【摘要】：針對當(dāng)前在精細識別道路擁堵時空范圍方面研究的不足,提出一種利用GPS軌跡的二次聚類方法,通過快速識別大批量在時間、空間上差異較小且速度相近的軌跡段,反映出道路交通狀態(tài)及時空變化趨勢,并根據(jù)速度閾值確定擁堵狀態(tài)及精細時空范圍。首先將軌跡按采樣間隔劃分成若干條子軌跡,針對子軌跡段提出相似隊列的概念,并設(shè)計了基于密度的空間聚類的相似隊列提取方法,通過初次聚類合并相似子軌跡段,再利用改進的歐氏空間相似度度量函數(shù)計算相似隊列間的時空距離,最后以相似隊列為基本單元,基于模糊C均值聚類的方法進行二次聚類,根據(jù)聚類的結(jié)果進行交通流狀態(tài)的識別和劃分。以廣州市主干路真實出租車GPS軌跡數(shù)據(jù)為例,對該方法進行驗證。實驗結(jié)果表明,該二次聚類方法能夠較為精細地反映城市道路的擁堵時空范圍,便于管理者精準疏散城市道路擁堵,相比直接聚類方法可以有效提升大批量軌跡數(shù)據(jù)的計算效率。
【圖文】：

｛ＲＩＤ，［（ｄ１，ｄ２，ｔ１，ｔ２），．．．，（ｄｎ，ｄｎ＋１，ｔｎ，ｔｎ＋１）］｝，如圖１所示，每個四元組表示一段子軌跡，ＲＩＤ為所在路段編號，ｄｎ、ｄｎ＋１分別表示第ｎ條子軌跡的起點和終點到路段起點的距離，ｔｎ、ｔｎ＋１為子軌跡起點和終點的采樣時刻。當(dāng)子軌跡跨路段時，需要在路段交叉處打斷。該子軌跡劃分方法可保證擁堵識別的最小時間與空間粒度，為下文進行路段擁堵時空范圍精細化識別奠定基矗圖１ＧＰＳ軌跡表達Ｆｉｇ．１ＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＧＰＳＴｒａｊｅｃｔｏｒｙ２時空軌跡二次聚類方法２．１相似隊列定義本文將形態(tài)相似且時空位置相近的若干子軌跡歸并形成的軌跡簇定義為一個相似隊列。時空位置相近指軌跡位于目標(biāo)軌跡的Ｅ鄰域內(nèi)，Ｅ鄰域的構(gòu)建方法見§２．２．１；形態(tài)相似指速度差異小，速度差異閾值設(shè)為±１０ｋｍ／ｈ。圖２展示了３個互相獨立的相似隊列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３，其中，縱坐標(biāo)ｔ表示時間；橫坐標(biāo)ｄ為路段上任意一點距路段起點的偏移；相似隊列Ｌ１即為方框表示的時空范圍內(nèi)一組大致平行的時空軌跡（虛線）。同樣，時空范圍內(nèi)的實線表示的子軌跡不能被歸并到Ｌ１中，因為該軌跡速度與Ｌ１中子軌跡差異較大。２．２基于ＤＢＳＣＡＮ的相似隊列構(gòu)建方法為了盡可能消除噪聲數(shù)據(jù)，提高初次聚類的速率和準確性，引入ＤＢＳＣＡＮ密度聚類方法［１１］，并將經(jīng)典ＤＢＳＣＡＮ算法中的Ｅ鄰域擴展到時空維，重新定義算法中的直接密度可達、核心對象等。２．２．１Ｅ鄰

，需要在路段交叉處打斷。該子軌跡劃分方法可保證擁堵識別的最小時間與空間粒度，為下文進行路段擁堵時空范圍精細化識別奠定基矗圖１ＧＰＳ軌跡表達Ｆｉｇ．１ＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＧＰＳＴｒａｊｅｃｔｏｒｙ２時空軌跡二次聚類方法２．１相似隊列定義本文將形態(tài)相似且時空位置相近的若干子軌跡歸并形成的軌跡簇定義為一個相似隊列。時空位置相近指軌跡位于目標(biāo)軌跡的Ｅ鄰域內(nèi)，Ｅ鄰域的構(gòu)建方法見§２．２．１；形態(tài)相似指速度差異小，速度差異閾值設(shè)為±１０ｋｍ／ｈ。圖２展示了３個互相獨立的相似隊列Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３，其中，縱坐標(biāo)ｔ表示時間；橫坐標(biāo)ｄ為路段上任意一點距路段起點的偏移；相似隊列Ｌ１即為方框表示的時空范圍內(nèi)一組大致平行的時空軌跡（虛線）。同樣，時空范圍內(nèi)的實線表示的子軌跡不能被歸并到Ｌ１中，因為該軌跡速度與Ｌ１中子軌跡差異較大。２．２基于ＤＢＳＣＡＮ的相似隊列構(gòu)建方法為了盡可能消除噪聲數(shù)據(jù)，，提高初次聚類的速率和準確性，引入ＤＢＳＣＡＮ密度聚類方法［１１］，并將經(jīng)典ＤＢＳＣＡＮ算法中的Ｅ鄰域擴展到時空維，重新定義算法中的直接密度可達、核心對象等。２．２．１Ｅ鄰域的時空拓展Ｅ鄰域在時空維上的擴展如圖３所示，縱坐標(biāo)ｔ表示時間，橫坐標(biāo)ｄ為路段上任意一點距路段起點的偏移。以軌跡ｐ１為例，粗實線為其本身的時空域；細實線的覆蓋范圍即為ｐ１對應(yīng)的Ｅ鄰圖２相似隊列中的軌跡Ｆｉｇ．２ＴｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｏｆＳｉｍｉｌａｒＱｕｅｕｅｓ域，其在空間維上的擴展長度為Ｄｅｘ（ｐ１），對應(yīng)圖中

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃瀟婷;;基于GPS與日志調(diào)查的旅游者時空行為數(shù)據(jù)質(zhì)量對比[J];旅游學(xué)刊;2014年03期

2 陳修治;陳燕喬;蘇泳嫻;;基于谷歌地球和GPS的物品定位跟蹤系統(tǒng)[J];計算機工程與設(shè)計;2011年09期

3 湯輝;;GPS系統(tǒng)在寧波市出租車治安管理中的應(yīng)用[J];寧波大學(xué)學(xué)報(理工版);2007年03期

4 朱留軍;聶久添;;GPS車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)中多路徑效應(yīng)的誤差分析[J];科技視界;2013年25期

5 李國祥,曾旭平,何傳金;科研軟件與商用軟件在長江干流航道GPS測量控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中的結(jié)果分析[J];水運工程;2004年07期

6 黃圣吉;;GPS輔助投遞系統(tǒng)開發(fā)設(shè)想及前景展望[J];電腦知識與技術(shù);2013年05期

7 潘振祥;;高分辨率衛(wèi)星影像GPS像控點數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究[J];國土資源信息化;2007年03期

8 滿樹徐;張軍;;GPS控制測繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];信息系統(tǒng)工程;2011年09期

9 ;濟南:2400輛客車啟用“千里眼”安裝GPS[J];商用汽車新聞;2007年03期

10 簡思思;張可可;李冰玉;;基于GPS動態(tài)調(diào)度的出租車均衡布局優(yōu)化研究[J];科協(xié)論壇(下半月);2011年06期

相關(guān)會議論文 前6條

1 崔鐵軍;盧松杰;;GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化模式的研究[A];中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會第八屆年會論文集[C];2004年

2 牛澤民;趙霽;黃小雨;;基于WebGIS的GPS車載定位系統(tǒng)[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第三分冊）[C];2009年

3 趙文霞;吳緯;王鐵寧;張宏偉;;裝備保障可視化系統(tǒng)的Web GIS／GPS解決方案[A];企業(yè)應(yīng)用集成系統(tǒng)與技術(shù)學(xué)術(shù)研究會論文集[C];2006年

4 肖香梅;陳海波;施國生;梁道雷;;一種GPS軌跡特征聚合分析的混合算法[A];2011年全國電子信息技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

5 田增;劉周斌;張鳳贊;;GIS和GPS技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用[A];全國測繪與地理信息技術(shù)研討交流會專輯[C];2003年

6 何鳴;王皓;朱長江;;故障信息系統(tǒng)子站GPS時鐘對時的應(yīng)用和實現(xiàn)[A];2008中國電力系統(tǒng)保護與控制學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前9條

1 記者 師云杰;石家莊出租車安裝GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)[N];中國測繪報;2009年

2 記者 周煒;我市出租車GPS終端下旬免費安裝試運行[N];西安日報;2010年

3 記者 王鶴邋通訊員 陳偉秋;“泥頭車”將全裝GPS[N];廣州日報;2007年

4 本報記者 申明;漢王順利“嵌入”GPS產(chǎn)業(yè)[N];科技日報;2007年

5 李紅;警方提示：GPS系統(tǒng)可有效預(yù)防機動車被盜[N];科技日報;2004年

6 張明;GPS：讓天津交通集團領(lǐng)先一步[N];中國交通報;2007年

7 朱亞圣;漳州95%以上營運車輛安裝GPS系統(tǒng)[N];閩南日報;2010年

8 本報記者 孫琪;24小時監(jiān)控 GPS能否“網(wǎng)”住亂來運渣車[N];四川日報;2009年

9 蔡麗金;應(yīng)用GPS提高企業(yè)車輛信息化管理[N];中國企業(yè)報;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姚鵬;基于出租車GPS軌跡的智能推薦系統(tǒng)[D];長安大學(xué);2015年

2 譚康;基于GPS軌跡的道路拓撲構(gòu)建和路徑選擇方法研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

3 戴安云;基于GPS車輛管理系統(tǒng)的區(qū)域空載車輛調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];天津大學(xué);2014年

4 徐士昊;基于公交車GPS軌跡數(shù)據(jù)動態(tài)生成矢量路網(wǎng)算法的研究[D];山東財經(jīng)大學(xué);2016年

5 孫晶;基于GPS的停車場車位導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計[D];吉林大學(xué);2016年

6 劉洪偉;基于GPS軌跡的位置預(yù)測和活動推薦[D];東北大學(xué);2013年

7 江宇旋;基于北斗和GPS的電力運維調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2016年

8 孫學(xué)琴;基于GPS的第三方綜合物流管理信息系統(tǒng)分析與規(guī)劃設(shè)計[D];山東科技大學(xué);2004年

9 馬水全;GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究[D];中國人民解放軍信息工程大學(xué);2005年

10 李衢伶;基于GPS軌跡的出租車載客路徑智能推薦[D];湖南科技大學(xué);2014年

本文編號：2587416