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出租车gps轨迹数据的可视化分析研究

出租车GPS轨迹数据的可视化分析研究

作者：方玉杰国防科技大学

学位级别：硕士

城市智慧交通的发展丰富了人们的出行方式,同时也产生了海量的交通数据,传统的数据挖掘算法处理效果不佳,因此,将数据可视化与可视分析应用到交通大数据中是一种必然趋势。数据可视化可以帮助用户洞察交通大数据的内涵、理解数据中隐藏... 详细信息

城市智慧交通的发展丰富了人们的出行方式,同时也产生了海量的交通数据,传统的数据挖掘算法处理效果不佳,因此,将数据可视化与可视分析应用到交通大数据中是一种必然趋势。数据可视化可以帮助用户洞察交通大数据的内涵、理解数据中隐藏的规律,同时它提供了丰富的交互方式,让用户从不同角度探究数据的特性。因此,本文结合数据挖掘,深度学习和数据可视化技术对出租车gps轨迹数据进行分析,深入研究成都市道路交通状态,交通流量的演变情况和热点时空的变化规律,并开发了一个交通轨迹可视化原型系统,让用户可以对交通数据进行可视化交互分析。本文的研究成果如下:(1)为了探究成都市道路的拥堵状态以及未来变化,本文提出一种新的交通速度预测方法—LSTM-图注意力网络(L-GAT)框架,它结合LSTM网络和图注意力网络的优点,既可以捕捉交通路网的空间拓扑结构,还考虑了数据的时间属性,使得预测结果要优于其他算法。此外,为了更加直观展示道路速度变化,本文设计了三种可视化图表,分别为时空速度图,速度像素图和速度平行坐标图,综合分析了道路拥堵状态的变化规律。(2)为了探究成都热点时空的变化规律,本文使用改进的DBSCAN算法,对出租车上下客点进行聚类,使用两种自适应的参数确定方法,分别是核密度估计法和k-距离方法,避免了人为干预。然后设计了聚合解聚视图对挖掘的热点区域进行可视化展现,分析不同时段热门上下客点的变化情况。此外,为了分析道路交通流量的演变规律,本文设计了交通流量统计图,车辆动态行驶轨迹图,车辆密度图和轨迹热力区域图,不仅直观展示了车辆的动态行驶轨迹,还可以从中分析道路流量的变化情况,从时间和空间角度分析了城市热点时空的演变模式。(3)本研究设计了一个交通轨迹可视化原型系统,系统采用前后端分离的设计原则和MVC(Model、View和Controller)的设计模式,在可视化设计流程中加入了错误反馈机制,使得开发过程更加顺畅。系统的整体框架使用模块化的思想,分为数据层,模型层和可视化层,提高了系统的可扩展性和容错性。对于功能模块的设计,本文分为三个模块,分别是交通速度可视化,交通流量可视化和热点区域可视化,并加入相应的交互操作,使得各个功能模块之间既相互独立,又互相联系,可以为用户提供不同的可视化需求。

关键词：出租车gps轨迹数据速度预测热点区域可视化分析可视化系统

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北京市出租车gps轨迹数据统计特征分析

测绘与空间地理信息 2020年第2期43卷 79-84页

作者：翟文龙王海起费涛闫滨中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

以2015年5月11-17日北京市3万多辆出租车3.85亿条轨迹点数据为研究对象,对非载客段数据点进行剔除,使用R语言从居民出行距离、轨迹段持续时间、分时段出行量、出行方向及平均速度五个角度进行统计特征分析,并通过拟合得到浮动车行驶距... 详细信息

以2015年5月11-17日北京市3万多辆出租车3.85亿条轨迹点数据为研究对象,对非载客段数据点进行剔除,使用R语言从居民出行距离、轨迹段持续时间、分时段出行量、出行方向及平均速度五个角度进行统计特征分析,并通过拟合得到浮动车行驶距离与持续时长所遵循的指数分布,进而发现距离衰减效应、工作日与周末的日律性,并以此分析乘客出行距离、出行时间的潜在规律。

关键词：出租车gps轨迹数据特征量统计特征分析

基于出租车轨迹数据的载客高峰时段和热点区域分析与展示

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基于出租车轨迹数据的载客高峰时段和热点区域分析与展示

作者：刘琳河北工程大学

学位级别：硕士

随着国家对城市化进程的大力发展,城市人口逐年增加,居民的出行需求日益复杂,对城市交通造成了一定的压力。而出租车作为城市居民日常出行的公共交通工具之一,因其灵活性和便捷性,在满足居民短途出行需求的同时,可以缓解交通压力,促进... 详细信息

随着国家对城市化进程的大力发展,城市人口逐年增加,居民的出行需求日益复杂,对城市交通造成了一定的压力。而出租车作为城市居民日常出行的公共交通工具之一,因其灵活性和便捷性,在满足居民短途出行需求的同时,可以缓解交通压力,促进城市的经济发展。然而,城市居民出行的随机性和出租车行驶的机动性,导致了城市居民和出租车司机双方信息的不对等,出租车供求不均。为解决上述问题,本文基于成都市出租车gps历史轨迹数据,分析并挖掘出了出租车载客高峰时段和热点区域,为城市出租车的分配提供了一定的参考价值。其主要工作内容如下:(1)轨迹数据的预处理。本文以成都市一万多辆出租车gps轨迹数据作为研究数据,首先进行Spark计算引擎的配置,然后通过Python语言实现轨迹数据预处理过程。该过程主要包括数据清洗、载客点提取、数据筛选以及坐标转换等,最终得到有效的实验样本数据。(2)出租车载客行为的时空分布特征分析。本文基于出租车载客有效样本数据,进行出租车载客行为的时空特征分析。通过数学统计方法对不同时间段内的出租车载客量进行计算,得到工作日和非工作日的载客高峰;利用Arc GIS工具核密度分析对出租车载客点空间分布进行展示,以得到载客空间的分布规律。(3)出租车载客热点的挖掘。本文基于出租车轨迹数据密度分布不均的特点,提出一种基于密度分区的聚类算法,通过计算轨迹数据点的密度峰值,进行快速密度分区,最后合并各部分分区聚类结果并输出,以得到精准的出租车载客热点区域。(4)基于出租车载客高峰时段和热点区域的系统搭建。本文基于上述研究内容,针对系统用户即出租车司机和乘客,结合Vue前端架构、Docker容器和Postgre SQL数据库,搭建出租车载客高峰时段和热点区域展示系统,对研究结果进行清晰直观的可视化展示。

关键词：出租车gps轨迹数据时空特征分析密度聚类出租车载客分布系统

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城市出租车乘客出行特征可视化分析方法

计算机工程与应用 2019年第6期55卷 237-243页

作者：牛丹丹段宗涛陈柘康军朱依水唐蕾葛建东江华长安大学信息工程学院西安710064 陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心西安710064 思建科技有限公司重庆400015

可视化技术通过图形表现数据的内在规律,并可利用交互的形式实现数据的层次化展示,其在分析交通数据、发现交通问题以及辅助决策中扮演着越来越重要的角色。为了更加清晰、直观地展示城市出租车gps轨迹数据传递的信息,解决因其数据量庞... 详细信息

可视化技术通过图形表现数据的内在规律,并可利用交互的形式实现数据的层次化展示,其在分析交通数据、发现交通问题以及辅助决策中扮演着越来越重要的角色。为了更加清晰、直观地展示城市出租车gps轨迹数据传递的信息,解决因其数据量庞大和时空信息复杂而带来的分析难题,提出一种集成聚集可视化、特征可视化对出租车gps轨迹数据进行可视化分析的方法。首先,通过数据处理得到可用于可视化的特征数据,而后对乘客上下车点进行聚集可视化,并利用多视图协同交互的方法对轨迹数据进行了特征可视化;最后,根据可视化结果对城市出租车乘客出行特征时空分布情况进行了分析。在此基础上,设计了一个交互式可视分析系统,并通过真实数据集案例验证了系统的有效性。

关键词：出租车gps轨迹数据出租车乘客出行特征可视化分析多视图协同交互

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基于密度分区的出租车载客热点区域聚类分析

计算机应用与软件 2023年第10期40卷 83-89页

作者：任丹萍刘琳陈湘国河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038 河北省安防信息感知与处理重点实验室河北邯郸056038

基于城市居民出行的随机性和出租车行驶的机动性,对出租车轨迹数据进行载客热点区域的挖掘,得到城市居民出行规律。由于出租车轨迹数据密度分布不均匀,应用一般的聚类方法效果不佳,因此提出一种基于密度分区的聚类算法。该算法通过求取... 详细信息

基于城市居民出行的随机性和出租车行驶的机动性,对出租车轨迹数据进行载客热点区域的挖掘,得到城市居民出行规律。由于出租车轨迹数据密度分布不均匀,应用一般的聚类方法效果不佳,因此提出一种基于密度分区的聚类算法。该算法通过求取每个出租车上车点位置数据的局部密度,得到密度峰值点作为簇中心,实现对轨迹数据集基于密度的快速划分,得到不同密度的轨迹数据集,在此基础上进行二次聚类。实验结果表明,该算法可以有效识别不同密度的出租车载客热点区域,提高聚类结果的精确度。

关键词：出租车gps轨迹数据时空特征分析密度聚类

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基于数据驱动的交叉口通行效率评价

科学技术与工程 2023年第34期23卷 14857-14864页

作者：吐尔逊·买买提曲古拉·图马尔拜马洁陈俊豪新疆农业大学交通与物流工程学院乌鲁木齐830052

为了弥补单一评价在评价交叉口通行效率当中的缺陷,构建由排队长度、通行时间、延误和停车率组成的交叉口通行效率评价指标体系,并结合出租车gps数据估算交叉口进口道通行效率,建立了基于粗糙集理论和自组织映射神经网络方法的交叉口通... 详细信息

为了弥补单一评价在评价交叉口通行效率当中的缺陷,构建由排队长度、通行时间、延误和停车率组成的交叉口通行效率评价指标体系,并结合出租车gps数据估算交叉口进口道通行效率,建立了基于粗糙集理论和自组织映射神经网络方法的交叉口通行效率影响因素定量分析模型,通过实测数据和VISSIM仿真方法分析了本文方法的适用性。结果表明:基于轨迹数据的信号交叉口4个进口道服务水平分别为F、E、F和F,分析表明,通行效率评价方法估算结果能够准确地反映研究区域的高峰时段交通流现状;排队长度、延误、通行时间和停车率等交叉口通行效率影响因素在总的影响因子池中所占权重分别为0.3253、0.2313、0.2147和0.2287,揭示本文方法在量化交叉口通行效率影响因素方面有一定参考价值。分析表明,出租车gps数据的坐标漂移和定位误差导致,基于轨迹数据的评价结果和基于实测数据的仿真模型结果之间的部分差异,但总体结果是一致的。同时基于轨迹数据的通行效率方法在获取交通参数的获得性方面具备一定的优势。研究结果在动态分析交叉口通行效率及其影响因素方面提供借鉴。

关键词：城市道路交叉口出租车gps轨迹数据通行效率影响因素

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基于gps数据的出租车停靠站设置优化研究

基于GPS数据的出租车停靠站设置优化研究

作者：孙睿静西安工业大学

学位级别：硕士

出租车停靠站设置是城市公共交通管理中重要的研究问题。现实中,乘客由于出租车停靠站服务能力和与停靠站之间的距离影响,乘客会有选择的前往最近的停靠站候车。而在出租车停靠站的选址设计中,不注重乘客对停靠站需要的转变,导致一些停... 详细信息

出租车停靠站设置是城市公共交通管理中重要的研究问题。现实中,乘客由于出租车停靠站服务能力和与停靠站之间的距离影响,乘客会有选择的前往最近的停靠站候车。而在出租车停靠站的选址设计中,不注重乘客对停靠站需要的转变,导致一些停靠站设置不合理,利用率低。因此,本文在分析出租车gps轨迹数据基础上,对乘客的理性选择行为进行分析,并结合乘客需求的变化,利用近似算法,以覆盖乘客出行需求最大为目标,分别构建了考虑用户感知效用和考虑用户感知效用结合道路通行能力的出租车停靠站选址模型并求解,使用西安市出租车gps轨迹数据进行实例分析,验证了算法的有效性,为城市出租车停靠站选址提供理论依据。本文的主要内容和创新性成果如下。考虑乘客感知效用的出租车停靠站选址优化模型及求解。考虑乘客感知效用,即有选择的前往最近的停靠站候车的理性选择行为,以覆盖乘客出行需求量最大为目标,建立考虑乘客感知效用的出租车停靠站选址优化模型,对模型中的感知效用函数结合竞争理论构造,并设计近似算法A,证明算法A的时间复杂性为O(mn),进一步分析得出近似比(?)最大为2(10)1/minq,最小为1(10)1/maxq,算法A的近似比(?),跟停靠站车辆数q成反比;与未被服务乘客数b成正比。最后以西安市莲湖区局部区域的出租车停靠站选址实例,分析乘客理性选择停靠站候车行为对目标函数和近似比的影响,算法求解近似比为1.64,说明算法A的实际使用效果较好。考虑乘客感知效用和道路通行能力的出租车停靠站选址优化模型及求解。考虑乘客感知效用,即有选择的前往最近的停靠站候车的理性选择行为,并结合出租车停靠站所处路段道路通行能力。以覆盖乘客出行需求量最大为目标,建立考虑乘客感知效用和道路通行能力的出租车停靠站选址优化模型,对模型中的感知效用函数结合竞争理论构造,并使用层次分析法对路段道路通行能力进行计算,最后设计近似算法A’,证明算法A’的时间复杂性为O(m n),进一步分析得出近似比(?)最大为2(10)m/minq,最小为1(10)m/maxq,算法A’的近似比(?),跟停靠站车辆数q成反比;与未被服务乘客数b、道路权重m成正比。最后以西安市莲湖区局部区域的出租车停靠站选址实例,分析乘客理性选择停靠站候车行为和出租车停靠站所处道路通行能力对目标函数和近似比的影响,算法求解近似比为2.54,表明算法A’在实际应用中取得了良好的效果。

关键词：出租车gps轨迹数据感知效用聚类选址优化道路通行能力

基于轨道潜在需求挖掘的柔性线路接驳公交设计

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基于轨道潜在需求挖掘的柔性线路接驳公交设计

作者：黄坤长安大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济社会的持续快速发展,人们出行需求量与日俱增,城市道路资源难以满足日益增长的私人机动车出行需求,居民生活、工作出行受到严重阻碍。目前来说,以可持续公共交通发展模式引导大众绿色出行是化解这一矛盾的有效途径之一... 详细信息

近年来,随着经济社会的持续快速发展,人们出行需求量与日俱增,城市道路资源难以满足日益增长的私人机动车出行需求,居民生活、工作出行受到严重阻碍。目前来说,以可持续公共交通发展模式引导大众绿色出行是化解这一矛盾的有效途径之一。当城市轨道交通发展运营后,地面常规交通的客流必然会被分流,而地面常规交通如何配合轨道交通的高速发展成为政府和公共交通企业所面临的新课题。本文主要通过国内外对于与常规交通接驳轨道交通研究的基础之上,提出了一种基于出租车gps轨迹数据的大数据挖掘手段,识别轨道交通周边具有通过柔性线路接驳公交转移至轨道交通的潜在出行需求,并以此作为柔性线路接驳公交线路设计的输入数据源,通过合理的模型与算法,对柔性线路接驳公交的线路设计方案进行求解。基于上述思路,本文建立了以最优柔性线路接驳公交FLT(Flexible Line Tranist)为产出的计算框架P2MFLT(potential demand to metro by flexible line transit)。该框架具有合理数据输入源,即通过时空间约束、奇异值分解挖掘出最具有可能被转移的出行需求,同时该计算框架同步优化柔性线路公交站点与线路使之具有优质的服务质量,实现柔性线路接驳公交的收益最大化。

关键词：公共交通出租车gps轨迹数据大数据奇异值分解 Mean-Shift聚类公交系统规划

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基于数据驱动的城市道路交叉口运行特性分析

基于数据驱动的城市道路交叉口运行特性分析

作者：曲古拉·图马尔拜新疆农业大学

学位级别：硕士

近年来,随着汽车保有量的不断增加,城市交通拥堵问题日益严峻,导致城市道路运行效率不断下降。城市道路网中交叉口是核心节点,交叉口的管控和运行效率以及服务水平直接影响城市道路网的服务水平。基于gps浮动车数据进行交叉口通行效率... 详细信息

近年来,随着汽车保有量的不断增加,城市交通拥堵问题日益严峻,导致城市道路运行效率不断下降。城市道路网中交叉口是核心节点,交叉口的管控和运行效率以及服务水平直接影响城市道路网的服务水平。基于gps浮动车数据进行交叉口通行效率评价是解决目前交通拥挤状况的一种有效方法,同时gps数据本身具有成本低,数据量大,精度高等优点,可以更好地反映城市道路交叉口的通行效率。因此,本文为了弥补单一指标评价方法在交叉口通行效率当中的缺陷,构建了由排队长度、通行时间、延误和停车率组成的交叉口通行效率评价指标体系,并结合出租车gps数据估计了交叉口进口道通行效率,建立了基于粗糙集理论和自组织映射神经网络方法的交叉口通行效率影响因素定量分析模型,通过实测数据和VISSIM仿真方法分析了本文方法的适用性。本研究主要研究内容和成果包括:(1)应用出租车gps轨迹数据的经纬度、时间和速度的变化等特征,借助Arc Map与Python编程语言平台,估计乌鲁木齐市4个典型交叉口交通参数。在此基础上,基于轨迹数据建立了以排队长度、通行时间、延误和停车率组成的交叉口通行效率评价指标体系。结果表明,基于大规模浮动车轨迹数据能够准确的估计研究区域交通流参数并准确地反映各高峰时段交通流现状,为交叉口通行效率评价提供依据。(2)针对定量分析各指标对通行效率的影响程度的需要,基于粗糙集理论分析了排队长度、延误、通行时间和停车率对通行效率的影响程度,结果发现,各影响因素在总的影响因子池中所占权重分别为0.3253、0.2313、0.2147和0.2287,各指标对目标交叉口通行效率的影响存在一定差异,表明本文方法在量化交叉口通行效率和影响因素之间的非线性关系方面具有一定的可行性。(3)为了进一步剖析基于轨迹数据的通行效率评价方法的适用性,结合实测数据和微观仿真平台建立2个交叉口通行效率评价仿真模型,并对2种方法估算的通行效率进行对比分析,结果发现,轨迹数据方法和仿真方法之间存在部分差异,但总体结果基本一致的,同时基于轨迹数据的通行效率评价方法具有一定的优势。本研究基于轨迹数据、粗糙集及仿真平台作为主要手段,综合分析交叉口通行效率,为基于数据驱动方法总体评价城市道路关键节点提供思路和方法,同时为优化城市道路管理和控制措施提供了借鉴。

关键词：城市道路交叉口出租车gps轨迹数据通行效率评价影响因素