[交通运输]ITS5.ppt

* 智能运输系统 * 已经实现的行程时间 实际（预测）的行程时间 时间（小时） 行程时间（min） 实际的行程时间和过去的行程时间 实际的行程时间和过去的行程时间 过去的行程时间总是“滞后”于实际的行程时间 两者的关系可以用以下公式表示： 或： * 智能运输系统 * 数据处理技术 * 智能运输系统 * 数据处理技术 为什么要进行数据处理？ 从交通检测器（本地检测器或空间检测器）获得的交通数据不同程度上存在数据噪音、数据出错、数据丢失等问题。例如：在荷兰高速公路监控系统中，12%的线圈检测器采集的交通数据存在问题（不准确或数据丢失）。 * 智能运输系统 * * 智能运输系统 * 数据处理技术 相对误差（%） 频率 线圈检测器采集的数据 荷兰高速公路 1. 数据失效或检测器失效的定义 从检测器获得的数据流中出现不可靠数据或数据丢 失。数据失效的产生主要是由于检测器采集的数据不可 靠或没有采集到数据导致的。 * 智能运输系统 * 数据失效的定义和分类 2. 数据失效的分类 * 智能运输系统 * 数据失效的定义和分类 空间 偶发性失效 结构性失效 时间 空间 时间 时间 空间 本质性失效 （1）偶发性失效 如：交通信息采集（监控）系统的电源或通信设备临时切断 （2）结构性失效 如：检测器或通信设备发生物理故障 （3）本质性失效 如：检测设备固有的检测噪音和偏差，或者是用时间平均来计算交通参数（例如：用时间平均速度来表示实际的空间平均速度会导致估计偏差） * 智能运输系统 * 数据失效的定义和分类 数据检查 交通数据反映了交通状况的时空分布，检查交通 数据是否有效可以用以下3种方法： 车辆守恒（或质量平衡） 流入路段的车辆数 - 流出路段的车辆数 = 路段上的车 辆数 当经过很长一段时间后，可达到一个平衡： 输入≈输出 * 智能运输系统 * 2. 检查数据的时空分布图 交通是一个时空分布过程，也即交通状况（如：车队，交通拥堵）随着时空移动。 一种有效的数据检查方式就是画出交通数据的时空分布图，从而可以快速有效地发现数据错误、数据丢失等数据失效现象。 * 智能运输系统 * 数据检查 * 智能运输系统 * 数据检查 交通流量（车辆/小时） 速度（公里/小时） 时间 时间 空间(m) 空间(m) 从数据时空图可以看出： 自由流交通状态下：交通状态的移动方向跟车流行驶方向一致，移动速度约为最大限速的80%-85% 拥挤状态下：交通状态的移动方向与车流行驶方向相反（如高速公路的交通拥挤现象）。移动速度为负值（向上游路段移动），典型的交通拥堵向上游的移动速度为-15%和-20%之间。 * 智能运输系统 * 数据检查 3. 应用统计方法 可以滤除异常数据 * 智能运输系统 * 数据检查 时间 行程时间（min) 2006年3月29日 从视频检测器获取的行程时间数据 引起数据异常的原因： - 车辆绕行 - 视频照相机之间发生车辆误匹配 3. 应用统计方法 * 智能运输系统 * 数据检查 时间 行程时间（min) 2006年3月29日 从视频检测器获取的行程时间数据 简单的数据插值和回归 先进的数据过滤技术（如：Treiber-Helbing 滤波） * 智能运输系统 * 数据校正 ？ (1)插值 空间插值 时间插值 * 智能运输系统 * 数据校正 取两者的最小值： ？ （2）回归或滤波(extrapolation) * 智能运输系统 * 数据校正 * 智能运输系统 * 数据校正 空间插值 丢失的数据 时间插值 思考题 比较各种交通数据采集方式的特点 用空间平均的交通参数和时间平均的交通参数有何区别？在实际交通应用中如何应用这些参数？ * 智能运输系统 * * 为了能够更好地预测路网的交通状况，比较各种不同基础设施投资方案，或者评估各种交通管理措施的好坏，我们需要用到交通分配模型 * * * * 假设车辆跑一圈为1km，则： 时间平均速度： Vtms=(30+20+10)/3=20km/h TTtms=60/Vtms=60/20=3min 空间平均速度： TT1=1/30*60=2min TT2=1/20*60=3min TT3=1/10*60=6min TTsms=(6+3+2)/3=3.6min/km Vsms=60/TTsms=60/3.6=16.36km/h * 时间平均速度： 假设 车辆跑一圈为1km，则： 黑车：30/10=30圈 黄车：20/10=20圈 红车：10/10=10圈 Vtms=(30*30+20*20+10*10)/60=