基于車牌照的車輛出行軌跡分析方法與實踐研究.pdf

1、近年來，隨著交通系統(tǒng)規(guī)模的不斷壯大，大規(guī)模交通調(diào)查如居民/車輛的出行調(diào)查、交通量調(diào)查、OD調(diào)查所需投入的人力、物力越來越大，數(shù)據(jù)處理的難度和復(fù)雜度也在逐級攀升。傳統(tǒng)的交通調(diào)查方法大都停留在獲取單一交通參數(shù)的層面上，在達(dá)成調(diào)查目標(biāo)同時很少能兼顧其他目的調(diào)查，其局限性、低效性很難滿足當(dāng)今復(fù)雜交通系統(tǒng)分析的信息需求。
　　 隨著交通信息采集設(shè)備的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息處理能力在不斷提升，GPS、RFID、無線通信、視頻監(jiān)控、車牌

2、自動識別、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都可用于追蹤、識別車輛在路網(wǎng)中的完整出行軌跡，這種以獲取交通實體出行軌跡為目的“面向軌跡”的調(diào)查理念可充分發(fā)揮調(diào)查點間的關(guān)聯(lián)性、調(diào)查設(shè)備間的協(xié)作性、調(diào)查數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)特性和時空特性，通過科學(xué)的調(diào)查選點與數(shù)據(jù)處理，可實現(xiàn)對車輛出行軌跡的捕捉，再對車輛出行軌跡進(jìn)行深入分析即可獲取全路網(wǎng)的豐富的交通運行狀況信息，能全面、系統(tǒng)地再現(xiàn)紛繁復(fù)雜的交通運行場景，也為一次調(diào)查獲取多種交通信息提供了全新的解決思路。
　　

3、 當(dāng)前，在城市路網(wǎng)和公路網(wǎng)中每天都在獲取超過百萬計的車牌照，然而車牌照作為一種車輛出行軌跡的天然載體，卻沒有得到足夠重視與高效利用。本文立足于面向軌跡調(diào)查的理念，以獲取路網(wǎng)中全部車輛的出行軌跡為目標(biāo)，研究基于車牌照的車輛出行軌跡分析方法，旨在建立車輛軌跡分析的基礎(chǔ)理論方法體系，拓寬面向軌跡的交通調(diào)查的研究思路與方法，實現(xiàn)海量車牌數(shù)據(jù)的高效利用，準(zhǔn)確把握路網(wǎng)交通運行狀態(tài)、交通出行特征、交通分布規(guī)律，為面向軌跡的交通調(diào)查研究提供新的思路與方

4、法借鑒。論文對以下幾個方面進(jìn)行了研究：
　　 1、闡明了車輛出行軌跡分析的總體思想，以獲取車輛在路網(wǎng)中完整運行軌跡為目標(biāo)，結(jié)合路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于交通可達(dá)性理論，引入了描述調(diào)查點間連通關(guān)系的一次可達(dá)性概念，通過路徑搜索技術(shù)建立調(diào)查點之間的一次可達(dá)關(guān)系，采用圖論的研究思路與方法，結(jié)合軌跡分析總體思想，建立了車輛出行軌跡分析的基礎(chǔ)理論——“調(diào)查點一次可達(dá)網(wǎng)絡(luò)理論”，以指導(dǎo)軌跡分析方法技術(shù)的全過程，為軌跡分析方法的科學(xué)性和軌跡分析結(jié)果的

5、正確性提供保障。
　　 2、緊密結(jié)合路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于一次可達(dá)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了包括唯一一次可達(dá)性指標(biāo)、軌跡分析誤差指標(biāo)、布點數(shù)量指標(biāo)在內(nèi)的布設(shè)約束指標(biāo)集，提出了城市路網(wǎng)環(huán)境下面向軌跡分析的調(diào)查點布設(shè)方法；自主開發(fā)了調(diào)查點布設(shè)測試平臺，通過仿真實驗系統(tǒng)地分析了調(diào)查點布設(shè)方案與一次可達(dá)網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵參數(shù)之間的相互影響與制約關(guān)系，引入可達(dá)路徑數(shù)量、可達(dá)路徑長度、路段數(shù)量、彈性調(diào)查點數(shù)量等一次可達(dá)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)表征布設(shè)方案獲取軌跡的準(zhǔn)確性與布設(shè)方案的

6、魯棒性，為最優(yōu)布設(shè)方案的選取提供了決策支持。
　　 3、立足于車輛出行軌跡分析的總體思路與目標(biāo)，基于調(diào)查點布設(shè)方案和一次可達(dá)網(wǎng)絡(luò)，在對問題車牌以及車輛途經(jīng)調(diào)查點的問題序列的成因與時空特征深入分析的基礎(chǔ)上，提出了面向車輛出行軌跡分析的數(shù)據(jù)處理流程，構(gòu)建了車輛出行軌跡分析的數(shù)據(jù)處理方法體系，綜合考慮駕駛?cè)寺窂竭x擇行為、路徑模式特征、連續(xù)調(diào)查點之間的時距關(guān)系等因素，有針對性地研究了軌跡分析數(shù)據(jù)處理中的方法與算法：包括原始車牌調(diào)查數(shù)據(jù)的

7、清洗方法、車牌尾數(shù)重復(fù)導(dǎo)致混合車輛軌跡問題下的軌跡拆分算法、調(diào)查點遺漏車牌問題下的軌跡還原算法、針對路網(wǎng)中單調(diào)查點序列的單點序列補充算法、實現(xiàn)車牌照數(shù)據(jù)和交通量數(shù)據(jù)全面整合的車輛出行軌跡擴樣算法，對各種算法的思想、機理、過程都進(jìn)行了詳細(xì)的論述，與傳統(tǒng)交通調(diào)查方法相比，提高了數(shù)據(jù)處理的精細(xì)度，保證了軌跡分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。
　　 4、以數(shù)理統(tǒng)計分析技術(shù)、GIS地理分析技術(shù)、道路拓?fù)浣＜夹g(shù)與軌跡分析理論方法為支撐，設(shè)計研發(fā)了具有自動