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基于GPS浮动车的城市交通状态时空分布规律研究

作　者: 苟锡荣
导　师: 左小清
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: GPS浮动车数据交通地理信息系统城市交通状态时空分布规律时空数据库地图匹配
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

城市道路作为城市交通运输的基础设施,为城市居民生活,工作,文化娱乐活动提供出行便利,其运行状态和效率越来越受到人们的关注。由于城市发展的不平衡性,在开发比较早、比较成熟的区域,出行的车流量和人流量往往比较多,在开发比较迟的区域,出行的人流量和车流量则相对比较少,这使得城市道路交通状态在空间上的分布具有差异性；由于人们在不同的时间具有不同的出行需求,造成城市交通状态在时间上的分布也会具有差异性。因而如何获取和掌握城市道路交通状态的时空分布特点和规律成为出行者和交通规划管理者都比较关注的问题。随着GPS定位技术,无线定位与传输技术的发展,移动式交通信息采集技术使城市交通信息的采集变得更高效快捷,覆盖范围更广,为研究城市交通状态时空分布规律提供了数据支持。论文以昆明市GPS浮动出租车采集的数据和昆明市路网数据为例,研究了昆明市的交通状态时空分布规律。首先,数据预处理及地图匹配。在对GPS浮动车数据特征分析的基础上对浮动车数据做了预处理,剔除影响提取交通参数精度的数据,并对浮动车数据的坐标做了转换,通过地图匹配使浮动车数据匹配到相应的道路上。其次,路段交通参数提取及交通状态分类。回顾和总结了GPS浮动车数据估计路段交通参数的方法及模型,阐述了路段平均行程速度估计方法,并利用浮动车数据提取了段平均行程速度,建立交通状态评价指标体系,依据路段平均行程速度和分类标准对路段交通状态分类。再次,交通状态时空分布规律研究。根据城市交通状态的时间和空间属性,构建了昆明市交通状态时空数据库,并在ArcGIS10.1平台上实现了时空数据的动态可视化。在交通状态评价指标及时空数据库基础上分析了昆明市交通状态的时空分布规律,并获得了有效结论。最后,对全文的研究工作做了总结,并提出了论文研究的不足及对后续的研究工作的展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 研究的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 浮动车技术研究现状  11-13
    1.2.2 交通状态时空分布研究现状  13-14
  1.3 论文的主要内容及组织结构  14-16
  1.4 本章小结  16-18
第二章相关理论  18-42
  2.1 交通信息采集技术  18-21
    2.1.1 固定式采集技术  18-19
    2.1.2 移动式采集技术  19
    2.1.3 固定式和移动式采集技术比较  19-21
  2.2 GPS浮动车技术概述  21-26
    2.2.1 GPS浮动车系统的组成  21-22
    2.2.2 GPS定位原理与误差分析  22-25
    2.2.3 GPS浮动车技术特点  25-26
  2.3 数据预处理及地图匹配  26-33
    2.3.1 GPS浮动车数据的特点  26-27
    2.3.2 数据预处理  27-30
    2.3.3 地图匹配  30-33
  2.4 城市路网定义及路段划分  33-34
  2.5 地理信息系统(GIS)原理  34-36
    2.5.1 地理信息系统(GIS)  34-36
    2.5.2 时空地理信息系统(TSGIS)  36
  2.6 交通流参数简介  36-40
    2.6.1 速度(V)  37
    2.6.2 交通密度(K)  37
    2.6.3 占有率(R)  37-38
    2.6.4 车头间距与车头时距  38
    2.6.5 交通流量(Q)  38-39
    2.6.6 排队长度  39
    2.6.7 交通流三个基本参数之间关系  39-40
  2.7 本章小结  40-42
第三章交通状态分类及时空数据库构建  42-60
  3.1 交通状态评价指标体系的建立  42-45
    3.1.1 路段交通状态分类指标  42
    3.1.2 路网交通状态评价指标  42-45
  3.2 浮动车数据路段平均行程速度估计  45-47
    3.2.1 浮动车数据路段平均行程速度估计概述  45-47
    3.2.2 浮动车数据路段平均行程速度估计  47
  3.3 路段交通状态分类  47-49
    3.3.1 路段交通状态分类概述  47-49
    3.3.2 路段交通状态分类标准  49
  3.4 交通状态时空数据库  49-59
    3.4.1 ArcGIS 10.1简介  49-50
    3.4.2 时空数据库简介  50-51
    3.4.3 Geodatabase交通状态时空数据库构建  51-55
    3.4.4 交通状态时空数据动态可视化  55-59
  3.5 本章小结  59-60
第四章城市交通状态时空分布规律  60-76
  4.1 路网平均行程速度特性  60-62
    4.1.1 路网平均行程速度时间分布特性  60-61
    4.1.2 路网平均行程速度时序相关性  61-62
  4.2 路网各等级交通状态路段数比例时间分布  62-63
  4.3 路网各等级交通状态路段里程比例时间分布  63-65
  4.4 日严重拥堵路段和周严重拥堵路段时空分布  65-73
    4.4.1 日严重拥堵路段时空分布  65-72
    4.4.2 周严重拥堵路段时空分布  72-73
  4.5 路网交通状态等级时间分布  73-74
  4.6 本章小结  74-76
第五章论文结论与展望  76-78
  5.1 论文结论  76-77
  5.2 论文展望  77-78
致谢  78-80
参考文献  80-84
附录  84-86

基于GPS浮动车的城市交通状态时空分布规律研究

内容摘要

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