基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的高速公路交通信息采集與交通狀態(tài)判別研究.pdf

1、交通信息采集與交通狀態(tài)判別是現(xiàn)代智能交通建設(shè)和道路交通控制與管理的重要基礎(chǔ)。目前常用的環(huán)形感應(yīng)線圈等固定型檢測(cè)技術(shù)和GPS浮動(dòng)車(chē)檢測(cè)技術(shù)普遍存在路網(wǎng)覆蓋率有限的問(wèn)題，難以提供全路網(wǎng)的交通信息。 由于目前我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已較為成熟，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面較廣，用戶群龐大，在實(shí)際路網(wǎng)中，大部分行駛的車(chē)輛都載有移動(dòng)電話用戶。由于車(chē)載移動(dòng)臺(tái)具有與其所在車(chē)輛相同的行駛速度，因此，通過(guò)采集、處理車(chē)載移動(dòng)臺(tái)提供的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)，可以獲取相應(yīng)路段交通信息，

2、判斷道路的交通狀態(tài)。該方式覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量充足，是現(xiàn)有交通信息采集技術(shù)的有效補(bǔ)充。 本文以高速公路路網(wǎng)為實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)，對(duì)如何利用現(xiàn)有移動(dòng)通信數(shù)據(jù)提取高速公路交通信息并進(jìn)行交通狀態(tài)判別進(jìn)行了研究。具體研究?jī)?nèi)容包括： 一、確定用于交通信息采集的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)類(lèi)型及其采集方式。從移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀及交通信息采集需求考慮，確定了以路網(wǎng)中活躍移動(dòng)臺(tái)的周期性位置更新、呼叫連接、切換、短消息四種通信事件作為交通信息采集的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)源，以及通

3、過(guò)在基站控制器（BSC）或移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）中加載數(shù)據(jù)提取程序及存貯設(shè)備的移動(dòng)數(shù)據(jù)提取方式。 二、利用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，分析移動(dòng)電話用戶通信行為受交通狀態(tài)變化影響的特性，探討通過(guò)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)變化反映交通狀態(tài)變化的可行性，并根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，建立了移動(dòng)電話用戶的通信行為仿真模型。 三、研究基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)的交通流信息采集的整體流程及其各部分具體實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)高速公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性，采用基站小區(qū)覆蓋范

4、圍的路網(wǎng)劃分方法，并在此基礎(chǔ)上采用基于活躍移動(dòng)臺(tái)小區(qū)定位與切換定位結(jié)合的地圖匹配方法對(duì)車(chē)載移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位。 四、在現(xiàn)有基于切換定位的交通信息提取方法基礎(chǔ)上，提出直接交通信息與間接交通信息相結(jié)合的交通信息采集方法。其中，直接交通信息指由移動(dòng)臺(tái)連續(xù)兩次切換估算的路段行程速度；間接交通信息指從移動(dòng)通信數(shù)據(jù)中提煉整合的、能夠反映交通狀態(tài)變化的路段通信密度量等信息，以解決在道路擁堵嚴(yán)重、切換樣本難以獲得情況下的交通信息采集問(wèn)題。

5、五、建立完整的基于移動(dòng)通信的交通仿真系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)地理信息平臺(tái)、微觀交通流仿真平臺(tái)、移動(dòng)通信仿真平臺(tái)等多個(gè)系統(tǒng)的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)交換及協(xié)聯(lián)工作；完成通信行為仿真模塊、以及交通信息采集模塊和交通狀態(tài)判別模塊等核心模塊的研發(fā)。實(shí)驗(yàn)證明，仿真系統(tǒng)運(yùn)作穩(wěn)定而有效，生成的仿真數(shù)據(jù)符合實(shí)際規(guī)律。 六、基于本文所提出的直接和間接交通信息，進(jìn)一步提出基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高速公路交通狀態(tài)判別模型，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)路段進(jìn)行交通狀態(tài)判別與交通事件檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)證