态的动态演进。     

基于变结构离散动态BN的最优交通路径规划

为了确保城市路网交通流平稳运行和各路段交通流量合理分配,提出了一种基于变结构动态BN的最优交通路径规划方法。该方法考虑驾驶员偏好,按时间序列建立适用于交通路径规划的变结构离散动态BN模型,采用最大似然估计算法和参数的自适应产生算法学习网络参数,用基于时间窗的动态BN近似推理算法中固定窗口宽度方法进行在线推理。结合实例对算法进行仿真,并与Dijkstra算法所得结果进行比较。实验结果表明变结构离散动态BN能利用实时采集到的信息对最优路径进行实时更新,在线决策。