智能交通系统交通流数据质量检测.doc

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智能交通系统交通流数据质量检测

目录

摘要 I

ABSTRACT II

1绪论 1

1.1本课题研究背景 1

1.2本课题研究意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.4本课题研究内容 3

2交通流特性的相关研究 5

2.1交通流的概念 5

2.2交通流的基本参数 5

2.2.1交通流量 5

2.2.2平均速度 6

2.2.3密集度 6

2.3交通流特性 7

2.3.1速度－密度（u-k）模型 8

2.3.2速度－流量（u-q）模型 10

2.3.3流量－密度（q-k）模型 11

2.4数据模型概述 13

2.4.1数据流研究背景 13

2.4.2不确定数据研究背景 14

3交通流数据质量检测算法研究 16

3.1交通流数据质量检测理论 16

3.1.1交通流数据常见问题 16

3.1.2交通数据故障识别方法 17

3.1.3数据问题的处理方法 18

3.2故障数据检测算法 22

3.2.1故障数据检测步骤 24

3.2.2故障数据检测 26

3.3特长高速公路隧道交通流故障数据检测 27

3.4本章小结 30

4全文总结与展望 31

致谢 32

参考文献 33

摘要

随着特长高速公路隧道交通安全研究的深入，特长高速公路隧道实时交通流数据质量逐渐受到重视和关注，对特长高速公路隧道交通流数据进行故障数据检测是提高数据质量的关键。

在智能交通系统（ITS,intelligenttransportationsystem）的大背景下，如何利用丰富的交通检测数据，对现在的交通流状态，特别是在城市中处于重要地位的快速路的交通状态进行检测，对于提高交通运输效率，特别是物流企业的效率具有重要的理论意义和实用价值。

智能交通系统（ITS,intelligenttransportationsystem）运行的基础是ITS数据。

当路上采集到的ITS数据源源不断地传输到交通指挥中心后，中心会对数据进行相应的处理和应用，如集成、抽样、压缩、存储、发布等。

由于传输设备故障、路面交通状况和环境因素的异常以及ITS设备的连续性工作特点所引发的间歇性工作故障，都会使所采集的数据出现错误、丢失及不精确的情况，若直接采用包含有质量问题的数据提供给道路交通应用，必将给应用带来不稳定和不安全隐患的后果。

因此，有必要对ITS数据进行质量检测，降低问题数据对整体数据精确度的影响，保证对ITS数据的成功处理和安全应用。

就ITS数据而言，质量检测意味着用一定的方法产生高质量的数据信息来满足数据用户的需求，ITS数据质量检测技术旨在对错误、丢失和不精确等问题数据进行判别并且给予修正，最终得到更为准确的数据。

本文在综合学习相关学者关于交通流故障数据研究成果基础上，针对特长高速公路隧道交通特点，综合考虑特长高速公路隧道交通流特性，对特长高速公路隧道历史交通流数据质量进行检测。

关键字：

智能交通系统、数据错误、交通流数据质量、故障数据检测

Abstract

Withthedeepeningofspecialtyhighwaytunneltrafficsafetyresearch,real-timetrafficflowdataqualityexpertisehighwaytunnelgraduallymoreattentionandconcern,thespecialtyhighwaytunneltrafficflowdataforfaultdatadetectionisthekeytoimprovingdataquality.Contextofintelligenttransportationsystem（theITS,intelligenttransportationsystem）,howtousethewealthofdataontrafficdetection,trafficflowstate,especiallyinanimportantpositioninthehighwaytrafficinthecitystatefortesting,forimprovingthetransportationefficiency,especiallytheefficiencyoflogisticsenterpriseshasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue.

Intelligenttransportationsystem（theITS,intelligenttransportationsystem）runningonthebasisofITSdata.WayacquisitiontotheITSdataarecontinuouslytransmittedtothetrafficcontrolcenter,thecenterwilldataprocessingandapplicationssuchasintegratedsampling,compression,storage,release.Intermittentfailurescausedduetothecontinuityoftheworkcharacteristicsofthetransmissionequipmentfailure,roadtrafficconditionsandenvironmentalfactors,abnormalandITSequipmentwillmakethedatacollectedbyanerror,missingandinaccurate,ifuseddirectlycontainsthequalityofthedataavailabletoroadtrafficapplications,boundtotheapplicationoftheconsequencesofthehiddendangersofinstabilityandinsecurity.Therefore,itisnecessaryfortheITSdataqualitytestingtoreducetheimpactoftheproblemdataontheoveralldataaccuracy,andtoensurethesuccessoftheITSdataprocessingandsecurityapplications.ITSdataqualitytestingmeansthatacertainwaytoproducehigh-qualitydatatomeettheneedsofdatausers,theITSdataqualitydetectiontechnologyisdesignedtodistinguishandgivethecorrecterror,missingandinaccuratedata,andultimatelygetmoreaccuratedata.

Integratedlearningandscholarsonthebasisoftheresultsofthefaultdatatrafficflowonspecialtyhighwaytunneltrafficcharacteristics,consideringtheexpertisehighwaytunneltrafficflowcharacteristics,thehistoricaltrafficflowdataqualityexpertisehighwaytunneldetection.

Keywords:

Intelligenttransportationsystems,dataerrors,thequalityoftrafficflowdata,faultdatadetection

27

1绪论

1.1本课题研究背景

解决交通问题的传统方法是修建道路，但无论是哪个国家，对于越来越复杂的交通大系统，单独从车辆或道路方面考虑，都很难完美地解决交通问题。

另一方面，信息技术的飞速进步为综合解决交通问题带来了机遇。

在此背景下，把车辆、道路及环境综合起来，系统地解决交通问题的思想便产生了，这就是智能交通系统（ITS）。

智能交通系统中采集的交通流数据中承载着众多交通信息，通过对交通流数据进行分析，发掘数据中存在的有用信息。

面对智能交通系统海量的交通流数据，在数据采集或数据传输中由于技术原因或设备原因造成数据故障，使得数据质量下降、可信度降低，因此需要对智能交通系统交通流数据质量展开研究，通过数据检测和修正，提高智能交通系统交通流数据质量。

随着特长高速公路隧道交通安全研究的深入，特长高速公路隧道实时交通流数据质量逐渐受到重视和关注，对特长高速公路隧道交通流数据进行故障数据检测是提高数据质量的关键。

并且随着数据采集技术的提高，目前交通流数据采集设备采样周期越来越短，并且智能交通安全管理系统对交通流数据更新时间也越来越精确。

在实际交通管理过程中，采集到的原始交通流数据利用率欠佳，美国得克萨斯州的每5分钟时间间隔交通流采样数据样本中将近约20%的实时交通数据不能得到有效归档利用。

实时的交通流数据信息为交通安全管理与控制提供正确的交通信息，并为下一个采样周期内交通安全控制策略提供可靠依据，正确的高效的智能交通安全控制策略又为实时交通提供准确及时的诱导方案。

1.2本课题研究意义

智能交通系统在欧洲也称道路交通信息通讯系统,是基于系统工程、电子、通信、信息等多种高新技术,并已渗透到航空、水运、铁路交通领域的新型交通系统.ITS的建立可以提高路网通行能力和服务水平,改善环保质量,提高能源利用率.“国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020）”中明确提出“发展一个系统，解决三个热点问题”。

其中，一个系统就是综合运输系统，三个热点问题就是交通能源和环境、交通安全和大城市交通拥堵问题。

随着智能交通系统交通流数据应用研究的深入，采集的交通流数据的质量逐渐受到重视和关注，对智能交通系统交通流数据进行质量检测是提高交通流数据质量和数据可信度的关键，因此针对智能交通系统交通流数据质量检测算法展开相应研究有利于提高智能交通系统的服务效率和服务水平。

智能交通系统（ITS）是交通发展的必然趋势，利用交通检测器获取海量信息，经过有效处理进行信息发布。

但在智能交通系统（ITS）交通流数据采集或数据传输中，由于技术原因或设备原因造成的丢失数据、故障数据或时间点不规则等数据质量问题，若直接采用具有质量问题的交通流数据进行交通研究，将会为应用带来不稳定或不安全的隐患。

通过研究智能交通系统交通流数据质量检测算法，促使交通流数据质量得到有效控制，可以为智能公共信息平台所提供的交通数据查询子系统提供高质量的数据支持服务，可以提高智能交通系统交通信息服务平台发布数据的精度，可以为用户提供高质量的实时交通流数据从而提供快速高效的交通决策等。

因此关于智能交通系统交通流数据质量检测算法研究预期成果的