基于出租车GPS数据的城市交通运行特性分析

发布时间：2020-05-08 05:24

【摘要】：伴随我国城市的飞速进步,使得城市人口不断扩增。虽然城市交通的发展方便了居民出行,但它所带来的负面效应同样不容忽视,其中大中型城市的交通拥堵问题不断突出,城市交通事故发生频繁,交通污染对社会环境以及居民健康的危害愈发严重。所以,研究我国城市交通的发展规律与运行特性,采取相应的策略来改善交通运行中的相关问题已成为重中之重。复杂网络是抽象、分析、改善复杂系统的一种重要方法。国内外很多学者都运用复杂网络理论在生命科学、电子信息、社会关系等领域展开研究,取得了丰富的研究成果。近年来,该理论在交通运输领域的应用也逐渐兴起,研究人员通过构建一系列交通网络模型,分析交通运行规律,提出了很多切实有效的改善方案。本文在前人研究的基础上,运用复杂网络方法,对南昌城市交通网络展开深入的研究。南昌城市交通网络具有显著的动态加权复杂网络特性,要分析它的运行机制,既需要分析它的静态拓扑特性,还要结合交通流量来进一步分析其运行特性。本文基于南昌市出租车GPS数据,经过一系列误差分析和处理,选择最短距离算法使GPS数据与GIS电子地图匹配,并识别保留出行起终点信息,同时将不同聚类分析方法进行对比,选取K-means方法结合人工指定中心对南昌市交通中区进行划分,并建立交通出行OD矩阵。通过构建基于GPS数据的城市交通加权有向复杂网络模型,选取出入度及其联合分布、点强度与边权重、加权距离、加权介数等特征性和聚集性指标完成一系列统计分析,将无权与加权网络、工作日与节假日统计结果相对比,发现城市交通的运行规律,并以此为依据进一步提出一系列相关改善建议以及优化方案。本文运用复杂网络方法,设计并选取复杂性指标进行统计与分析,可以发现南昌市出租汽车出行网络具有显著的交通网络复杂性特征,小世界和集团化特征较为突出,且平均距离服从幂律分布,点强度分布为大少小多的特点。根据南昌城市交通的运行规律,研究中提出了相关改善建议,对深层次发现城市交通复杂网络运行与演化特性,改进交通管制措施与路网布局起到了一定的理论与实践指导意义。纵使我国现阶段城市交通网络建设成果非凡,但仍存在部分建设性等问题,运用复杂网络理论基于出租车GPS数据对城市交通网络进行分析,为改善交通运行状况提供了新的视角,也为今后城市交通的建设与发展开拓新的思路。
【图文】：

技术路线图

分布图,卫星,分布图

文相关理论基础PS 原理与地图匹配1GPS 基本原理PS 全球定位系统(Global Positioning System)的原理是利用实时空间位置已知的卫收装置与卫星的直线距离，将多颗卫星的计算结果进行综合分析，以此为依据就置的实际地理位置。GPS 系统由空间卫星，地面操控系统和接收装置组成[37]。其分由覆盖地球表面空间的 24 颗卫星组成，这 24 颗卫星分别工作在 55 度倾角的 6在地球上的任何位置均能够同时接受到 4 颗以上卫星的信号，GPS 系统的卫星分1 所示。地面控制系统是对卫星实施远程操作与控制的地面操控中心，包括监itor Station）、主控制站（Master Monitor Station）和地面天线（Ground Antenna）收集和处理由卫星传递回的信息。接收部分也就是 GPS 接收设备，当它收到从空的信号之后，便可运用相关方法算出其所在位置的坐标、瞬时速度、方位等。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F572

【参考文献】