基於手機探測器的交通信息探測系統研究

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1、基於手機探測器的交通信息探測系統研究摘要：本文以交通信息采集系統的研究為主線，論述瞭手機探測系統的概念框架，詳細分析瞭基於手機探測器的交通信息探測系統的軟件設計、硬件設計和關鍵技術等內容，考慮瞭該系統的優缺點及其適用范圍，並說明瞭該系統的組成、各部分的用途及信息傳輸方式等關鍵詞：智能交通；交通信息探測系統；手機探測系統在現今社會中，積極調研道路交通狀況、績密分析城市現有道路交通流量、隨時掌握精確的交通信息，不僅能減少城市道路交通問題的發生，而且對改善城市居民的出行條件和城市的發展環境有著重要的現實意義隨著手機的市場滲透率的不斷增加，手機定位技術的不斷成熟，國內外的

2、專傢開始考慮用手機作為探測器完成交通信息的采集。基於手機探測器的交通信息采集方法就是通過行駛在道路網上的移動探測車輛中的手機，利用先進的手機定位技術和交通信息估計技術，獲得整個路網上的交通信息一、框架設計基於手機探測器的交通信息探測系統集定位、通信、數據檢測、信息服務等多種功能於一體，承擔瞭數據采集、數據處理、事件判別、信息發佈的一個完整的功能，主要由在路上的車輛及其車載手機、移動通信網絡、交通信息管理中心、信息發佈平臺幾個主要部分組成。數據采集通過車載手機和移動通信網絡完成；手機位置估計在定位中心進行；移動通信網絡進行數據傳遞;交通信息管理中心承擔數據處理的職能

3、。各組成部分的主要工作流程是：移動定位中心將手機進行定位，然後將手機的位置傳送給交通信息管理中心，由交通信息管理中心對這些數據進行分析處理後，將其相應的交通狀況信息通過移動通信網絡向公眾發佈二、硬件設計該方法不需要在道路網上安裝任何硬件設備，隻需要安裝中心定位計算服務器和交通信息處理服務器。前者被安裝在移動定位中心，主要負責計算探測車輛的定位數據。後者被安裝在信息提供中心，主要負責整理交通事件信息、道路的匹配、路段識別、速度和行程時間三、軟件設計本探測系統需要兩個軟件，其中一個安裝在移動公司，作為定位中心，負責在網絡中提取有關交通信息，對探測器所在方位進行判斷，並

4、將處理後的信息傳遞給交通信息供應商。供應商處安裝另外的軟件，負責將交通數據與道路情況進行對比，篩選出可用的數據樣本，計算出行程時間等內容四、與移動運營商的合作機制與一般的交通信息采集方式不同，本系統需要多個部門的聯合協調運作，才能完成交通信息的順利采集。從公眾的立場而言,該方法是有益的，因為它不需要任何額外的基礎設施就可以獲得整個路網的交通信息，同時還可以增加有檢測設施區域的數據精度；從移動運營商的立場而言，他們必須從中獲得足夠的利潤才能維持整個公司的運營。如果系統的運營需要占用很多容量來處理探測器數據以及他們不能從探測器研發投資中得到回報的話，他們是不願意參與合

5、作的。實驗證明，探測器占用很少的系統容量，所以該系統可行五、關鍵技術1.手機定位技術移動通信網絡的手機定位是通過檢測手機和多個固定裝置收發信機之間傳播信號的特征參數來估計出手機的幾何位置，主要是提供手機的位置坐標信息及定位精度估計、時間等輔助信息。手機定位技術是基於手機探測器交通信息采集方法的關鍵，它的定位精度直接影響著所采集的交通信息的精度2.電子地匹配技術手機定位在技術方面仍存有缺陷，會出現車載手機定位位置與實際地點不相符的情況。為解決這一問題，電子地圖匹配技術應運而生，它是一種能把車輛定位軌跡與數字地中的道路網信息聯接起來的軟件技術定位修正法，它把由手機定位

6、數據提供的信息與數字化地提供的道路信息進行比較和匹配，從而確定手機在某路段上的最大可能位置3.探測器樣本量車載手機為此系統中的探測器，美國相關研究表明，在整巾道路網中，如果有4%至5%的車輛駕駛員能夠使用手機，那麼探測系統就可以得到整個道路網中的交通信息。我國機動車駕駛員基本都使用手機，具有足夠的探測器數量3.道路匹配技術道路匹配技術就是將手機定位數據匹配在道路網上。它首先識別出離數據點一定距離的所有路段，並形成一個車輛可能行駛的路段集。然後利用當前探測位置點和它的上一個位置點確定該探測車輛是否到達該路段。無法到達的道路就被從可能路段集中刪除。然後再根據路網拓撲關

7、系和管制信息判斷是否能到達，無法到達者亦刪除4.錯誤數據檢測與更正技術由於手機定位精度不高，所以常常會出現一些壞點數據影響估計交通信息的精度。可以用點序列的位置對比或者額外信息（包括信號強度等）作為準則來判斷並過濾壞點數據5.路段平均速度估計技術根據目前的研究情況，路段平均速度的估計方法有兩種。一是通過一系列定位數據的最小二乘擬合獲得，速度的方差與定位數據的方差、測量定位數據點數量、測量的時間間隔有關。另外一種是根據路段長度和路段的行程時間的比值獲得路段平均速度6.路段行程時間估計技術路段行程時間是交通流誘導系統所必須的交通信息之一。根據目前手機探測器方法的研究情

8、況，有兩種