基于交通态势认知的动态路径推荐方法研究与仿真

发布时间：2020-05-11 23:58

【摘要】：随着汽车保有量逐年上升,城市交通拥堵现象频发,其中驾驶员不能获得实时、准确、全方位和高效的交通服务信息是交通环境恶化的重要原因之一,迫切需要将通讯、传感控制和计算机技术集成运用到交通运输中,建立智能化交通系统,实现动态的出行路径诱导。传统智能交通系统采用的最优路径规划方法没有充分考虑城市交通状况的变化态势,使得规划的路径无法应对交通环境的变化,用户体验较差。针对这一问题,论文提出一种基于交通态势认知的动态路径推荐方法,该方法利用海量的出租车GPS轨迹数据进行认知学习,并向用户动态推荐出行路线。该方法主要由三部分组成:1)考虑影响城市交通状况的时空因素,提出了一种基于残差网络结构的城市短时交通状况预测模型,利用交通状况的周期性变化趋势,对短期城市交通状况变化进行预测。2)考虑到出租车驾驶员的决策经验,提出了一种面向出行规划的价值迭代栅格网络,从出租车轨迹中训练学习出租车司机寻路经验知识。在价值迭代栅格网络基础上,设计了一种具有态势认知的驾驶决策模型,根据价值迭代栅格网络和城市短时交通状况预测,规划具有态势认知的粗粒度栅格路径。3)在粗粒度栅格路径基础上,使用时间展开的方式得到等价的静态路网模型,并将驾驶决策模型实时规划的栅格路径的行驶时间作为启发式搜索中的代价估计,提出了一种基于交通态势认知的A*动态路径规划算法。最后,论文对提出的城市短时交通状况预测模型、具有态势认知的驾驶决策模型和基于交通态势认知的A*动态路径规划算法进行了仿真实验,实验结果证明了提出的方法的合理性和有效性。
【图文】：

交通状况,预测模型,短时,残差

图１－１论文总体结构和研究内容逡逑主要由三部分组成：逡逑１）基于残差网络结构的城市短时交通状况预测模型。通过对影响城市交通逡逑状况的时间和空间因素进行分析，按照交通状况的周期性变化趋势，设计了基于逡逑残差网络结构的具有三个不同时间跨度分支的城市短时交通状况预测模型。预测逡逑的城市交通状况将作为驾驶决策模型的决策输入信息，从而提高了驾驶决策模型逡逑对交通态势变化的认知，做出具有避免可能出现交通拥塞的驾驶决策。逡逑２）具有态势认知的驾驶决策模型。针对从ＧＰＳ日志数据中提取的海量的出逡逑租车载客的栅格化轨迹数据，基于能够学习规划的价值迭代网络设计了具有态势逡逑认知的驾驶决策模型。驾驶决策模型从轨迹数据中学习具有丰富城市寻路经验的逡逑出租车司机的路径规划知识，能够根据当前和预测的交通状况，，充分考虑交通态逡逑势的变化，根据给定的起始点和目的地，规划具有态势认知的栅格路径。逡逑７逡逑

动态路径,绪论,路径诱导,研究背景

实现基于交通态势认知的动态路径推荐。逡逑１．４论文组织结构逡逑论文共七章，各个章节的内容组织结构如图１－２所示：逡逑绪论、相关技术综述逡逑逦Ｉ逦逡逑城市出租车轨迹逡逑数据处理逡逑逦ｉ逦逡逑基于交通态势认知的动态路径推荐算法逡逑城市短时交通状况邋逦＾邋具有态势认知的驾驶邋邋＾基于交通态势的动态路逡逑预测模型逦决策模型逦径规划算法逡逑逦ｉ逦逡逑仿真实验与分析逡逑逦ｉ逦逡逑总结逡逑图１－２论文章节组织结构逡逑第一章，绪论，主要介绍了基于交通态势认知的动态路径推荐的研究背景和逡逑意义，对动态路径诱导系统、城市交通状况预测和路径规划等领域国内外研宄现逡逑状与趋势进行了简要的总结，提出了本文需要解决的主要问题，在最后阐述了论逡逑文的主要工作内容及组织结构。逡逑第二章，相关技术综述，动态路径推荐相关技术的概述，阐述了设计过程中逡逑所使用的相关概念和算法。逡逑第三章，城市出租车轨迹数据处理，对城市租车ＧＰＳ轨迹数据的格式和内容逡逑进行了说明，阐述了对ＧＰＳ数据的误差校正和地图匹配流程，并对划定的城市逡逑区域进行栅格化，最后对出租车轨迹提取算法进行了详细的介绍。逡逑８逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U495;TP391.3

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