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《吉林大学》 2011年
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基于IPv6的智能交通信息采集与处理方法

刘昕  
【摘要】:随着经济发展的高速增长,汽车数量急剧增加,交通拥堵问题导致的“城市病”愈演愈烈。交通是城市经济活动的命脉,直接关系着国民生计,因此解决交通拥堵问题成为全球关注的焦点。近年来,ITS从人-车-路的动态关系出发,以已有出行者信息为基础,提出一系列提高道路利用率和交通流量,降低交通拥挤程度和交通事故发生率,减少因交通拥堵和事故等造成的延误,以及科学诱导等方法,在一定程度上缓解了交通拥堵问题。交通信息是ITS中交通管理、交通控制、交通诱导、交通指挥及交通信息服务等功能的重要信息来源,是进行科学交通管理与规划的依据。因此,交通信息采集的全面性、可靠性、精确性和实时性直接关系着道路交通系统的管理效果和控制效果。 现有的基于各种磁频、波频、视频和GPRS/CDMA等交通信息采集技术,获得了部分实时交通参数,解决了一些交通问题。但是上述方法受采集技术或环境限制,只能获得断面的交通信息,不能够及时全面地反映宏观交通状态或实时描绘微观出行者的需求。本文选择了逐渐替代数字广电、电信和网络业务的IPv6网络作为采集环境。IPv6具有大地址空间、安全性好、移动性支持优异和高效QoS等优点,契合了对全部出行者进行实时采集的需求。 本文以国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”课题“城市交通系统的组织优化与控制”和吉林省科技发展计划项目“移动IPv6运营基础架构研究”为依托,集中研究了基于IPv6的智能交通信息采集与处理方法,对未来智能交通网络建设与管理观念进行探索性研究。 论文的研究建立在两个假设条件之上:第一,以全面的静态交通信息关联库为支撑,包括地理信息系统(GIS)、车辆自然信息库和出行人基本信息库等,实现人民生活全面数字化;第二,具有完善的交通通信网络,且车辆上均配置信息采集和移动通信的车载单元。 本文首先提出了基于IPv6的人-车-路-环境协同的概念体系,建立了以信息流为主线的逻辑体系,搭建由移动接入层、公共传输层和控制中心组成的基于IPv6的ITS框架体系。构建一个集信息采集、通信、存储为一体的IPv6智能交通信息系统(简称IPv6信息系统)。车载信息采集单元完成前端信息采集,采集内容包括:GPS定位信息和其它传感器读取的车辆仪表信息,主要包括运行方向和速度等参数和出行人持卡识别信息。采集信息封装到IPv6数据包中,并通过高速传输网络报送至控制中心。采用光纤传输和远距离无线传输协议802.16e构建骨干传输网络。为避免车辆密集情况下,并发报送造成网络拥塞,设计了根据车辆的车况、通讯和信用状态信息组建相对稳定和快速的车载自组网络协议,降低了对无线信道的需求,减轻无线信道的拥塞,保证采集信息的实时稳定传输。控制中心进行信息提取获得智能交通参数,用于实时交通管理、控制与诱导,分析交通安全、出行分布和城市土地利用等问题。控制中心还完成交通网络AAA核心管理和信息存储与发布功能。 出行者在移动过程中,需要不断地进行网络域间切换。不当切换方式将造成网络和应用的中断。为此,引入AAA机制进行交通网络的运营和管理,提出邻域快速认证、授权策略和全程记账,并建立基于消费信息进行实时收费的道路交通计费模型。通过认证、授权和记账的实时作用,实现基于AAA的智能交通网络动态管理方案,由此来保证车辆在进行域间切换时的网络连续和网络与交通资源的合理配置。 在交通信息网络实时和连续的前提下,进行了交通流的描述和特征提取。 以边标号法和矩阵论为基础,对宏观路网的自然属性、路网中路段的自然属性和节点的社会属性进行描述,并实现了矩阵、真实路网和抽象路网的相互转化,将真实的路网抽象成数学模型。在宏观路网和路段特性分析基础上,提出了微观的路段网格(Block)表达法。通过对Block的空间属性、邻居属性、车辆存在属性、时空通行限制属性的分析,建立了出行人、车辆、相位、微观Block、路段、节点和环境之间的时空协同关系模型。 在该模型基础上,根据Block的车辆存在性,通过定位在Block内的车辆唯一标识UniqueID与车辆自然信息和位置报送信息的关联关系,采集到海量智能交通信息。进而提取出交通流三要素流量、速度和密度的特征信息数据——特别是其他方法无法准确获得的区间速度、密度等重要参数;提取出车辆OD矩阵,获得路径选择概率、单车转弯概率和公交乘客量等交通参数。 仿真实验证明信息采集网络有效避免了网络拥塞,保证了系统传输效率;AAA机制可以实现对车辆的实时动态管理。车辆定位模型表达了人-车-路-环境的协同关系,既可以实现微观车辆实时信息采集与跟踪,又能够获得中观的流量、密度、速度等信息,还能够呈现宏观路网的实时状态和了解交通流参数的分布规律,可以为智能交通控制、诱导和安全提供依据。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U495

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何彰;一种基于IPv6无线传感器网络接入因特网的服务模型研究[D];南昌航空大学;2012年
【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 戴帅;陈艳艳;荣建;刘小明;;公共交通系统的可靠度研究[J];北京工业大学学报;2006年09期
3 郑平方,常青,张其善,柳重堪;车载GPSDR组合导航系统的研究[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
4 徐昌彪;IP QoS体系结构综述[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2001年02期
5 邸乃壮;用IPV6来缓解北京交通拥堵——访日立(中国)研究开发有限公司总经理增位庄一[J];中国城市经济;2005年11期
6 薛美根;程杰;;伦敦道路拥挤收费政策[J];城市交通;2007年06期
7 宋广辉,刘淑珍,耿英杰,肖永恒,董学刚;OD调查简介[J];东北公路;1996年02期
8 王炜,孙俊;大型交通网络OD矩阵推算方法研究[J];东南大学学报;1996年S1期
9 王昭然;谢显中;赵鼎新;;车载自组织网络关键技术[J];电信科学;2011年01期
10 王强;张和生;叶华;;交通信息采集的UDP通信方法[J];电子测量与仪器学报;2009年03期
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 范文;[N];科技日报;2008年
2 本报记者 戴鑫;[N];通信信息报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张智勇;城市快速道路车辆跟驰模型研究[D];北京工业大学;2002年
2 崔洪军;大型活动交通组织管理关键技术研究[D];东南大学;2006年
3 姚荣涵;车辆排队模型研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵晖;基于公交IC卡信息的居民出行OD推算研究[D];长安大学;2009年
2 余一村;高速公路合理通行费定价标准研究[D];华南理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩霜南;;发展公共交通智能调度系统方案的研究探讨[J];安防科技;2006年11期
2 朱俊峰;浅析网格技术在电大在线平台中的应用[J];安徽广播电视大学学报;2005年03期
3 赵生慧,陈桂林;基于网格技术的校园网资源共享探讨[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年04期
4 谭沧海;马新民;;摩托化行军模拟分析与设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年03期
5 周巧婷,师海燕;网格资源管理分层模型及其在Globus中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2005年01期
6 万芳;李明;;基于Agent技术的网格资源管理[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
7 高原;李兵;李宏芒;;基于服务网格的农业信息化共享平台的研究[J];安徽科技;2006年11期
8 赵秀芳;;林业信息服务网格建设初探[J];安徽农业科学;2006年09期
9 罗雅丽;石红春;;一种支持网格的信誉管理机制[J];信息安全与技术;2011年Z1期
10 刘蓉;;基于GSI的网格授权网络安全体系研究与实现[J];信息安全与技术;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨祾;;提高GSM网络系统CSSR的方法总结[A];第十四届中国科协年会第20分会场:转型创新促通信业新发展论坛论文集[C];2012年
2 王春磊;;高速公路重大桥梁异常事件管理系统设计[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
3 李雄;党生;;基于网格的复杂战争系统仿真研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 郝卫东;杨扬;;一类企业级信息系统的关键业务过程的网格服务封装[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 贺明;王慧;刘泓;;基于自适应协同进化的T型交叉口信号配时[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 李慧兵;杨兆升;杨晓光;;基于距离+周期原则的控制子区划分研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 朱毓高;李丽君;刘鸿飞;王涛;袁仲君;;车用自组网广播吞吐量建模与优化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 张和生;潘成;杨军;贾利民;董宏辉;梁玉庆;梁乙朝;;一种面向交通状态获取传感器网络体系结构的设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 赵建新;赵靖;;“环岛+定向匝道”立交型式研究[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 李东皤;黄少锐;魏蛟龙;唐祖平;;天线相位中心偏差对精密定位精度影响的研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S03精密定轨与精密定位[C];2012年
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1 吴静;自组网稳定多层分级结构及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
3 于晓燕;基于网格的数字图书馆模式构建研究[D];南开大学;2010年
4 谢东繁;基于微观模型的城市道路交通流若干典型问题研究[D];北京交通大学;2011年
5 宋晓梅;常规公交网络运行可靠性多层次评价模型与算法[D];北京交通大学;2010年
6 高瞻;网格任务调度中服务质量保证相关问题研究[D];北京交通大学;2010年
7 郝艳召;中观层次路网机动车排放动态量化评价研究[D];北京交通大学;2010年
8 吴磊;无线自组织网络中的路由技术相关问题研究[D];电子科技大学;2010年
9 陈伟;多跳无线网络路由关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 王晓敏;无线传感器网络数据收集与路由协议研究[D];电子科技大学;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 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 王欢;基于网格制造的焊接车间信息集成系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 陈铮;基于激光扫描数据的交通信息采集平台设计与实现[D];山东科技大学;2010年
5 陈善智;基于时间窗口的高速公路交通分析系统研究[D];山东科技大学;2010年
6 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
7 王艳霞;城市道路交通拥挤收费问题研究[D];山东科技大学;2010年
8 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
9 盖鲁燕;基于有机计算的网格系统QoS衰退问题关键技术的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
10 裴国庆;基于语义的异构数据库集成研究[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 路政道;;IPv6网络与无线传感器网络的互联[J];硅谷;2010年04期
2 王晓喃;高德民;钱焕延;;无线传感器网络IPv6地址自动配置方案[J];电子科技大学学报;2011年03期
3 尹凤敏;金文锋;;无线传感器网络的研究、设计与实现[J];通信管理与技术;2010年02期
4 郝中波;景博;;无线传感器网络接入IPv6网络方式的研究[J];计算机工程;2009年14期
5 王晓喃;唐振民;钱焕延;;无线传感器网络与IPv6网络的互联通信[J];计算机工程;2009年24期
6 闻志平;李迅;李洪峻;;无线传感器网络IPv6接入系统的设计与实现[J];计算机工程;2010年03期
7 王晓喃;钱焕延;唐振民;;实现无线传感器网络与IPv6网络互联的一种方案[J];计算机应用;2009年04期
8 陆刚;毛妙;张卫;;6LoWPAN邻居发现协议的研究[J];计算机应用与软件;2008年04期
9 向浩;李堃;袁家斌;;基于6LoWPAN的IPv6无线传感器网络[J];南京理工大学学报(自然科学版);2010年01期
10 滕飞;贾怀义;;小型无线传感器网络的实现与WLAN互联[J];铁路计算机应用;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曲良东;基于IPv6的车载信息系统若干问题研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 戚剑超;基于IPv6的无线传感器网络应用研究[D];合肥工业大学;2009年
2 刘德翔;基于IPv6的无线传感器网络接入互联网服务模型[D];湖南大学;2009年
3 姚向民;无线传感器网络大规模组网技术研究[D];电子科技大学;2009年
4 周皓;IP传感器网络下的普适计算系统设计[D];上海交通大学;2010年
5 胡婷;无线传感器网络与IPv6网络互联方案研究[D];北京邮电大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈华;GPS技术在公交车上的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
2 张静,蔡伯根,吴建平;移动检测技术的研究[J];北方交通大学学报;2003年03期
3 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
4 章三乐,肖秋生,任福田;车辆跟驰理论的实用研究[J];北京工业大学学报;1992年03期
5 石建军,许国华,何民,宋延;交通地理信息系统数据模型的研究进展[J];北京工业大学学报;2004年03期
6 詹舒波,张其善;GPS/电子地图的坐标转换算法和实现[J];北京航空航天大学学报;1996年05期
7 任雪梅,朱英平,王武宏,黄鸿;基于径向基函数神经网络车辆跟驰模型[J];北京理工大学学报;2004年04期
8 李元振;廖建新;李彤红;朱晓民;;地理和交通信息感知的车载Ad Hoc路由[J];北京邮电大学学报;2009年05期
9 陆锋,周成虎,万庆;基于特征的城市交通网络非平面数据库的实现[J];测绘学报;2002年02期
10 何海波,杨元喜,孙中苗;几种GPS测速方法的比较分析[J];测绘学报;2002年03期
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1 郭婕;陈学武;;公交IC卡乘客上车站点确定方法及其应用[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
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1 王丽;大城市交通影响分析体系研究[D];北京工业大学;2001年
2 黎茂盛;平衡交通流的若干问题研究[D];中南大学;2004年
3 杨少辉;城市快速路系统交通瓶颈形成、扩散特性与控制方法研究[D];吉林大学;2006年
4 张国庆;基于无线传感网络的IVC系统网络关键技术研究[D];武汉理工大学;2009年
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1 熊琦;基于时间的交通影响范围量化方法研究[D];北京工业大学;2003年
2 卢军;数据库与数据仓库下的统计分析[D];武汉理工大学;2004年
3 安志强;奥运观众交通预测及组织规划研究[D];北京工业大学;2004年
4 罗铭;交通需求管理及其在北京奥运交通中的应用研究[D];北京工业大学;2004年
5 洪锋;大型活动期间交通需求预测方法研究[D];北京工业大学;2004年
6 汤可夫;公交客流分配与调度的遗传算法[D];大连理工大学;2004年
7 席玉峰;交通地理信息系统的数据组织和处理方式[D];长安大学;2003年
8 赵升;城市道路单向交通影响、规划及综合评价研究[D];西南交通大学;2004年
9 王英平;城市快速路交通流数据间隙特性研究[D];吉林大学;2006年
10 戴霄;基于公交IC信息的公交数据分析方法研究[D];东南大学;2006年
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1 鲍伟华;张懿慧;陈泉林;徐晓夏;;嵌入式视频交通信息采集终端研究与实现[J];电子技术;2005年12期
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3 张冬梅;石金峰;张继超;徐爱功;;基于浮动车交通信息采集的虚拟仪器设计[J];交通科技与经济;2007年06期
4 戢晓峰;;城市道路交通状态分析方法回顾与展望[J];道路交通与安全;2008年03期
5 陈岗;;基于虚拟线圈技术形成交通流图谱的设计与实现[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2009年01期
6 周元峰;顾敬岩;祝昭;王轶萍;;中国交通出行和信息服务发展趋势与需求研究[J];公路交通科技(应用技术版);2010年11期
7 ;交通信息[J];中国经济信息;1994年15期
8 ;交通信息[J];中国经济信息;1994年17期
9 蒲琪,杨晓光,吕杰;交通信息对驾驶员路径选择行为影响的初步分析[J];公路交通科技;1999年03期
10 陆化普,史其信;智能运输系统(四)──智能化的关键技术之二:交通信息服务系统[J];汽车与社会;1999年10期
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1 王鑫;郭祥金;杨恰;;基于视频采集方式的交通信息质量测试评估方法研究[A];第七届中国通信学会学术年会论文集[C];2010年
2 ;《交通信息与安全》杂志简介[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会港区、渡口船舶航行安全与管理论文集[C];2009年
3 于泉;石若川;荣建;;基于近景摄影测量的交通信息采集系统[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
4 王继峰;陆化普;商蕾;;基于WebGIS技术的交通信息服务网站设计与实现[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
5 石小法;王炜;;交通信息影响下的动态路径选择模型研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
6 张永强;;浮动车覆盖率问题初探[A];第二届中国智能交通年会论文集[C];2006年
7 王建群;边志强;;基于P89V51的LED交通信息发布系统[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
8 张纪升;梁玉庆;陈希;;基于粗糙集理论的驾驶员路径选择研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年
9 张茜婷;;移动增值业务——实时路况业务研究[A];2007年中国通信学会“移动增值业务与应用”学术年会论文集[C];2007年
10 张海林;田寿;李强;;带时间窗的最优路径选择模型的建模与仿真[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周飞;安徽联通携手科大建设“交通信息台”[N];人民邮电;2007年
2 记者刘志刚、实习记者黄明健;全国交通信息实现实时查询[N];人民公安报;2002年
3 王峻峰;无锡建成国内首个智能交通系统[N];江苏经济报;2007年
4 ;甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室[N];科技日报;2004年
5 记者 罗俊峰 通讯员 葛晓峰;浙江公众出行信息服务系统全面升级[N];中国交通报;2009年
6 何伟文;交通信息网的存储方案[N];网络世界;2002年
7 记者 冯杰 实习生 吴扬莉;交通仿真系统开始试运行[N];深圳特区报;2006年
8 王瑞水;南京3年建成交通信息大平台[N];中国交通报;2004年
9 记者 侯莎莎通讯员 江静;交通信息英文网新设实时路况立交桥走法[N];北京日报;2008年
10 本报记者 黄橙;量身定做交通信息可以实现吗?[N];科技日报;2007年
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1 刘昕;基于IPv6的智能交通信息采集与处理方法[D];吉林大学;2011年
2 陈晓冬;基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究[D];吉林大学;2011年
3 郭俊强;交通分配与信息控制交互模型研究[D];山东科技大学;2011年
4 李永福;面向T-CPS的微观交通认知方法及相关研究[D];重庆大学;2012年
5 曹宝贵;交通流复杂动态特性与交通拥堵问题研究[D];吉林大学;2010年
6 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
7 赵娜乐;基于物理属性的城市快速路交通流特征参数模型[D];北京交通大学;2010年
8 于悦;重大灾害条件下城市应急交通诱导系统关键技术研究[D];吉林大学;2010年
9 于福华;特长高速公路隧道交通流研究[D];长安大学;2011年
10 丁恒;基于车辆延误理论的多态交通流信号控制研究[D];合肥工业大学;2011年
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1 丁展如;交通信息采集设备网络传输模块的设计和实现[D];浙江大学;2004年
2 关彩霞;城市道路交通信息处理技术的研究[D];沈阳工业大学;2002年
3 马黎;基于RFID的关键交通信息采集技术研究[D];广东工业大学;2011年
4 张春勤;道路交通动态信息发布策略研究[D];吉林大学;2011年
5 王骁勇;基于网格的交通信息发布系统[D];大连理工大学;2004年
6 刘汝成;城市快速路系统控制研究[D];长安大学;2005年
7 王洋昔;交通信息采集设备中DSP处理系统的设计与实现[D];浙江大学;2004年
8 许阳阳;北京市智能交通管理地理信息系统的研究与实现[D];国防科学技术大学;2002年
9 董佑平;基于交通信息的城市路网最优路径研究[D];山东科技大学;2004年
10 焦宝;城市交通信息平台构建的有关问题研究[D];西安建筑科技大学;2010年
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