基于旅行时间估计的高速公路轨迹重构技术研究

发布时间：2020-10-16 21:23

　　 智慧高速公路建设能够实现交通行业快速化、智能化发展。智慧高速公路建设过程中需要准确的估计路网运行状态,分析车辆时空特征等。车辆轨迹数据具有个体时空特性,有助于智慧高速公路建设,因此,需展开本课题的研究。以分段估计旅行时间为过渡参数,以真实旅行时间为约束研究了一种基于旅行时间估计的车辆轨迹重构技术,论文的主要工作及创新点有:(1)针对传统旅行时间估计中的复杂交通建模问题及基于神经网络估计旅行时间中的训练时间长且效果不稳定等问题,研究基于特征匹配的旅行时间估计方法,以路段流量和速度为特征建立特征库,通过KNN搜索算法完成特征匹配,进而以均值法估计旅行时间。(2)针对传统轨迹重构方法中的直接重构导致误差较大的问题,在旅行时间估计的基础上研究一种基于信赖域算法的轨迹重构方法。以估计旅行时间转化后的速度作为算法初始输入,以真实旅行时间作为约束,建立补偿最小的非线性优化模型实现轨迹重构。(3)分析断面检测器间距和路网运行状态对重构精度的影响,以重构轨迹和真实轨迹之间的离散弗雷歇距离作为相似度评价依据。分析比较了断面检测器数据、卡口数据和重构轨迹数据对路网运行状态估计的精度。仿真结果表明,相似度随着检测器的布设间距的减小而提升,随着路网运行状态的拥堵而降低,重构轨迹相较于断面检测器数据、卡口数据能够更精准的估计路网运行状态。本文研究成果可有效支撑智慧高速公路交通建设与管理,并为大数据环境高速公路车辆运行轨迹的应用提供新的方向。
【学位单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP311.13;U491
【部分图文】：

程可行性研究报告）所示，道路起点为南五环，终点为北京新机场，全长约２７．２ｋｍ全部位于大兴区。包括１条主线、６座互通立交（南五环互通、兴亦路互通、环路互通、魏永路互通、庞安路互通、新机场北线互通）、４处收费站（起点主收费站、魏永路匝道收费站、庞安路匝道收费站、终点主线收费站）以及规划的天堂河北路匝道，具体道路信息如下：??（１）机场主线：双向８车道，全程２７．２ｋｍ，设计时速１００－１２０ｋｍ／ｈ；??（２）南五环互通：双向６车道，包括４入口匝道、４出口匝道；??（３）兴亦路互通：双向６车道，包括２入口匝道、２出口匝道；??（４）六环路互通：双向４车道，包括４入口匝道、４出口匝道；??（５）魏永路互通：双向４车道，包括２入口匝道、２出口匝道；??（６）庞安路互通：双向４车道，包括２入口匝道、２出口匝道；??（７）新机场北线互通：双向４车道，包括２入口匝道、２出口匝道；??（８）主线收费站：包括９入口收费车道和２１出口车道；??（９）魏永路匝道收费站：包括８入口收费车道和１０出口车道；??（１０）庞安路匝道收费站：包括８入口收费车道和１０出口车道；??（１１）终点主线收费站：包括１０入口收费车道和２３出口车道；??

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本文编号：2843793