基于GPS數(shù)據(jù)及GIS技術(shù)的路網(wǎng)連通可靠度研究
發(fā)布時間:2019-10-21 15:22
【摘要】:當前,路網(wǎng)連通可靠度是反映網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能的一個主要指標,并且通過GPS浮動車數(shù)據(jù)可以獲取路段的平均速度,并在行程時間估算等方面已有較為普遍的應(yīng)用。本文則力圖擴大GPS浮動車數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍,將其與路網(wǎng)連通可靠度的研究結(jié)合在一起。首先,論文梳理了浮動車數(shù)據(jù)的特征以及系統(tǒng)采集原理,總結(jié)了所存在的四個不足:精度不高、信息不足、采樣間隔較大和數(shù)據(jù)異常。以成都市的浮動車數(shù)據(jù)為例,說明了浮動車原始數(shù)據(jù)所包含的信息,并選取了成都市的部分區(qū)域路網(wǎng)作為研究對象。結(jié)合數(shù)據(jù)特征和路網(wǎng)的具體情況,總結(jié)了 7條數(shù)據(jù)篩選的原則,為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。然后,將篩選后的GPS數(shù)據(jù)匹配到電子地圖中。在匹配路徑重建的基礎(chǔ)上,論文將地圖匹配分成三部分內(nèi)容,第一則是確定誤差區(qū)域和候選路段集,根據(jù)GPS數(shù)據(jù)的均方根差和圓概率誤差,選取候選區(qū)域的半徑為41.7m;第二,將系列GPS匹配點分成歷史點、待匹配點以及當前點這三部分,綜合考慮GPS點與候選路段的距離與角度關(guān)系,即道路幾何因素,并利用相鄰浮動車數(shù)據(jù)點間的聯(lián)通因素,構(gòu)建了一種基于延時策略的地圖匹配模型;第三,則是模型補充完善部分,從GPS點速度與道路限速方面、高架與地面道路識別方面對延時策略的地圖匹配模型作進一步的補充與完善。最后通過Visual Studio 2012編程軟件,利用C#語言和ArcEngine嵌入式的GIS組件庫對地圖匹配進行可視化開發(fā),將從導入GPS數(shù)據(jù)到地圖匹配并導出結(jié)果的一系列操作過程實現(xiàn)了可視化。接著,論文在充分挖掘地圖匹配結(jié)果和路網(wǎng)拓撲信息的基礎(chǔ)上,總結(jié)了兩種思路計算路段行程時間,分別是考慮了交叉口延誤的基于路段長度的路段行程時間估計方法和考慮了不同路段速度特征的基于點速度調(diào)和平均值的路段行程時間估計方法。本文為了充分利用數(shù)據(jù)和獲取有效合理的路段行程時間計算結(jié)果,依據(jù)同一總體的不同樣本推斷總體參數(shù)的思路,將這兩種方法進行融合。最后隨機抽取兩條路徑,與實際出行時間對比,經(jīng)過驗證發(fā)現(xiàn)用本文的融合方法能得到較為符合實際出行環(huán)境的路段行程時間。最后,論文從速度與時間以及速度與密度的關(guān)系引入路段連通度概念,并提出了將安德伍德(Underwood)指數(shù)模型以及格林伯格(Grenberg)對數(shù)模型引入路段連通度的概念描述中,擴充并完善傳統(tǒng)的格林希爾至模型對速度與密度關(guān)系的較為簡單的描述,并應(yīng)用在路段連通度的計算中,提高計算結(jié)果的代表性。接下來則是路網(wǎng)連通可靠度計算部分,一方面采用路徑搜索算法搜尋路網(wǎng)每一節(jié)點對間的可行路徑,另一方面以串并聯(lián)系統(tǒng)理論由路段遞進到路徑連通可靠度的計算,結(jié)合路段行程時間和路段長度作為權(quán)重系數(shù),從而實現(xiàn)路網(wǎng)節(jié)點對的連通可靠度計算。最終以節(jié)點對兩端點及所連接路段重要度作為權(quán)重,構(gòu)建了路網(wǎng)連通可靠度分析方法。不僅延伸了 GPS數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用內(nèi)容,還提供了一種從行程時間入手的路網(wǎng)連通可靠度分析思路。
【學位授予單位】:西南交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:U491
本文編號:2551440
【學位授予單位】:西南交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:U491
【參考文獻】
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,本文編號:2551440
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