道路交通信息的多時空粒度表達與動態轉換

《道路交通信息的多時空粒度表達與動態轉換》是依託武漢大學，由黃長青擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：道路交通信息的多時空粒度表達與動態轉換
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃長青
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

目前道路網及其交通流信息的相關研究與套用一般僅是從網路的動態構建、多尺度道路網的變化、時態信息的記錄等方面考慮，而未能兼顧多個角度、多個層次的信息粒度，與現實世界人類認知的粒度思想並不完全相符，在處理各種不同粒度要求的交通查詢、預測與分析時往往存在諸多困難。基於此，本項目擬從現有道路網模型的分析入手，結合粒度思想與粒度計算相關方法，在分析道路網及交通流信息的內容與粒度特徵的基礎上，研究道路交通信息的多時空粒度表達及其動態轉換方法，探討道路網基本單元的信息粒化方法，構建自適應粒度轉換的道路網模型，並進一步研究動態多時空粒度在路網交通狀態分析中的套用方法。研究的實施可提供依動態時空粒度適應性表達道路網交通信息的方法，兼顧了其空間粒度和時間粒度及其動態變換性，可滿足人們對交通信息和狀態的不同粒度需求，為日常交通規劃與運行管理提供新的思路和手段。

結題摘要

目前研究中已有的道路網數據模型一般僅是對網路的動態構建、多尺度道路網的變化、時態信息的記錄等方面考慮，而沒能兼顧多個角度的信息粒度，與現實世界人類認知的粒度思想並不完全相符。因此，需要研究一種能自適應需要的動態多粒度道路網數據模型。 本項目跳出傳統道路網數據模型的構建思路，引入符合人類認知規律的信息粒化思維，提出基於動態多粒度的自適應道路網數據模型，模型在道路網的表達、交通流信息的動態分配及其時態信息的表達上均有很好的適應性，滿足道路交通規劃、設計、控制與管理中的不同角度、不同層次的套用需求。 道路網路屬於複雜網路，從信息粒度分析，道路網數據模型的複雜性體現在其具有不同的空間粒度、時間粒度和語義粒度。項目提出了基於動態多粒度的自適應道路交通網路模型, 並詳細分析了道路交通網路基本單元的信息粒化思路及方法，提出基於信息粒度的交通小區、道路路段的劃分和取捨方法。與多尺度道路網模型不同，交通信息粒化是以信息粒度為原則和標準進行的交通信息綜合抽象和分級細化，與具體採用的地圖表達比例尺無直接關係。自適應道路網數據模型依據信息粒度均勻化劃分，並記錄相應的粒度，方便在模型套用中合理選擇相應的粒度信息，也便於模型粒度轉換。 道路網交通供需存在隨機性，交通流信息也存在周期性和趨勢性，因此交通流信息是具有多時間粒度特性。在分析交通流信息多時間粒度特性的基礎上，構造了一個多時間粒度下的交通流信息表達模型，還從空間粒度和時間粒度兩個方面分析了交通流信息查詢的基本方法，給出綜合兩個方面因素的交通流信息查詢方法，有效地處理查詢中的不同粒度需求。 通過對城市道路網路數據的處理和建模，結合大件運輸方案行車的需要，設計了基於道路交叉口轉角大小的車輛轉向權重模型。該模型結合道路網路模型，通過生成一個基於道路岔口轉角權重的輔助網路，將道路交叉口的轉角大小作為輔助網路邊的權重值，參與最優路徑的分析。該方法捨棄了傳統算法只考慮道路長度或寬度的弊端，實驗證明能夠有效減少複雜交通網路中運輸車輛因轉向所帶來的行車耗時，為大件設備運輸的選線提供可靠的依據。 針對路段劃分粒度問題，考慮彎道和公共運輸設施區域易形成交通瓶頸，採用彎道區域細分，長直路段結合交通興趣點分段，建立了分時段城市道路流速模型。並以北京市為研究區域，分五個時段建立道路流速模型，與實時路況對比分析其模型與實際情況基本符合。