城市隧道智能监控系统与交通数据智能的分析

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1、ADissertationSubmittedtoWuhanUniversityofTechnologyFortheDoctor’SDegreeinComputerApplicationUrbanHighwayTunnelMonitoringSystemandTrafficDataIntelligentAnalysisDoctoralCandidate：WangQingboMajor：ComputerApplicationSupervisor：Prof．ZhongLuoWuhanUniversityofT

2、echnologyWuhan430070，P．R．ChinaOct．2013独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：圣溘遗El期：砬i2：!!：三!学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，

3、即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：王穗波导师(签名)：乇叶乒芝佃期乙廖IJI叫I中文摘要随着城市建设和发展需要，隧道作为缓解拥塞的交通要道，数量逐年增加，其隧道运营安全日益引起人们的

4、重视。本论文将以城市公路隧道监控为对象，研究通用的监控系统架构、异构多数据源的集成、联动控制方案以及交通数据智能分析方法等关键技术，从而建立一个集隧道运营监测、交通控制、灾害预警报警等功能于一体的较为通用的城市公路隧道智能监控系统，其主要工作包括如下几方面：首先，根据武汉市多条隧道监控系统的设计和实施经验，总结和分析了城市公路隧道监控系统的通用架构、子系统划分及基本功能、实现方案及技术手段。提出了一种多个子系统分散控制和集中管理的体系架构。然后，研究并建立了一种城市公路隧道的交通态势本体模型，采用语义本

5、体技术建立城市公路隧道交通态势本体模型和知识化表示。进一步提出了一种本体集成的通用框架，它在语义网中用全局本体来提供一个统一的本地本体视图查询，该框架描述了一种设计空间，可用来解决语义网应用程序中本体集成的问题。接着，分析和整合各个监控予系统的数据和功能，提出了基于XML的各类数据的统一表示和存储方法，探究了基于数据挖掘的多源数据融合的联动控制机制，并建立了隧道预案管理平台。更主要的是，研究了隧道交通数据的特征，以最小二乘法的数据压缩方法为基础，提出了一种针对隧道交通数据的核主成分分析(Ⅺ?CA)两步降

6、维算法，以约简数据：研究了隧道交通数据流的分类和预测方法，以时间段划分训练样本，提出了一种基于RBF核函数的支持向量回归(Ks、仉瓜)堵车情况预测模型。根据武汉市多条城市公路隧道监控项目的实际需要和测试结果，本文提出的通用城市公路隧道监控架构及关键技术，能较好地解决实际问题，保证了隧道的安全环境，舒适行车和有效管理。关键字。城市公路隧道监控架构，交通势态本体，基于XML联动控制，核主成分分析约简(KPCA)，基于核函数的支持向量回归(KSVMR)AbstractWiththedevelopmentand

7、constructionofthemodemcity,thenumberandqualityoftheurbanhighwaytunnelswhichhavebecomethetra衢carterieseasingcongestionareimproved．Itisnecessarytopaymuchattentiontothesetunnels’monitoringsystemandoperationalsafety．Thisthesisproposesacommontunnelmonitoringa

8、rchitecture，integrationofheterogeneousmulfisouree，thelinkagetra伍ccontrolschemeandtl'a伍cdataintelligentanalysismethodsinordertobuiIdanappropriatemonitoringsystemintegratingrunningmonitoring，tra箭ccontrol，disasterwarningandma