隧聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及智能監(jiān)控數(shù)據(jù)分析.pdf

1、社會信息化水平的發(fā)展和中國城市化進程的推進，將人們帶入了多感官的、物物相連的數(shù)據(jù)海洋中。我們置身于網(wǎng)絡(luò)化世界，其中包括虛擬化的互聯(lián)網(wǎng)也包括物物相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)。在復(fù)雜廣闊的網(wǎng)絡(luò)里，城市交通作為支持經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)，其建設(shè)與發(fā)展的速度也越來越快。城市隧道是“感知中國”的一個關(guān)鍵和特殊交通感知點，但我國城市隧道智能監(jiān)控發(fā)展較晚，至今沒有統(tǒng)一的城市隧道監(jiān)控規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，更沒有形成統(tǒng)一的城市隧道智能監(jiān)控平臺，無法實現(xiàn)多隧道“感知”。雖然各大城市已經(jīng)

2、先后建立了多個城市隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)，但并沒有實現(xiàn)城市多個隧道的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。本文通過研究已開發(fā)多個城市隧道監(jiān)控系統(tǒng)，總結(jié)和歸納了城市隧道的相關(guān)特性，本文提出“隧聯(lián)網(wǎng)”TI(Tunnels Internet)的構(gòu)想，它是“物聯(lián)網(wǎng)”IoT(Internet of Things)在城市交通智能監(jiān)控領(lǐng)域的一個特殊應(yīng)用。
　　 針對多個城市隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)孤立化、非標(biāo)準(zhǔn)化、海量化、多源異構(gòu)性、建設(shè)與管理分離等問題。本文希望通過對隧

3、聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)、功能層次、數(shù)據(jù)特性、數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)挖掘等方面的研究與分析，解決這些已經(jīng)存在的問題。隧聯(lián)網(wǎng)將能夠?qū)崿F(xiàn)城市隧道監(jiān)控系統(tǒng)進行深層次的數(shù)據(jù)共享與協(xié)同應(yīng)用，為應(yīng)急管理、城市規(guī)劃建設(shè)和隧道長期監(jiān)控提供服務(wù)，實現(xiàn)各個城市隧道監(jiān)控系統(tǒng)間的協(xié)同調(diào)度與聯(lián)動控制，豐富物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，提高隧道聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控水平的目標(biāo)。本文的主要研究內(nèi)容及相關(guān)創(chuàng)新點歸納為以下三個方面:
　　 (1)本文首先根據(jù)城市隧道監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求和相關(guān)技術(shù)發(fā)展，給

4、出了隧聯(lián)網(wǎng)TI的構(gòu)想;然后以此為出發(fā)點提出了“隧聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)TIA”，并詳細(xì)分析了隧聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)TIA五層模型;其后詳細(xì)分析隧聯(lián)網(wǎng)的五個功能層。針對隧聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)特性進行了分析，并通過對隧聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分類研究和異構(gòu)性分析，提出了對應(yīng)的數(shù)據(jù)集成方法。
　　 (2)本文以數(shù)據(jù)挖掘方法為主要研究手段，分別從狀態(tài)規(guī)則和數(shù)據(jù)預(yù)測兩個方面入手對隧聯(lián)網(wǎng)進行智能數(shù)據(jù)分析。在隧聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)規(guī)則挖掘方面，首先根據(jù)隧道的特性提出了基于隧聯(lián)網(wǎng)的交通擁堵等級劃分

5、模型;并建立了基于隧聯(lián)網(wǎng)的交通擁堵關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘模型TI-CAR。以隧道交通擁堵時刻的相關(guān)數(shù)據(jù)為對象，挖掘隧聯(lián)網(wǎng)中各個隧道間潛在的關(guān)聯(lián)性，并進行實驗分析比較為隧聯(lián)網(wǎng)智能化管理提供了依據(jù)。
　　 (3)研究了隧聯(lián)網(wǎng)交通數(shù)據(jù)流預(yù)測。分析了隧聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流;并討論了隧聯(lián)網(wǎng)預(yù)測分析方法;然后針對隧聯(lián)網(wǎng)的交通數(shù)據(jù)流分析問題提出了兩個算法預(yù)測隧聯(lián)網(wǎng)的車流量:TI-GMDH和TI-LS-SVM預(yù)測算法，并對這兩個算法進行討論分析;最后通過隧聯(lián)網(wǎng)的實