基于手机切换定位的道路行程车速采样提取技术研究

序一

序二

前言

第1章 研究概述

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 应用前景

1.4 主要研究内容

1.5 关键问题

1.6 研究技术路线

1.7 研究特色与创新点

第2章 基于手机定位技术的行程车速数据采集研究综述

2.1 手机定位技术的类型与特点

2.1.1 TDOA

2.1.2 A-GPS

2.1.3 结合时间提前量的小区定位技术

2.2 实地测试项目

2.2.1 美国马里兰大学CAPITAL项目（1997年）

2.2.2 美国无线通信公司（2000年）

2.2.3 法国里昂（2001年）

2.2.4 加拿大Cell-Loc公司（2002年）

2.2.5 德国慕尼黑（2003年）

2.2.6 美国AirSage公司（2003～2005年）

2.2.7 美国马里兰州交通部和Delcan、ITIS公司（2004年）

2.2.8 以色列特拉维夫、ITIS公司（2005年）

2.2.9 加拿大渥太华（2005）

2.2.10 荷兰North-Brabant省（2005）

2.2.11 美国密苏里州交通部和Delcan公司（2005年）

2.2.12 美国堪萨斯城交通管理中心和CellInt公司（2006年）

2.2.13 美国明尼苏达州交通部和AirSage公司（2007年）

2.2.14 美国加州大学伯克利分校和诺基亚公司（2008年）

2.3 仿真试验研究

2.4 总结

第3章 基于手机切换的道路行程车速采样提取技术原理

3.1 手机切换样本数据提取

3.2 切换路网标定

3.3 道路匹配

3.4 速度计算

第4章 移动通信相关基础和理论

4.1 GSM移动通信网络框架和模块功能说明

4.1.1 GSM移动通信系统网络结构和接口

4.1.2 基站子系统

4.1.3 网络与交换子系统

4.1.4 GSM系统中的区域划分关系

4.2 移动通信呼叫建立过程

4.2.1 移动台主叫

4.2.2 移动台被呼

4.2.3 位置登记

4.3 切换控制理论

4.3.1 研究概述

4.3.2 切换流程和步骤

4.3.3 切换策略和常用切换准则

4.3.4 切换延迟

4.3.5 目标基站评估与选择

4.4 移动通信信道的电波传播理论

4.4.1 阴影效应

4.4.2 移动信道的多径传播特性

4.4.3 大尺度路径损耗

4.4.4 小尺度衰落（快衰落）

第5章 手机切换扰动特性实证与理论研究及其对技术效果的影响

5.1 手机切换特性的实证研究

5.1.1 切换实地测试过程说明

5.1.2 测试道路选择原则

5.1.3 测试道路情况描述

5.2 道路切换序列变化模式定量研究

5.2.1 序列相似度计算方法

5.2.2 开阔环境中道路上手机的切换特性：城市高架快速路为例

5.2.3 高楼密集环境中道路上的手机切换特性

5.2.4 两种环境的切换扰动特性对比总结

5.3 切换对路段行程车速采集的影响分析

5.3.1 切换扰动影响道路切换序列标定和手机样本道路匹配

5.3.2 切换位置的扰动影响切换路段长的确定进而影响计算精度

5.3.3 乒乓切换产生的噪声数据降低车速计算精度

5.4 移动通信理论对切换扰动的解释

第6章 考虑切换动态扰动特性的切换路网标定与道路匹配算法

6.1 切换路网标定目的和内容

6.2 切换路网参数标定的前提基础和难点问题

6.3 切换路网参数标定思路

6.4 切换路网参数标定过程与步骤

6.4.1 由测试得到的切换序列生成切换序列对集合

6.4.2 统计所有测试样本中各切换序列对发生的次数和概率

6.4.3 生成带权重的切换路径有向图

6.4.4 寻找最大权重路径

6.4.5 计算最大权重切换路径相应的切换路段长度

6.5 切换路网参数标定结果分析

6.5.1 城市高架快速路切换路网标定

6.5.2 城市地面主干道切换路网标定

第7章 手机切换序列干扰特征分析及数据除噪方法

7.1 除噪关键问题解析

7.2 噪声数据成因、类型和特征

7.2.1 路侧行人手机样本噪声数据

7.2.2 相邻平行道路车载手机样本噪声数据

7.2.3 高架重叠道路上下层车载手机样本互干扰噪声数据

7.2.4 通信网络传输错误噪声数据

7.3 平行道路情况下的手机切换干扰分析

7.3.1 仿真试验目的

7.3.2 试验手段与方法

7.3.3 试验场景描述和参数配置

7.3.4 仿真结论

7.4 聚类分析概述

7.5 聚类分析除噪方法应用算例分析

7.5.1 采样实验道路交通环境说明

7.5.2 数据除噪试算过程

7.5.3 聚类分析结果解释评估

7.6 小结

第8章 基于手机切换的道路行程车速采集技术效果实证评估分析

8.1 城市高架快速路实证评估

8.1.1 切换路段A（东-西）

8.1.2 切换路段B（东-西）

8.1.3 切换路段C（西-东）

8.1.4 切换路段D（西-东）

8.2 地面主干道实证评估

8.2.1 切换路段E（东-西）

8.2.2 切换路段F（东-西）

8.3 手机切换数据实证评估分析

8.3.1 样本量

8.3.2 误差精度

8.4 小结

第9章 基于移动通信与交通流集成仿真平台的手机切换技术效果评估

9.1 手机切换位置扰动对行程车速采样误差影响

9.1.1 切换扰动及其对采样行程车速误差的影响机理

9.1.2 通信仿真试验思路和车速误差分析方法

9.1.3 通信仿真场景参数说明与仿真试验结果

9.1.4 总结

9.2 基于无线通信与交通流集成仿真的手机切换数据平台构建

9.2.1 构建背景和意义

9.2.2 基于手机切换追踪的行程车速提取技术的仿真数据平台构建要求

9.2.3 仿真平台框架和模块说明

9.2.4 应用实例与仿真数据分析

9.2.5 总结

9.3 仿真试验预评估与分析

9.3.1 手机切换模式识别与匹配

9.3.2 切换路段车速误差分布

9.3.3 切换路段车速的集成和平滑修正

9.3.4 信息发布路段样本量与精度

9.3.5 总结

9.4 交通与通信多种影响因素组合条件下的技术效果仿真评估

9.4.1 仿真试验说明

9.4.2 不同道路类型、交通状态以及通话时长下手机切换匹配率分析

9.4.3 切换路段车速误差分布

9.4.4 信息发布路段样本量与精度

第10章 研究展望

10.1 深化行程车速数据采集的效果评估

10.2 拓展手机定位技术应用于出行行为调查与分析

10.3 新一代移动通信环境下的交通数据提取技术

参考文献

选择具备较好应用潜力的手机切换定位技术，依托真实环境移动通信网络数据，解析切换变化特性规律及其影响因素、建立基站切换选择概率模型，综合运用无线通信信号传播理论、切换控制理论、图论、概率统计理论、聚类分析、仿真模拟等方法与技术手段提取行程车速，并与车载GPS、历史交通及线圈交通数据进行比对评估，构建一套完整的流程化技术实现框架体系和理论方法，为城市交通管理部门提供一种新的交通数据提取优势技术，增强城市交通监测能力。