面向复杂城市路网的动态并行地图匹配算法研究.pdf

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1、分类号:TP3910710-2015124068硕士学位论文面向复杂城市路网的动态并行地图匹配算法研究尉青青导师姓名职称樊娜副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期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TheResearchonDynamicParallelMapMatchingAlgorithmforComplicatedUrbanRoadNetworkAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandid

2、ate:YuQingqingSupervisor:Asso.Prof.FanNaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要车辆导航是城市智能交通系统的重要组成部分，导航定位的精准性和实时性会对智能交通系统的应用产生巨大影响。然而，由于车辆导航系统中定位设备自身原因以及来自外部的干扰，采集的轨迹数据存在定位误差。同时，伴随着城市道路的复杂化与多样化，机动车辆数目的快速增加等因素的影响，车辆轨迹数据地图匹配的精准性和实时性受到了严峻挑战。针对智能交通系统中面向城市复杂路网的GI

3、S数据和GPS车辆轨迹数据特点，本文提出动态并行地图匹配算法，对采集的GPS轨迹数据进行误差校正。该算法利用“点到线”的几何地图匹配思想，在候选路段选取和加权系数确定方面进行分析与改进，对较大规模的轨迹数据的误差进行了有效校正，实现与地图的精准匹配。该地图匹配算法成本较小、易于实现，便于在车辆导航系统中进行广泛的部署应用。本文主要工作包括：（1）针对GPS轨迹数据和GIS路网数据的特点，提出相应的数据预处理的方法。对GPS轨迹数据提出清洗算法，剔除异常数据；对GIS路网数据进行格式转化及关键信息

4、提取，对路网数据建模并设计网格坐标地图。（2）对于结构复杂的城市路网，提出一种动态几何加权地图匹配算法。该算法通过建立动态区域选取候选路段，并依据车辆的行驶速度、行驶距离、道路疏密程度等多种影响因素，动态调整几何加权系数，以提高地图匹配的精度。（3）采用并行计算的思想，提出一种面向大规模GPS轨迹数据的动态并行地图匹配算法。将大规模的轨迹数据分区来达到数据并行计算，设计一种树状网格索引结构以提高目标候选路段集合的查找速率，从而减少加载全局地图所带来的负担，使大规模轨迹数据得到匹配与校正。结果表明

5、，数据预处理方法提高了地图匹配数据源的高效准确性，所提出的地图匹配算法相比于其他算法匹配性能得到提高。因此，本文所提出的算法适用于复杂城市路网的轨迹数据匹配校正。关键词：智能交通，地图匹配，几何匹配算法，并行匹配算法，动态加权iiiAbstractVehiclenavigationisanimportantcomponentoftheurbanintelligenttransportationsystem.Theintelligenttransportationsystemisgreatlyin

6、fluencedbynavigationpositioning’saccuracyandreal-timeresponse.However,thepositioningdeviceitselfinthevehiclenavigationsystemandexternalfactors,thedatacollectedmaynotbeaccurateinpositioning.Atthesametime,alongwiththecomplexityanddiversificationofurban

7、roads,therapidincreaseinthenumberofmotorvehiclesandotherfactors,theaccuracyandreal-timenatureofvehicletrajectorydatamapmatchinghasbeenseverelychallenged.AccrodingtothecharacteristicsofGISroadnetworkdataandGPSvehicletrajectorydataofthecomplicatedurban

8、roadnetworkintheintelligenttrafficsystem,thispaperproposesdynamicparallelalgorithmsofmapmatchingtorevisetherawandinaccuratetrajectorydata.Thesealgorithmsbaseonthe"point-to-line"geometricmapmatchingtheory,andtheyarepropsedtoachievethecandidateroadsegm