بکارگیری الگوریتمهای تطبیق نقشه به‌منظور استخراج اطلاعات ترافیکی از خطوط سیر حاصل از GPS با نرخ نمونه‌برداری پایین

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

از میان روش‌های مختلف جمع‌آوری اطلاعات ترافیکی،GPS به‌علت هزینه پایین‌تر، دسترسی و فراوانی بیشتر، از محبوبیت خاصی برخوردار است. عامل اصلی اطمینان از پارامترهای ترافیکی محاسبه‌شده از خطوط‌سیرGPS، اطلاع از مکان صحیح خودرو بر روی قطعات جاده است. این عمل کلیدی توسط الگوریتم‌های تطبیق نقشه صورت می‌گیرد. درصد بالایی از خطوط سیر‌ GPS تولید شده از GPS تلفن همراه، خودروهای مجهز به GPS، ناوگان حمل‌و‌نقل عمومی و شبکه‌های اجتماعی با نرخ نمونه‌برداری پایین دو تا شش دقیقه تولید می‌شوند. لذاتعیین یک الگوریتم تطبیق نقشه مناسب برای کاهش خطای داده‌های مذکور ضروری بنظر می‌رسد. در این مقاله هدف معرفی، مقایسه و تحلیل نتایج تطبیق داده‌های خطوط‌سیر GPS با دو الگوریتم ST-matching و IVMM برای داده‌های با نرخ پایین و سپس تهیه نقشه سرعت ترافیکی از داده‌های تطبیق شده می‌باشد. از ویژگی‌های بارز الگوریتم ST-matching در نظرگرفتن همزمان توپولوژی و ویژگی‌های مکانی ویژگی زمانی می‌باشد. درروش IVMM نه‌تنها از اطلاعات مکانی و زمانی بلکه از یک استراتژی رأی‌مبنا به‌منظور مدل‌کردن وزن تأثیرات متقابل بین نقاطGPS بهره‌گرفته‌می‌شود. به‌منظور تست و ارزیابی این دو الگوریتم از داده‌های ناوگان حمل‌ونقل عمومی اتوبوس‌رانی شهر تهران با نرخ نمونه‌برداری دو دقیقه استفاده‌شده است. الگوریتم ST-matching برای تطبیق هر نقطه نمونه برداری فقط یک نقطه قبل از آن را در نظر می‌گیرد و برای نقطه اول نقطه ماقبل وجود ندارد، بنابراین الگوریتم به نقطه شروع وابستگی زیادی دارد. الگوریتم IVMM با مدل‌سازی تأثیرات متقابل نقاط نمونه‌برداری نتایج مؤثرتر و مستحکم‌تری را ارائه می‌دهد. تابع وزن فاصله نقش مهمی در الگوریتم IVMM ایفا می‌کند. با افزایش مقدار پارامتر بتا در ابن تابع دقت تطبیق نقشه نیز افزایش می‌یابد. دقت به‌دست‌آمده از روش IVMM 88 % و روش ST-matching 73% می‌باشد. نتایج حاصل از این مقاله نشان می‌‌دهد الگوریتم IVVM درمقایسه با ST-matching به‌طور قابل‌توجهی بهتر عمل می‌نماید.هم چنین در مواجهه با گردش‌های Uشکل IVVM نتایج بهتری را ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using map matching algorithms for extracting of the traffic information from low sampling rate GPS trajectories

نویسنده [English]

  • vahid shokri
چکیده [English]

GPS,among the various methods of traffic data collection has special popularity due to the low cost and wide access.The primary factor for reliability of determined parameters extracted GPS trajectories is the correct calculation of a vehicle location on a road segment, which is realized by a map-matching algorithm.High percent of GPS trajectories is taken from a variety of sources including mobile GPS,GPS equipped vehicles the, fleet public transport,and social networks are in low sampling rate between 2to6 minutes.So determining a suitable map matching algorithm to reduce data errors seems necessary. This paper aims to implement ST-matching and IVVM algorithms to match the GPS tracking data and extract traffic parameters and traffic map by matched trajectories.A special characteristics of ST-matching algorithm is to employ simultaneous spatial, temporal and topology analysis. IVMM algorithm not only considers the spatial and temporal information of a GPS trajectory but also devise a voting-based strategy to model the weighted mutual influences between GPS points. To evaluate these algorithms GPS trajectories with 2 minutes sampling rate of public fleet transport related to bus lines are used. ST-matching algorithm use only one point before each sampling point to match it there for the first point has not any before point, there is no the previous point, so the algorithm is highly dependent on the starting point. IVMM algorithm by modeling mutual influences between GPS points provide more effective and strong result.Distance Weight Function plays an important role in IVMM algorithm.By increasing the value of the parameter beta in Distance Weight function increases map matching accuracy. The obtained accuracy of the method of IVMM and the ST-matching is 88% 73% respectively.The results of this study show the IVMM algorithm outperforms the ST-matching method. Also In the face of U-turn IVMM gives better results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Traffic information
  • GPS trajectory
  • map matching
  • IVMM
  • St-matching

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 شهریور 1398
  • تاریخ دریافت: 12 اسفند 1394
  • تاریخ بازنگری: 26 اردیبهشت 1395
  • تاریخ پذیرش: 26 اردیبهشت 1395