基于轨迹数据的危险货物道路运输路径优化研究

发布时间：2020-08-07 05:32

【摘要】：石油、天然气等各类危险货物已经成为支撑经济发展和服务百姓民生的重要物资,但是危险货物在运输过程中一旦发生险情,往往会造成非常严重的安全事故。合理地对危险货物道路运输进行路径优化和选择,在规避运输风险等方面起到了重要作用。基于风险评价及风险度量的路径优化研究已经比较完善,但是风险评价指标体系以及风险度量模型涉及的数据往往难以全面获取且数据量较大,不易更新。随着智能网联、大数据技术与交通运输的不断深度融合,卫星定位系统、管理信息系统等技术手段正应用于货流的规律挖掘和动态监管当中,逐步实现危险货物运输管理的信息化。当下卫星定位系统的应用和道路运输安全监管系统的建设,都积累了大量的数据,如何行之有效地集成这些数据和信息技术为危险货物道路运输服务是研究的热门课题之一。由于涉及较为特殊的运输领域及其管控相对独立、封闭,在现有的研究中危险货物运输车辆的轨迹数据利用率并不高,对于危险货物运输车辆来说,借助轨迹数据发掘车辆的移动规律,整合全网危货车辆的选线经验,也是平衡运输风险与效益的重要途径之一。因此本文以大连市为例,尝试通过对危险货物运输车辆轨迹数据的挖掘,分析并获取其运输行为特征,将其融入到经验安全层级路网的构建中,并在经验安全层级路网的基础上获取最优路径。本文首先对研究区域大连市的概况以及各类数据的来源进行了简要介绍,并针对危险货物运输车辆轨迹点数据存在的问题,详细阐述了其预处理方法,便于后续运输特征的进一步提取。接着,透过危货车辆的海量轨迹数据,针对其运行的时空特性进行了提取、分析,刻画了大连市内危货车辆的群体特征,具体包括运输时间特征、起讫点及运输路径空间分布特征和经验路段特征三个方面。然后,借鉴基于浮动车轨迹数据进行路径规划的相关研究,在通行路段特征分析的基础之上,结合危险货物的移动风险性,构建与危险货物道路运输相适应的经验安全层级路网指标体系,利用概率神经网络方法进行层级道路网络的分类。最后,提出考虑事故风险的最短路A*算法,并结合分层搜索策略进行危险货物道路运输的路径优化。通过实例分析,将获得的运输方案与实际运输方案进行比较分析,验证了该方法在实际路网中的可行性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U492.3
【图文】：

技术路线图

示意图,原始文件,轨迹,数据

主要有罐式、厢式、仓栅式等；字段“Ｔｏｎｎａｇｅ”表示车辆的核定为吨；字段“Ｂｕｓｉｎｅｓｓ邋Ｓｃｏｐｅ”代表车辆可运输的货物类别，共有９大类；逡逑ｎｄｕｓｔｒｙ邋Ｃａｔｅｇｏｒｙ”代表经营许可类别，分为非经营性和经营性两大类。逡逑据处理逡逑原始数据文件处理逡逑原始文件是一天内各个车辆的ＧＰＳ轨迹数据的文本文件，需对各个文相关进行数据合并，并存放至数据库中。但是在进行数据整理时发现存在息相关的错误，所以在存入数据库之前，首先针对相关问题进行原始数理工作。逡逑１）编码形式异常逡逑辆日行驶文本文件的命名规则为“编码＋６位车牌号”，但文件中存在文件的形式，直接将这类文件进行删除，不做录入处理。逡逑

示意图,示意图,轨迹,运输特征

２．３．２轨迹数据预处理逡逑由于卫星定位系统本身的误差以及车载卫星定位装置的数据在发送、传输、接逡逑收过程中容易因信号不稳定或建筑物遮挡等原因造成数据的偏差。因此这一小节逡逑针对轨迹数据进行处理，以提升数据的质量，保障后续运输特征提取分析过程的效逡逑率和精度。在数据清洗的过程中，应当遵循二大原则：逡逑第一，轨迹数据的完整性，一方面要保证每一个轨迹点的信息齐全；另一方面逡逑要保持轨迹链的完整性，若出现一条运输轨迹中出现部分轨迹点不合理的情况，则逡逑需删除整条轨迹；逡逑第二，轨迹数据的合法性，制定合法规则用来处理数据中出现的超出常理的情逡逑况或是识别异常值有针对性的采用平滑或其他方式进行处理；逡逑第三，轨迹数据的唯一性，使得轨迹数据中同一车辆在当天同一时间点下仅存逡逑在唯一的经纬度位置。逡逑本文所使用的轨迹数据出现的问题有如下几种：逡逑

【参考文献】