基于矢量道路栅格化的海量浮动车数据快速处理

针对海量浮动车数据特点和快速处理要求,提出了一种基于矢量道路地图栅格化的海量浮动车数据方法,该算法的关键是矢量道路栅格化过程中包括了道路缓冲区和属性信息。道路缓冲区的宽度由一个与浮动车数据位置误差和道路宽度相关的置信区域决定;矢量道路缓冲区转换成栅格图后,栅格图中像素的位置对应着实际地理坐标,而像素值的灰度值表示道路的等级、名称、编号等属性或方向等信息;然后将海量浮动车数据与栅格道路地图进行叠加处理。这种方法不仅可以精确地计算出城市道路地图坐标系与浮动车数据坐标系之间的变换参数,而且还能够快速地获取区域路网以及特定道路的行驶速度。最后,通过超过一千万个真实的武汉市浮动车数据,并与经典的浮动车数据处理算法进行比较,验证了矢量道路栅格化方法处理海量浮动车数据的可行性和有效性。     

基于加速度噪声的浮动车路况计算方法

现阶段,基于浮动车数据的道路交通状况预测成为路况计算的主要方法之一。通常情况下,上述方法利用装设在出租车或其他小型车辆上的GPS接收设备计算被监测车辆的平均车速,从而获取车辆行驶路段的道路交通状况。使用该方法计算路况的前提是,浮动车的行驶速度近似等于道路自由交通流速度。在很少有出租车行驶的城际高速公路和郊区道路上,只能通过装有GPS设备的大型车辆,如大型客、货车作为浮动车计算路况,然而,上述车辆的行驶速度往往低于所在道路的自由交通流速度,使用传统浮动车路况算法会造成较大的误差。因此,需要引入一种新的算法,以实现基于大型低速浮动车的道路交通状况计算。本文针对这一问题,提出了基于加速度噪声的浮动车路况计算方法理论,并结合路况直报系统真值对计算结果准确性进行了验证,为通过大型低速浮动车GPS数据计算道路交通状况提供了一种可行的解决方案。     

基于浮动车停车点数据交叉口车辆排队长度计算方法

浮动车数据中存在许多行驶速度为零的停车点数据记录,它们和交叉口车辆排队长度存在一定的空间关系.针对此提出一种新的基于浮动车停车点数据计算交叉口前车辆排队长度的方法.首先根据车辆停车点地理位置和正常行驶点的连续关系及和路段的相对位置进行地图匹配,提取出路段上交叉口前正常排队停车点数据;然后从正常排队停车点数据中计算出相对交叉口的浮动车数据相对位置关系,根据对浮动车停止点距离交叉口的位置密度分布变化进行2次统计计算,推算出交叉口前车辆排队长度.最后通过实际浮动车数据计算实例对本方法进行了说明和验证.     

基于样本容量的浮动车数据路网覆盖能力研究

以出租车作为浮动车数据采集探测车,针对探测车在路网上行驶的不确定性,提出浮动车数据路网覆盖能力的概念,研究覆盖能力与探测车样本量之间的关系.以覆盖强度和覆盖率为指标,采用简单随机抽样方法,研究了在10种样本条件下浮动车数据路网覆盖能力的变化情况,并进行回归分析.结果表明:在不同样本容量下,浮动车数据对各等级路网的覆盖强度和覆盖率均具有相似的时变特征;各等级路网的平均覆盖强度随样本容量线性增长,增长率随道路等级下降而迅速减小,高等级道路具有更高的覆盖强度;各等级路网的覆盖率随样本容量增大呈非线性增长,高等级道路能够更快达到稳定值;用浮动车数据判别高等级道路的交通状态,可适当降低样本容量.     

基于大规模浮动车数据的城市道路网复杂度分析

针对现有浮动车技术应用研究中缺乏道路网络复杂度的定量分析,引入置信点的概念,提出了一种基于大规模浮动车数据的城市路网复杂度分析方法.利用该方法统计了路网中各路段的置信点分布情况和置信点的平均匹配距离,建立了城市路网复杂度模型.结合浮动车数据的预处理,提出了城市路网复杂度的分析流程.以广州市为例,分析了广州市全局路网和4类典型城市道路代表路段的复杂度.对于地图匹配算法实证研究中的指定路径,具体分析了其各组成路段的复杂度及其主要影响因素.     

基于CMEM模型的武汉市轻型机动车平均排放因子研究

运用GPS和OEM收集了武汉市主要道路上的车辆行驶与实时排放数据.得到了武汉市机动车平均排放因子.根据车辆参数信息和行驶信息,运用CMEM模型模拟了武汉市机动车微观尾气排放,并与实测数据进行了对比.数据分析表明,用CMEM模型计算的武汉市机动车实时排放数据与实测数据总体趋势是一致的,并对CMEM在武汉市的适用性和应用进行了探讨.     

浮动车数据中零速度点数据地图匹配方法

浮动车数据中存在大量的由于车辆频繁停车引起瞬时速度为零的停车点记录,这些零速度点由于方向角不准确,常规的投影和几何地图匹配的算法不能有效地将其匹配到路段上。通过对浮动车辆停车原因进行分析,提出了1种基于浮动车停车点数据过滤筛选的地图匹配方法,可以将能够表示路段交通状态的交叉口车辆排队零速度点提取出来,匹配到路段上,同时过滤掉和交通状态无关的零速度点,从而增加了有效样本数量,为进一步对整个路网运行状态的全面评估提供数据支持。     

浮动车数据路网时空分布特征研究

以出租车作为浮动车数据采集源,针对浮动车数据路网分布的不均衡性,提出覆盖强度和覆盖率2个指标,通过大量样本分析浮动车数据路网分布的时变特征,以及在不同区域、不同通道上的分布特征.结果表明:浮动车数据的路网覆盖强度和覆盖率在一天中具有持久而稳定的高峰时段,在一周的工作日内能够保持稳定;高等级道路在各个时段总是具有更高的覆盖强度和覆盖率,根据浮动车数据计算的路段行程车速与人工实测数据吻合较好;在非高峰时段、非中心区域,以及低等级道路上,浮动车数据的覆盖强度和覆盖率相对不足.     

一种适用于复杂城市路网的浮动车实时地图匹配技术

地图匹配技术是浮动车系统从数据接收到结果展示各个环节中最为关键的一项内容,但是目前国际上浮动车系统多用于路网结构简单的高速公路系统,而将匹配技术应用于立交遍布、主辅路交错的复杂城市道路系统时往往得不到满意的匹配效果.文章通过对现有各种地图匹配方法的分析比较,针对大采集时间间隔GPS数据在北京市复杂路网结构中遇到的实际问题,提出了一种局部节点匹配的改进的最优路径选择算法,将该算法应用于实验系统后,获得了令人满意的匹配速度与准确度,证实了这一地图匹配算法能较好地适用于现代复杂城市路网的实时浮动车计算系统.     

武汉市公交车典型行驶工况的构建

利用实测的公交车运行数据,建立符合公交车运营特点的行驶工况.首先将连续行驶数据进行短行程划分并计算各短行程的特征值;之后采用主成分分析将12个特征值降为4个主成分,利用相关系数法建立了武汉市公交车的综合行驶工况;同时采用聚类分析对短行程分类,构建了公交车在拥堵道路、较畅通道路、畅通道路3类交通条件下的行驶工况;各工况同实测数据的相关系数均超过了0.98.研究结果表明,该地区公交车平均运行速度为19.46 km/h,各行驶模式下的时间比例分别为:加速26.39%、减速23.61%、匀速33.33%、怠速16.67%.此外将所建立综合工况与燃油消耗量测试工况C-WTVC比较,发现二者在平均速度和怠速时间比例方面存在较大差别.因此有必要针对公交车专门开发测试工况,从而为交通和环保部门的公交运营管理提供指导.      

基于速度特性的城市快速路常发性交通拥堵研究

基于城市快速路浮动车技术,获取北京市快速路瓶颈路段全天交通流运行速度时间序列数据,对快速路常发性交通拥堵形成及消散进行精细化定量分析。首先应用小波分析技术对数据进行降噪处理,依据速度变化特性将快速路瓶颈处交通流运行状态划分为稳定运行态、拥堵形成态、拥堵态及拥堵消散态4种状态,并分析不同状态下的速度表现特征。研究表明,应用速度变化量可以判别交通流所处状态,而后利用统计学方法给出不同状态之间变化的判断阈值,并归纳出快速路常发性交通拥堵形成时刻、消散时刻及持续时间的判别方法。该方法对拥堵特性判别精度可达80%以上,对交通拥堵预测及交通管理具有明显实际应用价值。      

一种三轮客车用的新型传动系统

本项目应用于三轮客车、正三轮客车和四轮沙滩车,它带有倒档和2个前进档的变速器安装在差速器半轴全浮式驱动桥主传动锥齿轮轴上。与传统传动系统相比,车辆输出转矩和速度变化范围扩大,整车动力性和经济性得到提高。     

固定检测器和移动检测器的交通信息融合方法

固定检测器和移动检测器在检测参数、数据精度、覆盖范围、采集成本等方面存在较大差异,具有很强的互补性.分析了固定检测器与移动检测器进行信息融合的必要性,提出了交通信息融合的总体框架.在分别阐述了基于固定检测器和基于移动检测器的区间平均速度估计方法基础上,采用BP神经网络对区间平均速度进行信息融合.以上海市南北高架道路为对象,利用Vissim仿真软件对基于BP神经网络的交通信息融合方法进行了实例分析,结果表明,该方法可以明显提高区间平均速度的精度.     

基于GPS浮动车的交通信息采集系统研究

针对目前基于GPS浮动车的交通信息采集系统相关研究不够系统、深入,导致大量有用基础数据浪费、输出交通数据质量偏低、系统运行效率不高而成本较高等问题,设计了一种基于GPS浮动车交通信息采集系统的逻辑结构,系统关键技术的分析、介绍,为应用系统的开发与实现奠定了基础。     

高速公路常发性交通拥挤路段实时判定与跟踪研究

提出的自动判定和实时跟踪高速公路常发性拥挤路段的方法包含3个算法：①路段平均车速算法；②交通流区段类型判定算法；③排队类型判定算法。考虑采用两个前后相邻车辆检测站之间的路段平均车速来实时判定和跟踪常发性交通拥挤路段的情况，使得模型所提供的信息更能反映路段的真实交通状况。采用路段平均车速的方法克服了目前采用点速度来跟踪车队方法的局限性，并且采用“客观”标定临界车速作为基于现场数据判定车队状态的一种方法。     

面向实时交通状态参数估计的浮动车车速置信优化算法

针对浮动车数据稳定性问题,在浮动车及其数据特性分析的基础上,设计了考虑车速置信权重的交通状态参数算法。以车速、样本数和时间为衡量基准得到置信权重,据此计算交通状态参数。在出现异常数据时进行去噪处理;在数据量不足或数据连续性不好的情况下融合历史数据及临近时段数据,以反映真实交通状态。通过编程仿真和实地实验,对优化算法进行数值分析和测试,证明该算法可有效消除异常数据波动和数据量不足的影响,对交通状态参数估计具有较高的准确度和平稳性。     

基于浮动车数据的交叉口范围动态划分方法

目前路网分析与行程时间计算的误差很大程度受路段和交叉口划分位置的影响。通过分析车流在交叉口的受阻交通过程,提出了基于浮动车数据的密度法和减速点法对平面交叉口范围进行动态划分的方法,并利用南京市浮动车数据对其进行了实证和延误对比分析,结果表明这2种方法能反应交叉口交通流的时变规律,准确地对交叉口范围进行动态划分,相对于交叉口静态范围划分,在交叉口延误计算等方面具有弹性优势。     

北京地区实际行驶工况下柴油机负荷分布研究

通过某满足国Ⅲ排放标准的柴油车在北京地区高速行驶工况下ECU获取的发动机转速和油门开度数据,结合其台架试验时的速度特性数据,计算出实际行驶工况下负荷分布特征,并与ESC(13)试验工况特征进行对比。结果表明,实际道路行驶时发动机的负荷分布和ESC(13)试验工况差异较大,发动机并不能发挥其最佳的经济性和动力性。应对整车重新进行匹配或实施与北京地区实际道路行驶发动机负荷特征相一致的台架试验方法来减少排放。