基于低频浮动车数据的道路行驶时间估算与路径优化

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1、分类号：TP3910710-2015124060硕士学位论文基于低频浮动车数据的道路行驶时间估算与路径优化王晋导师姓名职称慕晨副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称计算机应用技术论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学RoadTravelTimeEstimationandPathOptimizationBasedonLow-FrequencyFloatingCarDataAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangJ

2、inSupervisor：AssociateProf.MuChenChang’anUniversity,Xi’an,China摘要道路行驶时间估算与出行路径优化是智能交通的重要组成部分。传统交通信息采集技术具有代价大、不易维护等诸多弊端。随着智能交通技术的快速发展，浮动车技术成为一种获取交通流数据的重要手段，其具有数据覆盖面广、简单方便等优势。常用的浮动车系统为低频采样数据，数据样本少，精度低。论文提出一种基于低频浮动车数据的道路行驶时间估算与路径优化技术。论文依托陕西省交通运输厅科研项目《基于已建交通信息化平

3、台的西安交通拥堵缓解应用研究》。首先，研究了基于低频浮动车数据的道路行驶时间估算算法，该算法包含了单车道路行驶时间的估算和多车融合道路行驶时间的估算。在单车道路行驶时间的估算过程中，提出一种基于距离权重的位置-时间插值法来计算单车道路行驶时间，同时也给出了缺失道路的构建方法和存储策略，在保证对缺失道路行驶时间估算的同时提高算法执行效率。在获取到所有单车道路行驶时间数据之后，给出了基于频数权重的多车融合道路行驶时间估算算法，降低了单车随机因素对道路行驶时间估算造成的误差。其次，研究了最短路径优化技术。根据用户出行

4、的不同需求，论文分别提出了对应的最短路径优化算法。（1）针对最短出行距离需求，提出了一种基于方向的启发式可回溯算法，算法在无需构建路网距离矩阵数据的情况下，可快速实现最短出行距离的路径优化；（2）针对最短出行时间需求，提出了一种基于历史数据预处理和道路重要节点标记相结合的动态路径优化算法，此算法在短时间内能够根据当前道路实时行驶速度，给出起点和终点之间的最短出行时间路线。最后，对基于低频浮动车数据的道路行驶时间的估算和路径优化可视化系统进行了设计与实现，包括数据库的详细设计和功能模块接口详细设计，程序结构设计，

5、并对系统功能进行了测试和分析。结果表明，论文提出的道路行驶时间估算算法能比较准确的估算出道路行驶时间。路径优化算法能够快速的给出最短路径优化结果。论文研究过程中所实现的可视化系统也基本满足实时处理的要求，可以为出行者与交通部门提供很好的服务体系。关键词：低频浮动车数据，道路行驶时间估算，路径优化，最短路径iAbstractRoadtraveltimeestimationandtravelrouteoptimizationareimportantcomponentsofintelligenttransportat

6、ion.Traditionaltrafficinformationcollectiontechnologyhasmanydisadvantagessuchashighcostanddifficultyinmaintenance.Withtherapiddevelopmentofintelligenttransportationtechnology,floatingcartechnologyhasbecomeanimportantmeanstoobtaintrafficflowdata.Ithastheadvan

7、tagesofwidedatacoverage,simplicityandconvenience.Thecommonlyusedfloatingcarsystemislow-frequencysamplingdata,andtherearefewdatasamplesandlowaccuracy.Thepaperproposesaroadtraveltimeestimationtogetherwitharouteoptimizationtechnologybasedonlow-frequencyfloating

8、cardata.Thispaperbasedonscientificresearchprojectfinancedbyshaanxiprovincetransportationhall"basedontheexistingtrafficinformationplatformofxi'antrafficcongestionmitigationapplicationresearch".Fi