基于改进AOE网络的低频浮动车数据地图匹配算法

由于低频浮动车数据时间间隔较长,现有地图匹配方法难以满足低频浮动车数据地图匹配的要求.综合考虑浮动车数据轨迹点之间的整体特性,在局部和全局地图匹配算法的基础上,提出了一种基于改进AOE网络的低频浮动车数据地图匹配方法.首先,采用相交分析判断GPS点缓冲区和候选路段的关系,以获取候选路段和候选匹配点;其次,基于四叉树空间索引和Dijkstra算法,获取候选匹配点之间的最短路径;第三,设计了一种改进AOE网络,提出了基于改进AOE网络的最短可达路径算法,以获取最终的地图匹配点;最后,对改进AOE网络的地图匹配算法进行评价,并通过实验分析了算法的时间效率和正确率.实验结果表明:基于改进AOE网络的地图匹配算法正确率为95.3%,程序执行总时间为96.8 s. 其正确率分别比点到线的局部地图匹配方法和基于弱Frchet距离的全局地图匹配方法的正确率高13.6%和2.8%.      

基于时空贝叶斯模型的快速地图匹配算法

为了优化海量浮动车数据的地图匹配的精度和效率,从候选路段筛选和最佳路段匹配两个层面研究地图匹配过程。首先,根据路网拓扑和形状点,采用最近邻分治法划分路网和筛选路段;进而,基于时空贝叶斯模型分析轨迹序列的时空关联,并结合方位角因素,建立最佳路段匹配模型。通过在实际轨迹数据集中测试,在保持匹配准确度为92%以上时,相比最短路径匹配方法,将运行时间缩减到50%左右,并且将异常轨迹点有效地匹配到目标路段中,表明该模型在提升计算效率和精度上具有实用性。     

基于GPS与图像融合的智能车辆高精度定位算法

车辆自定位是实现智能车辆环境感知的核心问题之一.全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差通常在10 m左右,不能满足智能车辆的定位需求;惯性导航系统成本较高,不适于智能车辆的推广.本文在视觉地图基础上,提出一种基于GPS与图像融合的智能车辆定位算法.该算法以计算当前位置距离视觉地图中最近一个数据采集点的位姿为目标,首先运用GPS信息进行初定位,在视觉地图中选取若干采集点作为初步候选,其次运用Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)全局特征进行特征匹配,得到一个候选定位结果,最后通过待检测图像中的局部特征点与候选定位结果中的三维局部特征点建立透视n点模型(Perspective-n-Point,Pn P),得到车辆当前的位姿,并以此对候选定位结果进行修正,得到最终定位结果.实验在长为5 km的路段中进行,并在不同天气及不同智能车辆平台测试.经验证,平均定位精度为11.6 cm,最大定位误差为37 cm,同时对不同天气具有较强鲁棒性.该算法满足了智能车定位需求,且大幅降低了高精度定位成本.     

基于手机基站数据的混合地图匹配算法研究

基于移动通信的交通信息采集是智能交通系统中新兴的应用技术之一,将车载 手机定位到电子地图上是其应用的基础,而地图匹配技术则是解决车载手机定位的关键. 本文通过对车载手机行驶在不同的路网时所产生的基站切换数据信息,分析得到车载手 机实际运行时基站切换的基本规律;并结合电子地图的数据结构特点,对使用基站切换 数据进行地图匹配时需解决的难点问题展开研究;在使用基站切换对代替道路稳定切换 序列的方法的基础上,提出了结合切换对和基站源址的混合地图匹配算法.此算法可以缩 小待选路段集,有效处理交叉口和平行路段等复杂情况,提高匹配准确率.最后,选取广州 大学城为实地测试区域,验证了此算法的可行性.     

基于车速推算的改进地图匹配算法研究

车载GPS/DR组合导航监控系统中,GPS/DR数据不可避免受到各种误差源的影响而产生较大的误差,为了降低各种误差源对车辆导航的影响,有机结合能改善GPS/DR数据误差对导航影响的地图匹配算法,从而构成了GPS/DR/MM智能导航系统.文中通过分析地图匹配算法的关键技术和影响地图匹配算法可靠性等因素,提出一种基于车速递推的地图匹配算法,该算法利用基本可信数据--车速,从而很大程度地提高了地图匹配算法的可靠性.通过跑车实际数据测试表明,该算法是行之有效的.     

基于典型经验路径库的路径规划算法

出租车驾驶员对城市道路交通状况较为熟悉,他们选择的路径具有代表性。为了挖掘出租 车驾驶员的路径选择经验,最大程度地保留经验选择并融合到路径规划算法中,建立了基于典型 经验路径库的路径规划算法。首先,通过对出租车GPS数据进行预处理、地图匹配、载客轨迹信 息提取,建立出租车历史载客轨迹集;然后,基于网格划分建立不同时段、不同网格之间的经验 路径库;最后,提出了基于典型经验路径库的路径规划算法,并以广州市交通网络和浮动车为实 验数据。实验结果表明,该算法得到的路径其行程时间较少,平均速度较高,能够保持道路等级 的连贯性,且能适应不同时段的交通情况,更符合个人认知。     

换乘约束下城市多方式交通分配模型与算法

基于超网络理论构建了可换乘条件下城市多方式交通系统的超网络模型,同时基于所建超网络,在考虑出行者的换乘规律和换乘行为等因素下,定义了可行超路径.将超网络的路段划分为行驶路段、换乘路段、上网路段和下网路段等4类,考虑出行时间、货币费用及舒适度感受3种因素,建立各类路段的广义费用函数及超路径广义费用函数.基于超路径费用,定义了有效超路径.在此基础上,提出城市多方式交通系统的随机平衡分配模型,并且提出了换乘约束下有效超路径和最短可行超路径的搜索算法.最后,通过一个数值算例说明所提出方法的可行性和有效性.     

一种基于WSN和GPS融合定位的 浮动车路况优化研究与验证

为解决浮动车数据在城市范围内存在的“信号漂移”和“信号盲区”问题,提高地图道路 适配准确率和路况信息准确率,研究应用WSN无线定位技术以及地图匹配技术,设计数据融合 框架,提出基于WSN和GPS的融合数据路况优化算法及计算流程,监测车辆在路网上的行驶状 况和各路段的拥堵程度。通过选取广州市800 个车载传感器节点、20 个路侧传感器节点以及3 个路段进行现场数据验证,结果显示在加入WSN定位数据并采用上述算法处理后,地图道路适配准确率提高约4%,路况信息准确率提高约5%,同时路况信息的处理速度也得以提高。可见,基于该优化算法,WSN和GPS融合定位数据能有效提高浮动车路况的准确性和有效性。     

北京市浮动车交通状况信息实时计算系统

为应用于复杂城市路网的浮动车系统建设,提出了利用浮动车数据实时计算路网速度的系统建设流程,包括GPS数据接收、数据预处理、数据在电子路网底图上的匹配以及路段运行车速计算。并从数据过滤合理性、地图匹配效率、路网覆盖率及结果可信度等方面验证了该方法的可行性与实际效果。经验证,原始GPS数据经过预处理过滤后能显著提高点匹配率,而改进的路径匹配算法能使过滤后的数据达到95％左右的匹配率,基本覆盖大部分北京市快速路和主干路。     

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地图匹配是车辆导航系统中的重要定位技术.论文从选择候选匹配路段的角度出发，提出了基于曲线拟合的地图匹配算法.论文先介绍了曲线拟合的原理，接着详尽介绍了墓于曲线拟合的地图匹配算法，并讨论了该算法的匹配率等性能，最后给出了仿真结果.     

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本文提出了基于J2EE技术的城市交通诱导Web-GIS三层模型系统实现方案。并以北京市为例，采用Struts+ Hibernate+ JDBC技术构建了B/S结构的实时交通信息发布与诱导系统，克服了已有的城市交通信息Web-GIS系统只面向交通管理层的局限。该Web-GIS采用MapXtreme Java作为地图管理构建的瘦客户机/服务器模式，通过将查询道路与GPS实时浮动车数据进行动态匹配，来获得路线实时的交通信息，并结合重要的道路消息，为出行者提供可靠参考。     

应急车辆动态路径选择的两阶段优化模型

为研究突发事件情境下交通路网动态变化时的应急车辆路径选择问题，提出应急车辆动态路径选择的两阶段调度优化模型。通过结合路网动态状况和应急救援特征，建立基于最大路径可靠度和最短行程时间的两阶段优化模型；通过混沌搜索改进布谷鸟算法初始种群，并加入蛙跳算法改进局部搜索操作，设计混合布谷鸟算法，改善全局寻优能力；以某市某区部分区域路网为例，将该区域路网实时交通数据应用于模型和求解算法中。实验表明，利用两阶段优化模型和算法编码方案能成功获得出发点到救援点的动态可靠路径，相同行驶路径情况下模型与算法求解的最短行程时间与实地驾车获得的最短行程时间最大误差不超过8%，说明优化模型可行。3 种不同算法求解K最短路径的结果发现，混合布谷鸟算法得到的最短行程时间比粒子群算法和 经典布谷鸟算法得到的结果都要小，且计算时间最短，表明混合布谷鸟算法求解的结果最优，性能最好。     

Research on the Best Routing Algorithm of Terminal Distribution Based on the Random Factor of Road Hustling Degree

Dijkstra algorithm is a basic algorithm to analyze the vehicle routing problem (VRP) in the terminal distribution of logistics center. According to the actual client demands of service speed and quality, the conceptions of economical distance of delivery and the best routing algorithm were given on the base of the Dijkstra algorithm with consideration of a coefficient of the road hustle degree. Economical distance of delivery is the shortest physical distance between two customers. It is the value of goods delivery in shortest distance when concerning factors such as the road length, the hustle degree, the driveway quantity, and the type of the road. The improved algorithm is being used in the development and application of a distribution path information system in the terminal distribution of logistics center. The simulation and practical case prove that the algorithm is effective and reasonable.     

基于层次分析法的应急救援最优路径选择分析

运用图论中的最短路径相关知识,综合道路交通的各种相关因素,给出道路应急救援系统中最优路径选择的解决方法.首先应用层次分析法分析影响路径的权重系数,然后用Dijkstra算法求出最短路径,并通过MATLAB进行计算仿真,结果表明此方法能够有效地解决应急救援系统中的最优路径问题.     

基于车路协同的车辆定位算法研究

为解决道路交叉口车辆由于定位信号缺失或者延迟引起的车辆定位偏差较大的问题,提出了基于车路协同的协同地图匹配算法（cooperative map-matching,CMM）. 首先利用扩展Kalman滤波（extended Kalman filter,EKF）融合GPS与车载航位推算系统（vehicular dead reckoning,DR）信息作为协同地图匹配的预先定位;然后基于短程通讯技术实现车辆信息的交换与共享,在电子地图的基础上,利用道路约束实现车辆进一步定位. 为了验证算法的有效性,搭建了模拟真实场景的仿真环境进行实验. 研究结果表明:采用EKF融合GPS/DR数据的交叉口车辆定位平均偏差为9.09 m,相比GPS 的14.31 m,定位偏差减小30.87%;采用CMM算法的交叉口车辆,当参与CMM车辆数为7时,平均位置偏差为4.5 m,参与CMM车辆数为10辆时,平均位置偏差为2.75 m,相比EKF定位偏差减小69.74%.      

智能交通系统中几种最短路径算法分析

最短路径选择是智能交通系统的重要研究课题,它能够根据存储在电子地图中的道路网的拓扑关系,实时准确地规划出最短路径。目前的最短路径算法主要有4种,即Dijkstra搜索算法、A＊算法、A＊优先算法、A＊双向分层启发式算法,每一种算法都有不同的执行标准,例如有的算法考虑获取最短路径,但没有考虑算法运行时间;有的算法同时考虑在运行时间和获取最短路径这两个方面。详细分析这4种算法的路径算法,比较其优劣。     

随机时变特征下基于行程时间的路径选择算法

基于南京市实测数据分析了道路交通流实际随机、时变特征,证实现有行程时间最短路径算法相关研究中对道路交通流的随机、时变特征的假设与实际不符.以反例论证道路交通流实际随机、时变特征下,自适应算法(Adaptive Routing Policy)在求解行程时间最短路径方面的无效性.针对交通模式时段内道路交通流随机、时间无关的特征,以及路段行程过程中行程时间的确切概率分布难以知晓的实际情况,提出基于历史概率分布的历史期望行程时间最短k路径基础上的考虑风险衡量及当前道路实际交通流状况的路径选择算法.     

智能交通最短路径Dijkstra模糊动态方法分析

提高道路网络上的动态路由选择效率是当前路网建设中的难题,现有解决路由问题的方法都是基于静态方向的研究。提出一种基于模糊的Dijkstra最短路径动态算法,以被量化的限定用户参量为语言变量,用模糊集理论提供模糊数输出在网络上的最短路径预测。通过处理模糊参数,提出用模糊数表示不同路径与边长间距离的两种比较方法。采用梯级平均综合表示法改进Dijkstra算法,并以数值的道路网络实例来说明该方法的有效性。