交通信息網(wǎng)格的關(guān)鍵服務(wù)技術(shù)研究.pdf

1、ITS(智能交通系統(tǒng))是改善交通擁堵的有效手段，但現(xiàn)有的ITS分散獨(dú)立系統(tǒng)形成了大量的交通信息孤島，不能提供良好的綜合交通信息服務(wù)。網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外新興的技術(shù)，它可以有效地解決ITS中傳統(tǒng)技術(shù)不能解決的問(wèn)題。交通信息網(wǎng)格是將網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用于交通信息服務(wù)，提升交通服務(wù)水平和質(zhì)量的一種軟件系統(tǒng)。交通信息網(wǎng)格具有分布性、異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性、自治性、協(xié)同性等網(wǎng)格特征，是實(shí)踐和驗(yàn)證信息網(wǎng)格關(guān)鍵技術(shù)的典型應(yīng)用。交通信息網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)交通

2、信息應(yīng)用層面的互聯(lián)互通、交通專網(wǎng)和公網(wǎng)內(nèi)的資源共享和協(xié)同工作，能夠顯著提高資源利用率和交通信息服務(wù)水平；實(shí)現(xiàn)多源交通數(shù)據(jù)采集與整合、海量分布數(shù)據(jù)處理、區(qū)域路況預(yù)測(cè)、最優(yōu)出行方案、并行交通仿真、服務(wù)點(diǎn)播與展示等，為移動(dòng)或因特網(wǎng)用戶提供交通信息點(diǎn)播服務(wù)，為政府提供交通管理輔助決策方案。本文綜述了網(wǎng)格技術(shù)和ITS的研究現(xiàn)狀，研究了交通信息網(wǎng)格中的關(guān)鍵服務(wù)技術(shù)，包括交通信息網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)、多源交通數(shù)據(jù)集成及虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)模型、基于

3、流動(dòng)GPS數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)路況建模及其并行算法、最優(yōu)出行方案及其算法等，最后給出了交通信息網(wǎng)格的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文工作的主要貢獻(xiàn)在于以下幾個(gè)方面：(1) 提出了基于OGSA(開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu))的交通信息網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)。提出了交通信息網(wǎng)格的概念模型、交通網(wǎng)格參考框架標(biāo)準(zhǔn)、以及面向OGSA的高級(jí)交通信息服務(wù)規(guī)范，提出了交通信息網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。(2) 實(shí)現(xiàn)了多源交通數(shù)據(jù)的集成與融合及提出了基于OGSA的交通數(shù)據(jù)虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

4、模型。定義了流動(dòng)車輛GPS消息格式，以及批量GPS數(shù)據(jù)包的格式，分析了交通信息服務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的概念關(guān)系，定義了各種數(shù)據(jù)表的組織方式，提出了基于網(wǎng)格環(huán)境下的交通數(shù)據(jù)二級(jí)存儲(chǔ)模式，以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成與訪問(wèn)的網(wǎng)格虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)模型。(3) 實(shí)現(xiàn)了基于流動(dòng)車輛GPS數(shù)據(jù)的交通路況建模及其并行算法。分別基于非線性回歸方法和主曲線方法，利用流動(dòng)車輛GPS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了交通路況的建模。提出了基于海量交通GPS數(shù)據(jù)建模的并行算法，該算法的數(shù)據(jù)調(diào)度控制

5、使得各分布式結(jié)點(diǎn)機(jī)能有效的完成路況建模，且計(jì)算負(fù)載相對(duì)均衡。(4) 提出并實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)格環(huán)境下最優(yōu)出行方案及其算法。根據(jù)城市路網(wǎng)中心區(qū)域道路密集的特征，提出了路網(wǎng)的中心分割法，并在此基礎(chǔ)上分析并分別提出了兩種最優(yōu)靜態(tài)出行計(jì)算模型及其并行算法。提出了一種最優(yōu)動(dòng)態(tài)出行方案的啟發(fā)式模型及其算法。該算法可以求出在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)下最短行程時(shí)間的路徑，效率比全局動(dòng)態(tài)路徑最優(yōu)解算法高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。(5) 設(shè)計(jì)了交通信息網(wǎng)格系統(tǒng)。提出了網(wǎng)格