【摘要】：車聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外的應(yīng)用己經(jīng)越來越廣泛。通過車聯(lián)網(wǎng)的終端,可以采集到位置、速度、時空、“三急”(急加速、急減速和急拐彎)等駕駛行為數(shù)據(jù),基于以上數(shù)據(jù),可以開展基于駕駛行為的保險(pay as your drive,PAYD)應(yīng)用服務(wù)。而在PAYD應(yīng)用中,一個關(guān)鍵的技術(shù)是地圖匹配(map matching,MM),即將GPS軌跡與GIS路網(wǎng)相匹配得到車輛的歷史軌跡。然而,由于一些車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的特殊性,如交通運輸部的“兩客一�！比珖囕v監(jiān)管平臺,該平臺的GPS數(shù)據(jù)一般每30s發(fā)送一次,采樣頻率較低,并且由于GPS自身的定位誤差,采用已有的MM算法難以將GPS數(shù)據(jù)和GIS路網(wǎng)進行精確的匹配。因此,本文針對低采樣頻率的車輛軌跡數(shù)據(jù),同時考慮算法的適用范圍,設(shè)計了一種基于優(yōu)先級規(guī)則的地圖匹配算法(map matching based on priority rule,MMPR),并基于MMPR算法開發(fā)了一個面向PAYD的地圖匹配應(yīng)用系統(tǒng),為PAYD應(yīng)用服務(wù)的開展提供數(shù)據(jù)支撐。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計和驗證MMPR算法。首先,通過分析和比較速度方向與道路通行方向的夾角、點到路段的最近距離、道路可達性三個因素的特點,論證了速度方向角因素比點到路段最近距離因素的優(yōu)先級要高,而道路可達性是可以忽略的因素。然后,設(shè)計了一種精準(zhǔn)計算速度與道路通行方向夾角的計算規(guī)則。該規(guī)則基于點到候選路段最近點的位置信息,繪制曲線在該點的切線,再綜合考慮道路通行類型,最終確定了道路通行方向與速度方向的夾角。接下來,設(shè)計了一種車輛軌跡尋優(yōu)的計算方法,該方法基于空間元素的拓撲關(guān)系,可以快速的得到車輛的軌跡信息。最后,在數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)上,考慮GPS采樣頻率對匹配精度的影響,設(shè)置兩組實驗驗證該算法的有效性。實驗結(jié)果表明該算法能夠適用多種采樣頻率的定位數(shù)據(jù),匹配精度達到98%,處理速度達到60個/s,且與其他算法具有可比性。(2)設(shè)計和開發(fā)面向PAYD應(yīng)用的地圖匹配系統(tǒng)。首先,基于對系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的分析,確定系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程。然后,基于數(shù)據(jù)特征,設(shè)計了GPS數(shù)據(jù)庫表、GIS電子地圖數(shù)據(jù)庫表和中間計算表。接下來,基于.Net framework組件和ArcGIS Engine接口類,設(shè)計并開發(fā)面向PAYD的地圖匹配系統(tǒng)。最后,通過該系統(tǒng)獲取了 PAYD應(yīng)用服務(wù)所需的里程、超速、道路類型和駕駛時間時段分布共4個駕駛行為數(shù)據(jù)。
【圖文】：

１２０ｋｍ／ｈ，國道和省道的速度范圍根據(jù)具體路段情況而定，一般在（３０ｋｍ／ｈ，逡逑５０ｋｍ／ｈ）、（５０ｋｍ／ｈ－７０ｋｍ／ｈ）、（７０ｋｍ／ｈ－９０ｋｍ／ｈ）等范圍進行選擇。同時，不同車逡逑型的限速是不一樣的，假設(shè)選取平均車速是ｖ邋＝邋５（Ｍｍ／／ｚ？１３．８ｍ／１ｓ。如圖３－１是對逡逑電子地圖的折線段長度的頻數(shù)統(tǒng)計，經(jīng)過對電子地圖的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)計分析發(fā)逡逑現(xiàn)，路段元素即單個折線段的測量距離＜＾ｅ｛ｚ｜０Ｓｚ＾ｌ０００ｍ｝。對比電子地圖折逡逑線段的距離和相鄰ＧＰＳ點的距離可以發(fā)現(xiàn)，道路的可達性因素參考價值具有不穩(wěn)逡逑定性。由圖可知，９５％單個路段長度分布在（０ｍ，２００ｍ）。那么相鄰ＧＰＳ點的道路逡逑可達的米集頻率臨界值是／＂邋＝邋２００／１３．８邋？１５５，因此可以初步認為，逡逑當(dāng)／＜１５ｓ，ＧＰＳ采樣頻率高，相鄰點距離近，考慮道路可達性較好。逡逑當(dāng)／＞１５〃，，ＧＰＳ采樣頻率較低，相鄰點距離遠，道路可達性因素參考意義不逡逑大。逡逑１＿邋８９．４３＊…逡逑９０％．邋＾逡逑８０％邋Ｉ逡逑７０％邋１逡逑６０％邋■逡逑５邋ＢＯ．Ｉ逡逑＾邐４０％逡逑３０％逡逑２０％逡逑１１邋６．２５％逡逑＾＾＾２２５％邋ｉ．0３ｔ逡逑０％邐－邐０邋＾９％邋０．２５％邋０．１４％邋０．�。迹垮澹埃埃矗ュ澹埃海埃常ュ义舷�、私＃邋＃邋＃歡＃邋＃邋＃邋

Ｘ邐ｉ°－＿ｙ逡逑圖３－３雙行道切線角與速度方向角逡逑Ｆｉｇ．３－３邋Ｔａｎｇｅｎｔ邋ａｎｇｌｅ邋ａｎｄ邋ｖｅｌｏｃｉｔｙ邋ａｎｇｌｅ邋ｏｆ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｔｒａｃｋ逡逑（２）
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52;U463.67;U495

【參考文獻】

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本文編號：2649234