基于手机基站定位数据的地图匹配研究

研究如何利用手机基站定位数据信息进行地图匹配,其基本原理是通过采集车载手机通过道路的基站切换序列,在剔除冗余数据后,利用初始蜂窝小区定位算法实现每一个切换点在电子地图上的匹配,再利用路网的连通性实现路径的匹配。选取广州市到中山古镇路段作为实验路网进行实地实验,对所获得的基站信息进行数据处理和地图匹配的结果进行分析,证明通过手机基站定位数据来进行地图匹配的可行性和有效性。     

卫星定位不停车收费中基于决策圈的路径识别方法

首次提出在复杂区域使用决策圈的方法进行地图匹配,并提出一种GPS地图匹配和设置决策圈结合的新的路段识别方法,用于解决高速公路卫星收费系统或车栽导航中复杂路段地图匹配不准确的问题.对常规地图匹配算法GPS由于精度难以匹配的路段区域设定决策圈,对决策圈内路段进行特殊匹配处理.在处理方法上利用预先采集到的路段上的准确点代替电...     

卫星定位收费系统车载收费地图定义和地图匹配方法

根据我国现有封闭式收费高速公路的特点,定义了一种新的由收费关键点和关键路段组成,满足卫星收费系统路段识别需求的车载电子地图.基于收费地图定义,提出了一种新的路段识别匹配方法.在路段识别匹配过程中,采用随车速动态调节搜索匹配范围的方法.地图路段匹配方法将路段识别变成关键点识别,根据计费标示值和路段属性识别判断道路出入口和...     

基于曲线拟合和网络拓扑的综合地图匹配算法

为了使车辆导航系统能给人们提供精确可靠的车辆位置信息,提出了1种减少车辆定位误差的综合地图匹配算法.该算法将基于曲线拟合和网络拓扑关系的2种地图匹配算法结合起来,采用误差圆法、最小二乘法及投影法,解决基于曲线拟合算法在靠近的平行路段匹配率不佳的问题.用北京市物流电动车的GPS数据进行多个样本的实验验证,匹配率均在95%以上,单点平均匹配时间在5 ms以内,与基于曲线拟合的地图匹配算法相比,综合算法复杂度降低,准确度和实时性提高.结果表明,综合算法可以应用到实际地图匹配工作中,尤其对于相互靠近的平行路段有明显的优势.      

车辆导航系统中基于三维电子地图的单GPS车道级定位方法研究

在对三维电子地图建模的基础上,提出了一种基于单GPS的虚拟差分、高程辅助定位和碰撞检测误差消除相结合的车道级车辆定位方法.该方法将车辆定位分为两次地图匹配过程,即首次通过虚拟差分技术和高程辅助定位技术对GPS定位参数进行修正,提高定位精度,然后在三维电子地图中结合碰撞检测技术实现车道级匹配.通过实地DGPS跑车对比实验,证明该方法完全能够满足车道级路径引导的要求.     

基于卫星定位不停车收费通行费用计算方法研究

根据我国道路收费具有的道路出入口众多、车辆分类较细、费率定义复杂等特点,在不同的收费模式下,提出了适用于我国的可在车载终端上实现的按行驶里程计费和按出入口计费两种费用计算方法。在按行驶里程计费中,通过分类型路段匹配方法提高了基于GPS定位的卫星收费准确性及有效性。按出入口计费中,提出了一种新的出入口费率记录表的存储方法,并在车载终端上通过智能模拟人工查询实现费用计算。文中最后对这两种费用计算方法进行了比较及分析。并在卫星收费实验系统中进行了实验和验证。     

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.     

基于虚拟差分的单GPS车道级地图匹配方法

本文提出一种采用最小二乘法拟合单GPS虚拟差分定位参数修正的方法,并在对车道级地图匹配问题的描述基础上,提出采用递阶式地图匹配方式,通过粗匹配和精确匹配两个阶段实现车道级地图匹配,实验测试,表明该方法具有理想的匹配效果。     

基于多级网络划分的匹配道路初筛方法研究

针对GPS车辆定位系统地图匹配过程中传统匹配道路初筛方法在筛选速度和准确性方面的不足,提出了一种基于多级网络划分的匹配道路筛选方法。算法采用多级网络简单划分、层层筛选的策略,保证了初筛区域的快速、准确定位与初筛路段的准确获取,与多种传统的筛选方法,进行了基于实际数据的运行效果的对比。实证分析可知,文中提出的方法效果较好。     

考虑信号交叉口延时的最优车辆路径规划算法

本文中提出了一种考虑信号交叉口等待时间的车辆最优路径规划算法。通过GPS采集的浮动车数据与电子地图进行匹配,实时计算出各路段的车辆平均行驶速度和通行时间。基于马尔科夫链构建信号交叉口红绿灯的概率模型,通过车路协同技术预先获取各路段交叉口信号灯的位置和相位配时信息,并在车辆接近交叉口时对车辆速度进行优化,将车辆加速通过交叉口视为绿灯时间的延长,并以此构建车辆快速通过交叉口的等待时间模型。在此基础上,结合A*算法,提出一种考虑快速通过信号交叉口的改进A*算法。最后选取长沙市区某路网为算例进行仿真分析,结果表明改进A*算法所得路径的通行时间明显短于传统A*算法。     

A weight-based map-matching algorithm for vehicle navigation in complex urban networks

A map-matching algorithm is an integral part of every navigation system and reconciles raw and inaccurate positional data (usually from a global positioning system [GPS]) with digital road network data. Since both performance (speed) and accuracy are equally important in real-time map-matching, an accurate and efficient map-matching algorithm is presented in this article. The proposed algorithm has three steps: initialization, same-segment, and next-segment. Distance between the GPS point and road segments, difference between the heading of the GPS point and direction of road segments, and difference between the direction of consecutive GPS points and direction of road segments are used to identify the best segment among candidates near intersections. In contrast to constant weights applied in existing algorithms, the weight of each criterion in this algorithm is dynamic. The weights of criteria are calculated for each GPS point based on its: (a) positional accuracy, (b) speed, and (c) traveled distance from previous GPS point. The algorithm considers a confidence level on the assigned segment to each GPS point, which is calculated based on the density and complexity of roads around the GPS point. The evaluation results indicate 95.34% correct segment identification and 92.19% correct segment assignment. The most important feature of our algorithm is that the high correct segment identification percentage achieved in urban areas is through a simple and efficient weight-based method that does not depend on any additional data or positioning sensors other than digital road network and GPS.     

基于GPS的电子收费系统研究

介绍了基于GPS的电子收费系统（GPS-based ETC）,分析了系统的框架组成、工作原理和功能模块,重点对车载终端系统和管理控制中心系统进行了分析,并讨论了系统的优缺点。目前的研究是基于GPS的电子收费系统的框架组成。而基于GPS的电子收费系统,在国内应用以及收费监控实现将是下一个研究方向。     

浮动车系统地图的匹配精度

从地图匹配精度指标出发,针对浮动车系统的配置计划中的浮动车系统信息采集周期这一重要参数进行研究。分析浮动车系统数据特点,说明浮动车系统采集周期对浮动车服务质量的重要性;分析城市路网条件下精度随不同采集周期的变化情况,建立基于城市路网特征描述变量和采集周期等特征向量的地图匹配精度模型。模型由于包含城市路网特征描述向量,具有较高的移植性,应用此模型可以得到期望精度下采集周期的预测值,为浮动车系统的配置计划提供参考依据。     

Developing travel time estimation methods using sparse GPS data

Existing methods of estimating travel time from GPS data are not able to simultaneously take account of the issues related to uncertainties associated with GPS and spatial road network data. Moreover, they typically depend upon high-frequency data sources from specialist data providers, which can be expensive and are not always readily available. The study reported here therefore sought to better estimate travel time using “readily available” vehicle trajectory data from moving sensors such as buses, taxis, and logistical vehicles equipped with GPS in “near” real time. To do this, accurate locations of vehicles on a link were first map-matched to reduce the positioning errors associated with GPS and digital road maps. Two mathematical methods were then developed to estimate link travel times from map-matched GPS fixes, vehicle speeds, and network connectivity information with a special focus on sampling frequencies, vehicle penetration rates, and time window lengths. Global positioning system (GPS) data from Interstate I-880 (California) for a total of 73 vehicles over 6 h were obtained from the University of California Berkeley's Mobile Century Project, and these were used to evaluate several travel time estimation methods, the results of which were then validated against reference travel time data collected from high resolution video cameras. The results indicate that vehicle penetration rates, data sampling frequencies, vehicle coverage on the links, and time window lengths all influence the accuracy of link travel time estimation. The performance was found to be best in the 5-min time window length and for a GPS sampling frequency of 60 s.     

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。     

基于大样本浮动车数据的武汉市车辆行驶速度获取与分析

采用基于浮动车行进方向与道路方向约束的道路匹配算法,将浮动车数据准确地匹配到城市道路上;在此基础上分析了大样本浮动车平均瞬时速度与路段平均行驶速度的关系,提出了用大样本浮动车的平均瞬时速度快速评估道路行驶速度.最后利用武汉市约1万辆出租车的GPS数据,对武汉市道路车辆行驶速度情况进行了计算和分析.     

Using Electronic Toll Collection Data to Understand Traffic Demand

In this study, we explored the potential of using electronic toll collection (ETC)-derived data that are a part of intelligent transport systems (ITS). Dynamic origin–destination (OD) traffic volumes were estimated using ETC data on the Hanshin Expressway. A dynamic OD estimation model that was suggested in a previous study was used, and abundant ETC data were input to improve the estimation accuracy. The results of OD estimation were analyzed to understand traffic demand and its variation. External factors were clarified that have an influence on variances in the OD flows, and statistical analysis methods for the variations were proposed depending on the factors. Moreover, the improvements in traffic simulation accuracy and performance as a result of using ETC data as input variables in the simulation models were discussed. According to the results of this study, ETC data have potential to assist in understaningd traffic demand and its variation, and the results can be applied to network management.     

基于ATIS下的OD矩阵估计

利用ATIS收集的信息,通过广义最小二乘模型,建立了一种新的OD矩阵估计方法。新方法利用ATIS能得到装有GPS车辆的路段选择比例矩阵,据此可推出网络中全部车辆的路段选择比例矩阵的期望值,克服了传统方法采集数据难、数据精度低等缺陷。新方法能获得实时可靠的数据,能对OD矩阵进行实时更新,从而增强了数据的实效性。在对新方法解的有关性质进行分析的基础上,给出了相应的求解算法,得出新方法的目标函数局部最优解是全局最优解,目标函数的解不唯一,但OD估计量唯一。数值仿真表明新算法非常有效,与传统方法相比,新方法是一种精度高、可靠性强的估计方法。     

基于仿真的高速公路混合收费站通行能力确定方法

高速公路收费站通行能力直接决定了高速公路的通行能力,在总体上制约着公路的交通运行状况。随着电子收费系统(ETC)技术的推广和应用,大量人工收费车道和ETC收费车道并存的混合收费站随之出现,合理地确定混合收费站通行能力是收费系统设计的重要问题。分析了高速公路混合收费站中人工收费和ETC收费的交通流特性,结合现场实际调查数据标定参数并建立了VISSIM仿真模型,获得了收费站人工收费车道和ETC收费车道数在不同比例的情况下收费站的综合通行能力,并给出了收费站通行能力最优时,ETC交通量占总交通量的最佳比例。此外,研究还进行了收费站综合服务能力仿真研究,给出了在输入交通量一定的情况下,ETC交通量分别占10%、30%、50%的情况下收费站的服务能力。研究为混合收费站的合理通行能力确定,以及ETC车道开设方法提供了重要的参考。