基于Storm的實(shí)時(shí)地圖匹配算法研究.pdf

1、直接將GPS設(shè)備產(chǎn)生的定位點(diǎn)投影到路網(wǎng)中，其投影點(diǎn)會(huì)明顯偏離真實(shí)道路，這不滿足很多基于位置服務(wù)的應(yīng)用對(duì)位置精度的要求，地圖匹配就是用來修正這種偏差以提高GPS定位準(zhǔn)確性的一項(xiàng)技術(shù)。另一方面，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，位置信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性需要同時(shí)得到保證，比如車輛導(dǎo)航，交通狀態(tài)監(jiān)控、公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)等，實(shí)時(shí)地圖匹配技術(shù)被廣泛應(yīng)用于這些領(lǐng)域。
　　目前的實(shí)時(shí)地圖匹配算法可以分為三類：簡(jiǎn)單算法、基于權(quán)重算法和高級(jí)算法。簡(jiǎn)單算法邏輯簡(jiǎn)單，匹配

2、準(zhǔn)確性在復(fù)雜路網(wǎng)中低；高級(jí)算法數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，其實(shí)時(shí)性較難滿足要求。基于權(quán)重的算法模型復(fù)雜度不高，實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性最有潛力，但是基于權(quán)重算法目前存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)：權(quán)重系數(shù)為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，不能適應(yīng)匹配環(huán)境變化；未充分考慮歷史軌跡點(diǎn)特性，匹配平行路段等特殊路段容易失配。這也導(dǎo)致其準(zhǔn)確性低于高級(jí)算法。本文研究目的是改進(jìn)基于權(quán)重算法的已有缺點(diǎn)，并對(duì)其在匹配大規(guī)模軌跡點(diǎn)時(shí)的并行性能進(jìn)行探索，主要工作包括：
　?。?）針對(duì)當(dāng)前基于權(quán)重的實(shí)時(shí)地圖匹配算

3、法的缺點(diǎn)導(dǎo)致匹配準(zhǔn)確率不高的問題進(jìn)行改進(jìn)，提出一種名為ST-DWMM的算法。首先，算法分析了影響地圖匹配的誤差來源，基于對(duì)歷史GPS軌跡點(diǎn)和待匹配軌跡點(diǎn)間以及歷史匹配路段與當(dāng)前候選路段間的時(shí)空分析，充分利用GPS軌跡點(diǎn)自身屬性及路網(wǎng)拓?fù)涮攸c(diǎn)等信息來減小誤差，建立了由距離權(quán)重、方位權(quán)重、方向權(quán)重和連通性權(quán)重組成的權(quán)重模型。然后，基于影響4個(gè)權(quán)重可靠性的因素建立了動(dòng)態(tài)權(quán)重系數(shù)模型。最后，根據(jù)置信度水平選擇最佳匹配路段，以降低匹配錯(cuò)誤的可能性

4、。用三條總長(zhǎng)36 km的重慶城市公交車行駛軌跡對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示：ST-DWMM算法平均匹配正確率達(dá)到97.31％；ST-DWMM算法在Y形路口和平行路段的匹配效果上優(yōu)于對(duì)比算法。
　?。?）針對(duì)單節(jié)點(diǎn)下串行算法實(shí)時(shí)匹配大規(guī)模軌跡點(diǎn)時(shí)效率較低的問題，對(duì)ST-DWMM算法基于Storm進(jìn)行并行化。首先，通過考慮ST-DWMM算法各步驟的計(jì)算效率和Storm原理等因素得到并行化算法。然后在Storm平臺(tái)下，用全長(zhǎng)260 km，由