收藏本站
《大连理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于WSN的实时动态交通流数据获取相关技术研究

丁男  
【摘要】:交通流数据主要包含车辆速度、交通流量、车道占有率等,是反映交通流状态的重要参数,是智能交通系统最为核心的构成要素。交通流数据的获取包括交通流数据的采集、传输与处理,是保证在具体应用过程中交通流数据的准确性、实时性、有效性的重要手段。目前,交通流数据的海量化以及交通应用需求的区域化,为交通流数据获取在实际应用中带来巨大挑战。本文以无线传感器网络作为交通流数据获取的主要载体,引入突变理论、最优滤波理论、热力学定律、数据挖掘技术以及数据聚合技术等,研究交通流数据获取相关技术,解决交通流数据的海量化处理、质量分析与修复、区域数据的高维特征分析等关键问题。本文主要工作包括以下几个方面: (1)提出了基于无线传感器网络的3节点交通流数据检测模型。所提模型采用有中心型网络拓扑结构以及分层次的工作策略,利用第三个节点对其它两个节点所采集的数据进行处理与计算。实验表明,所提模型较美国加州大学伯克利分校提出的2节点交通流数据检测模型,采集精度有了显著提高。同时基于所提模型,提出了一个基于二项分布的聚合粒度优化算法。所提算法依据交通流数据采集过程中常用的聚合处理过程,根据交通流变化规律对聚合粒度进行优化。实验结果表明所提优化算法根据交通流数据的分布对聚合粒度具有较好的优化性能。 (2)提出了一种基于线性Kalman滤波器和分批估计理论的自适应交通流数据估计算法。该算法依据无线传感器网络在交通流数据采集的过程与机理,采用线性Kalman滤波器对采集值进行最优估计,并利用分批估计理论,实现算法在线学习、动态调整,解决在长时间采集过程中由于交通流特性发生变化或信号漂移等因素造成性能下降的问题。实验表明了所提算法的准确性和有效性。 (3)提出了表征无线传感器网络内各节点状态的机会熵的概念,并以此为理论依据结合蚁群优化算法,提出了一个动态建立网络传输路径的机会路由协议,以解决应用无线传感器网络作为交通流数据检测设备在大范围布置时,无法手动配置或部分节点、链路失效时交通流数据传输问题。机会熵的概念是依据热力学第二定律对独立系统内部能量密度变化的描述,在考虑无线传感器网络内各节点能耗及网络最优路径的基础上提出的,用于描述网络内各节点的当前状态。在此基础上,对现有的蚁群优化算法进行改进,实现动态建立网络传输路径。实验表明了所提协议的有效性。 (4)提出了一个基于尖点型突变理论的分布式数据质量分析算法。所提算法利用无线传感器网络各节点自身的计算能力,对数据质量进行在线分析,实现了对有效数据的准确识别以及对部分错误数据的修复,解决在实际应用中大量无效数据仍被传输与处理而造成浪费资源的问题。所提算法采用尖点型突变理论对交通数据流进行建模以及建立相应的数据质量评估函数,同时利用分批估计理论对模型进行在线动态调整。实验表明所提数据质量分析算法具有较高的数据质量分析性能。 (5)提出了一个基于熵编码的高维数据聚类分析算法,用于区域交通流状态的实时在线分析。所提算法主要是将熵编码作为核函数引入模糊聚类算法,利用熵编码对交通区域的高维数特征进行降维,进而提高模糊聚类算法对区域交通流状态的有效分析,解决了传统模糊聚类算法在高维特征空间及有实时性要求的应用中失效问题。通过实验结果表明所提算法以损失较小的分析精度为代价,使得分析速度大大提高。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U491.112

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴珺;隧联网结构及智能监控数据分析[D];武汉理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 魏丹;电子车牌与交通感应网协同环境下路段拥堵适时收费研究[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高新波,裴继红,谢维信;模糊c-均值聚类算法中加权指数m的研究[J];电子学报;2000年04期
2 霍广城;王晓东;;移动传感网中一种基于RSSI的机会主义路由设计[J];电子学报;2009年03期
3 郭伟,姚丹亚,付毅,胡坚明,刘宁;区域交通流特征提取与交通状态评估方法研究[J];公路交通科技;2005年07期
4 皮晓亮;王正;韩皓;孙亚;;基于环形线圈检测器采集信息的交通状态分类方法应用研究[J];公路交通科技;2006年04期
5 冯相昭;邹骥;郭光明;;城市交通拥堵的外部成本估算[J];环境与可持续发展;2009年03期
6 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽;无线传感器网络研究进展[J];计算机研究与发展;2005年01期
7 季常煦,杨楠,周剑峰;城市交通共用信息平台数据管理技术[J];吉林大学学报(工学版);2005年06期
8 杨兆升;冯金巧;张林;;基于卡尔曼滤波的交通信息融合方法[J];吉林大学学报(工学版);2007年05期
9 李宏;于宏毅;白鹏;杨白薇;;无线传感器网络的一种聚合时机控制算法[J];计算机工程与应用;2006年13期
10 郑誉煌;李迪;叶峰;;无线传感器网络的数据聚合时机分析[J];计算机工程与应用;2008年36期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李世欣;基于集成模糊分类器的交通状态判别算法[D];北京交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
2 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
3 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
4 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
5 周力;王冠凌;;城市路口多相位智能交通信号控制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
6 叶青;周鸣争;;基于“基站”通信原理的无线传感器网络认证技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
7 高冲;;高速铁路工程地质勘察中的不确定性问题研究[J];安徽建筑;2011年05期
8 张振伟;马建琴;程瑶;;基于模糊对向传播神经网络的水库径流预报[J];安徽农业科学;2010年01期
9 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
10 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周大杰;朱玉霞;杜红;刘锐;;物联网技术在环境监管能力建设中的应用研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
2 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘智勇;马凤伟;;城市交通信号的在线强化学习控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 邸鑫鹏;卢姗;;城市隧道安全保障系统研究[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
10 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 王春;基于VR/GIS一体化城市微观交通虚拟仿真系统的研究与应用[D];中国海洋大学;2010年
8 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李炜;基于ARM的城市多路口智能交通控制器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
4 纪江涛;基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
6 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
8 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
9 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
10 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘秋菊;景国勋;房耀洲;;浅析城市交通拥挤现象及解决方法[J];安徽建筑;2007年01期
2 程乾生;属性识别理论模型及其应用[J];北京大学学报(自然科学版);1997年01期
3 陈来荣;张岚;;基于双层规划的拥挤定价模型及算法[J];北京工业大学学报;2006年06期
4 杨新苗,马乐;伦敦市中心区交通拥挤收费实施周年回顾[J];城市管理与科技;2004年03期
5 黄中祥,贺国光,马寿峰;对交通系统不确定性的思考[J];长沙交通学院学报;2002年01期
6 沈苏彬;;物联网参考模型的分析[J];电信网技术;2012年01期
7 徐全平;张晖;;无线传感器网络标准化综述[J];信息技术与标准化;2009年03期
8 徐从富,耿卫东,潘云鹤;面向数据融合的DS方法综述[J];电子学报;2001年03期
9 詹武平;肖同林;聂冲;;基于遗传算法的目标轨道测量数据融合处理方法[J];电子学报;2010年S1期
10 吴文淮;张玉峰;;集对分析法在地下水质量综合评价中的应用[J];能源与环境;2007年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 韩祥临;基于智能交通系统的交通流建模和拥堵控制研究[D];上海大学;2010年
2 贾宁;交通流元胞自动机模型的解析与应用研究[D];天津大学;2010年
3 骆科东;短时间序列挖掘方法研究[D];清华大学;2004年
4 冯金巧;城市道路交通拥挤预测关键技术研究[D];吉林大学;2008年
5 郭翠翠;基于粒计算的地下空间监控预警方法研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 汪涵;金融投资数据仓库中数据融合的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
2 周伟;面向数字校园的异构数据整合的关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 王江锋;高速公路交通拥挤状态自动识别方法研究[D];吉林大学;2004年
4 李晓路;数据仓库中海量数据存储与管理的若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2006年
5 富冬蕾;基于XML的数据仓库多维模型的研究与应用[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2007年
6 纪铮翔;道路交通运行状态评价关键指标研究[D];同济大学;2007年
7 李家伟;城市道路交通拥挤状态识别关键技术研究[D];西南交通大学;2009年
8 黄小燕;基于路网整体网络效应的城市道路拥挤定价问题研究[D];长安大学;2009年
9 郭沛亮;基于多维数据源的动态交通流信息平台研究[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董敬欣,吴建平;使用浮动车检测OD矩阵的算法及可靠性分析[J];北京交通大学学报;2005年03期
2 杨永勤;刘小明;于泉;褚世新;;交通流三参数关系的研究[J];北京工业大学学报;2006年01期
3 徐勇军,高梅国,毛二可;智能运输系统中的雷达车辆检测器[J];北京理工大学学报;2001年02期
4 林凌;韩晓斌;丁茹;李刚;洪权;;微型感应线圈车辆传感器[J];传感技术学报;2006年04期
5 王友仁,储剑波,崔江,刘新峰,徐阳;行驶车辆磁感应检测及智能道路传感系统[J];传感器技术;2004年03期
6 董敬欣,吴建平 ,郭继孚;基于GPS/GIS数据的路网层次划分研究——北京的实践[J];城市规划;2005年10期
7 唐克双;姚恩建;;日本ITS开发和运用的实例——名古屋基于浮动车信息的P-DRGS简介[J];城市交通;2006年03期
8 刘健庄;基于二维直方图的图象模糊聚类分割方法[J];电子学报;1992年09期
9 裴继红,范九伦,谢维信;一种新的高效软聚类方法:[J];电子学报;1998年02期
10 吴新根,罗立民;一种改进的光流场计算方法[J];电子学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 裴继红;基于模糊信息处理的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张丽;车辆视频检测与跟踪系统的算法研究[D];浙江大学;2003年
2 朱辉;视频检测技术在智能交通系统中的应用研究[D];长安大学;2002年
3 高大山;智能交通系统中运动目标检测方法的研究[D];清华大学;2002年
4 杨清夙;车辆视频检测与跟踪系统的研究与实现[D];四川大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛郁;优化车流的交通流格子模型[J];物理学报;2004年01期
2 张海顺;刘慕仁;孔令江;;开放边界条件下考虑安全系数交通流特性研究[J];广西师范大学学报(自然科学版);2008年01期
3 周伟;林志敏;褚衍东;俞建宁;;一类新的交通流跟驰模型的倍周期分岔与混沌[J];甘肃科学学报;2008年04期
4 彭光含;;向前看多车跟驰模型稳定性分析[J];系统工程理论与实践;2011年03期
5 杨家新,赵立中,贺明峰,陈勇,曹后伟;双向二维交通流模型[J];系统工程;1995年06期
6 袁振洲,李巍屹;加强动态交通流分配理论与方法研究的论述[J];科技导报;2000年09期
7 陈沈阳,邵哲平,方祥麟,邵长丰;港口航道交通流仿真模型的研究[J];大连海事大学学报;2001年01期
8 俞礼军,居彩梅;基于最佳平方逼近的交通流统计分布密度函数优度拟合方法[J];东北公路;2001年04期
9 熊烈强,张正亚,李杰;交通流宏观建模方法研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2005年01期
10 许玉格,罗飞;基于SVM的电梯群控系统交通流模式识别[J];华南理工大学学报(自然科学版);2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李曙光;;基于累计车辆数的多车型宏观动力波简化理论[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 王炜;;公路交通流车速一流量实用关系模型[A];江苏省公路学会优秀论文集(2006-2008)[C];2009年
3 范炳全;李宝强;马春林;童道琴;;高架道路交通流的控制方法[A];西部开发与系统工程——中国系统工程学会第12届年会论文集[C];2002年
4 戴世强;;交通流研究与技术科学思想[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
5 张毅超;章忠志;周石;周水庚;关佶红;;加权网络交通流的波动[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
6 张亚平;裴玉龙;周刚;;交通流数据采集、处理及其在通行能力分析中的应用研究[A];土木工程与高新技术——中国土木工程学会第十届年会论文集[C];2002年
7 戴世强;薛郁;雷丽;;关于交通流的流体力学模型[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
8 刘建军;薛强;高玮;裴桂红;;城市交通网络的渗流力学模型[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
9 东明;戴世强;;地面交通流对高架匝道畅通度的影响[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
10 韦艳芳;郭四玲;薛郁;陈光旨;;交通流流体力学模型在道路交叉口的应用[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李亦中 通讯员 潘峰 张振宇;珞狮路高架通车带来交通流新变化[N];长江日报;2010年
2 绍兴市建设局 张顺建;缓解交通压力 保护古城风貌[N];绍兴日报;2010年
3 杨磊;“外科手术”治不了北京塞车病[N];中国经营报;2003年
4 夏红兵 沈后功;情况复杂多变化 科学组织交通流[N];扬州日报;2006年
5 记者 简工博 通讯员 丁宏奇;“两隧”通车加剧小陆家嘴拥堵[N];解放日报;2009年
6 上海硅知识产权交易中心;WSN技术尚未成熟 中美专利数量相近[N];中国电子报;2010年
7 深圳特区报记者 赵新明 通讯员 刘明;“堵城”来啦[N];深圳特区报;2010年
8 本报记者;一项缓解交通拥堵的举措[N];贵阳日报;2008年
9 国家发展改革委综合运输研究所 刘斌;四个协调升值轨道交通[N];中国经济导报;2008年
10 赖晓莉;理顺城南交通流 提高城市交通效率[N];成都日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁男;基于WSN的实时动态交通流数据获取相关技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 樊月珍;基于交通流的车辆动态路径诱导方法研究[D];中国农业大学;2005年
3 朱剑;WSN中节点布局、定位及移动节点路径规划问题研究[D];东北大学;2010年
4 张莉;城市主干道交通流的分形理论与系统模拟[D];东北林业大学;2005年
5 马守明;基于WSN的普适计算情景感知关键技术研究[D];南京邮电大学;2011年
6 庞明宝;交通流混沌智能控制研究[D];天津大学;2008年
7 徐鹏;基于WSN的船舶危险品运输风险预警模型与仿真研究[D];大连海事大学;2013年
8 张晓平;WSN移动目标的LSSVR回归建模定位理论与算法[D];华南理工大学;2010年
9 王泉夫;基于WSN的工作面监控及瓦斯浓度预测关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
10 李瑞雪;WSN节点定位算法及其安全性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李进平;交通流的流体力学模型与数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
2 谭惠丽;交通流元胞自动机模型及其在城市主干道交通中的应用与研究[D];广西师范大学;2002年
3 黄乒花;用元胞自动机和格子玻尔兹曼方法研究交通流的有关问题[D];广西师范大学;2001年
4 赵春阳;大连港航道锚地功能改善的研究[D];大连海事大学;2004年
5 刘贵泉;城市主干道交通流的控制与管理的研究[D];广西师范大学;2002年
6 刘红军;城市交通监控系统分析与研究[D];武汉理工大学;2003年
7 刘浩;交通网格平台及交通流服务的研究[D];大连理工大学;2005年
8 靳引利;高速公路交通智能监控系统仿真研究[D];长安大学;2003年
9 殷涛;高速公路交通流仿真研究[D];西南交通大学;2005年
10 董宇;航道通过能力及服务水平研究[D];河海大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026