基于GPS数据及GIS技术的路网连通可靠度研究

发布时间：2019-10-21 15:22

【摘要】：当前,路网连通可靠度是反映网络结构性能的一个主要指标,并且通过GPS浮动车数据可以获取路段的平均速度,并在行程时间估算等方面已有较为普遍的应用。本文则力图扩大GPS浮动车数据的应用范围,将其与路网连通可靠度的研究结合在一起。首先,论文梳理了浮动车数据的特征以及系统采集原理,总结了所存在的四个不足:精度不高、信息不足、采样间隔较大和数据异常。以成都市的浮动车数据为例,说明了浮动车原始数据所包含的信息,并选取了成都市的部分区域路网作为研究对象。结合数据特征和路网的具体情况,总结了 7条数据筛选的原则,为后续研究打下基础。然后,将筛选后的GPS数据匹配到电子地图中。在匹配路径重建的基础上,论文将地图匹配分成三部分内容,第一则是确定误差区域和候选路段集,根据GPS数据的均方根差和圆概率误差,选取候选区域的半径为41.7m;第二,将系列GPS匹配点分成历史点、待匹配点以及当前点这三部分,综合考虑GPS点与候选路段的距离与角度关系,即道路几何因素,并利用相邻浮动车数据点间的联通因素,构建了一种基于延时策略的地图匹配模型;第三,则是模型补充完善部分,从GPS点速度与道路限速方面、高架与地面道路识别方面对延时策略的地图匹配模型作进一步的补充与完善。最后通过Visual Studio 2012编程软件,利用C#语言和ArcEngine嵌入式的GIS组件库对地图匹配进行可视化开发,将从导入GPS数据到地图匹配并导出结果的一系列操作过程实现了可视化。接着,论文在充分挖掘地图匹配结果和路网拓扑信息的基础上,总结了两种思路计算路段行程时间,分别是考虑了交叉口延误的基于路段长度的路段行程时间估计方法和考虑了不同路段速度特征的基于点速度调和平均值的路段行程时间估计方法。本文为了充分利用数据和获取有效合理的路段行程时间计算结果,依据同一总体的不同样本推断总体参数的思路,将这两种方法进行融合。最后随机抽取两条路径,与实际出行时间对比,经过验证发现用本文的融合方法能得到较为符合实际出行环境的路段行程时间。最后,论文从速度与时间以及速度与密度的关系引入路段连通度概念,并提出了将安德伍德(Underwood)指数模型以及格林伯格(Grenberg)对数模型引入路段连通度的概念描述中,扩充并完善传统的格林希尔至模型对速度与密度关系的较为简单的描述,并应用在路段连通度的计算中,提高计算结果的代表性。接下来则是路网连通可靠度计算部分,一方面采用路径搜索算法搜寻路网每一节点对间的可行路径,另一方面以串并联系统理论由路段递进到路径连通可靠度的计算,结合路段行程时间和路段长度作为权重系数,从而实现路网节点对的连通可靠度计算。最终以节点对两端点及所连接路段重要度作为权重,构建了路网连通可靠度分析方法。不仅延伸了 GPS数据的实际应用内容,还提供了一种从行程时间入手的路网连通可靠度分析思路。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U491

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘卫宁;汪杰宇;郑林江;;基于时空分析的地图匹配算法研究[J];计算机应用研究;2016年08期

2 胡继华;杨媛媛;程智锋;梁嘉贤;;基于浮动车数据的城市路网OD连通可靠度研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2016年02期

3 程益丹;安睿;;基于出租车GPS数据的路网可靠性分析[J];中国交通信息化;2014年12期

4 刘兴权;金美含;;地图匹配算法综述[J];科技信息;2014年04期

5 裴玉龙;王宇;彭挺;;基于速度-密度模型的路网连通可靠度分析[J];城市交通;2013年04期

6 刘峰;成卫;;面向ATMS的道路安全信息清洗技术研究[J];交通信息与安全;2012年06期

7 许靖;蔡文学;黄晓宇;;基于经验修正策略的延时地图匹配算法[J];山东大学学报(工学版);2011年05期

8 廖涌泉;贾利民;李实;李晨曦;董宏辉;;基于道路连通度的路网可靠度分析方法[J];交通运输工程与信息学报;2011年02期

9 祁宏生;王殿海;徐程;;基于合理路径的拥挤路网交通状态分析方法[J];西南交通大学学报;2011年01期

10 江净超;陈江平;余洁;;道路网的实况连通度指标[J];测绘与空间地理信息;2010年01期

，

本文编号：2551440