基于深度学习的交通出行方式识别研究

发布时间：2021-10-24 09:07

　　在我们进入信息化发展时代的今天,人们的日常工作和活动已经逐渐离不开像智能手机这样的移动电子设备。这些电子设备有能力实时记录用户的地理位置信息,并反馈信息给软件提供商。这些海量的GPS信息中蕴含着大量有价值的信息,既可以在微观层面上研究单独个体的行为方式,也可以宏观地了解区域、社会状况,从轨迹数据中挖掘信息已经越来越受到各个领域的关注。在轨迹识别的研究当中,大多研究只针对了轨迹的宏观特征或微观特征进行预测,而没有将它们融合起来统一考虑。本文相比前人的研究,提出了同时利用轨迹的宏观、微观两个方面,将点级别、轨迹级别两个尺度的特征融合,通过获取到的交通模式语义特征,来预测用户的交通出行方式。本文提出了利用深度学习对GPS轨迹信息进行交通出行方式识别的方法,首先,提出了点级别和轨迹级别两种特征概念,针对不同级别,选取了多个人工特征,并给出了计算方法。其次,在真实的轨迹数据中,总存在着各种冗余错误数据,本文提出了从原始数据集中提取有用的轨迹数据的方法,并对其数据进行清洗和截断,提取出满足训练的高质量特征。然后,设计了栈式稀疏自编码器,实现了对点级别人工特征的降维处理,从其中提取点级别编码特征。最... 

【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GPS卫星为全球用户提供服务Fig.2.1GPSsatellitesserveusersaroundtheworld

-9-2.2.1GPS定位的原理全球定位系统是由总共二十四颗人造卫星组成，在这之中的二十一颗是工作卫星，其余三颗为备用卫星。这所有二十四颗人造卫星分别运行在六个不同的围绕地球的轨道平面上，它们围绕地球一圈所花费的周期为十二个小时。不管用户在什么时间、什么地方，只要他的卫星高度角在15度以上并且能够接受到四颗或以上的GPS卫星数据，用户就能够获得当前所在的地理位置信息。图2.2GPS确定位置原理图Fig.2.2GPSlocationschematicGPS卫星永不停歇地发送当前所在的轨道信息以及搭载在卫星上面的原子钟源源不断产生的精确时间信息；GPS终端设备上有专门的接收装置，它可以用来接收GPS卫星发送出来的无线电波，并且，在GPS终端上也配置有时钟，但GPS终端上的时钟远远比不上GPS卫星上的原子钟精确，定位原理如图2.2。每当GPS终端接收到卫星信号时，终端都要测量该卫星与用户之间的空间距离以观测卫星为球心、以两者间距离长度为半径作球，这个球面会与地球表面相交与一个圆弧，用户便在这个圆弧上的某一点。当GPS终端观测到三颗卫星时，理论上三条圆弧会汇聚为一个交点，这个交点就是用户所在的具体位置。但是，由于无法保证GPS终端的时钟与卫星上的时钟保持一致，从而会使测得的距离数据含有误差，所以GPS定位时要求终端至少要接受到四颗卫星发来的数据才能够同时计算用户所在地理位置以及GPS终端的时钟与卫星时钟间的时间差。当GPS终端接收到四颗或四颗以上的GPS卫星信号时，便可以获取到更为精确、更为可靠的地理位置、速度和时间信息。

-10-2.2.2GPS信息的意义在本研究课题中，GPS终端收集的数据有实时的地理坐标及时间戳。地理坐标系是一个坐标系统，可以用一组三维的笛卡尔矢量来表示地球上任意一个位置，三个值分别为纬度、经度和海拔[29]。图2.3经度纬度示意图Fig.2.3Longitudeandlatitudeschematic纬度是地理坐标系中的纵坐标，它的计算方法是求得这个点与地球球心的连线和地球赤道面之间所形成的线面角。在地球赤道以北的地方被称为北纬，用“N”来表示；在地球赤道以南的地方被称为南纬，用“S”表示。经度是地理坐标系的横坐标，是这个点与地球球心的连线和本初子午线之间所形成的线面角。按照国际标准中的规定，本初子午线是以伦敦格林尼治天文台原址为基准而延伸出来一条线。经纬度示意图如图2.3所示。海拔是指某点高出海平面的垂直距离，是某地与海平面的高度差。GPS可以定位地球上任何物体的地理位置，并以纬度、经度、海拔的方式将位置标记出来。本文使用的GPS轨迹信息便是用户使用手机等有GPS功能的终端进行定位并上传的。2.3深度学习相关技术本文使用了深度学习技术来进行轨迹交通行为方式的识别预测，深度学习是一类模式分析方法的统称，本节简要介绍了深度学习的相关知识与技术。


本文编号：3455003