人类活动轨迹的分类、模式和应用研究综述

各种传感器的应用与发展,如车载GPS、手机、公交卡、银行卡等,记录了人类的活动轨迹。这些海量的人类活动轨迹数据中蕴含着人类行为的时空分布模式。通过对这些轨迹的研究可以挖掘个体轨迹模式,理解人类动力学特征,进而为对轨迹预测、城市规划、交通监测等提供支持。因此,研究各类传感器记录的人类活动轨迹数据成为当前的研究热点。本文对人类活动轨迹的获取与表达方式进行剖析,并将人类的活动轨迹按照采样方式和驱动因素的不同分为基于时间间隔采样、基于位置采样和基于事件触发采样等3类轨迹数据。由于各类轨迹数据均由起始点、锚点和一般节点等构成,因而将轨迹模式挖掘的研究按照锚点、出行范围、形状模式、OD流模式、时间模式等进行组织,研究成果揭示人类活动轨迹在时间、空间的从聚模式、周期性等特点。在此基础上,将人类活动轨迹在城市研究中的应用,按照用户轨迹预测、城市动态景观、城市交通模拟与监控、城市功能单元识别以及城市中其他方面的研究应用进行系统综述,认为人类活动模式挖掘是城市规划、城市交通、公共安全等方面应用的基础。     

基于大规模浮动车轨迹点数据的道路网变化检测与更新方法研究

针对矢量道路网的变化检测与更新问题,提出一种基于大规模浮动车轨迹点数据的道路网快速变化发现与更新方法。首先对矢量道路网进行栅格化处理,并根据若干天内浮动车GPS轨迹点落在栅格内的个数对栅格赋值。经过对轨迹栅格图像的低通滤波、边界清理后,采用数学形态学方法提取轨迹栅格图像的骨架线,通过判断道路骨架线与更新前道路网缓冲区之间的位置关系,快速识别出变化道路,即新增道路和消失道路。最后,对更新道路的骨架线分别进行剪枝处理、断线连接以及节点融合,实现对原有道路网道路数据的提示性更新。结果表明:与传统方法相比,该方法能够以更低的成本和更好的现势性对现有道路网进行在线增量式快速变化检测和更新。     

基于浮动车轨迹数据的路网快速提取

浮动车轨迹数据包含丰富的路网信息,随着浮动车轨迹数据的逐渐公开,从中提取路网信息已成为可能。目前,大多数算法提取路网时,使用统一的阈值忽略了轨迹数据的密度差异,且只考虑了轨迹的形态没有考虑轨迹的方向,严重影响了提取结果的几何精确度和拓扑正确度。为此,该文提出了一种自适应半径质心漂移聚类方法,能根据轨迹密度、道路宽度自动调整聚类参数和利用轨迹方向实现道路拓扑连接。首先,通过自适应半径质心漂移聚类方法计算路网骨架点,采用小波聚类算法获取路网骨架点的方向集;然后,根据聚类半径和方向对骨架点进行递归连接,生成路网数据。利用深圳市福田区一天的浮动车轨迹数据进行了算法实验验证,将实验结果与栅格化方法、约束三角网方法的结果进行了定性定量评价分析。实验结果表明,该文算法提取的路网数据在几何精确度及拓扑正确度上都有明显的提高,且算法适合大数据处理。     

基于浮动车数据的旅游景点周边路网容量研究——以厦门岛为例

随着旅游业的快速发展,旅游城市在法定节假日出现了交通需求的大幅增长,导致不同程度的交通问题。本文利用厦门市的浮动车数据(FCD),分别选取2014年10月1日与10月14日作为节假日与工作日的样本进行研究,首先通过OD点核密度估计判断节假日与工作日出行在时空上的差异,确定研究的时空范围;其次,通过对FCD数据进行核密度估计分析旅游景点周边的车流量变化,并与路段的等级、车道数等道路设施属性进行对比,推测路网的容量;最后进一步通过计算路网中路段行程车速验证方法的可行性。结果显示：节假日期间的旅游交通与工作日的通勤交通在时空分布上存在差异,同时基于FCD数据研究旅游景点周边的路网容量是有效的,厦大—南普陀景点周边路网在节假日期间无法满足车流量的需求。本文对旅游景点周边路网容量的评估结果可为旅游旺季旅游路网的合理规划与管控提供依据。     

基于隐马尔科夫模型和动态规划的手机数据移动轨迹匹配

针对手机数据属性信息少、时空采样率较低、采样不均匀、定位精度低的特点,该文提出了一种基于隐马尔科夫模型和动态规划的移动轨迹匹配方法(HMM-DP4MT)。该方法通过设定搜索半径以提高计算效率;结合轨迹距离和方向信息计算发射概率,基于不同搜索半径和定位标准差的匹配结果确定参数最优值;利用Manhattan距离代替欧氏距离,建立了融合最短路径距离和道路等级的转移概率模型,分析了道路等级约束对匹配结果的影响;基于动态规划搜索移动轨迹在拓扑路网中的全局最大似然匹配路径。利用同步采集的手机数据和GPS轨迹数据进行验证,结果表明,模型在简单路网区域和较复杂路网区域的精确率和召回率均高于85%,在极端复杂路网的精确率和召回率略低,但仍高于75%,能够满足交通应用对用户移动路径精确度的需求。     

基于众源轨迹数据的道路中心线提取

从众源轨迹数据中提取道路几何数据相对于传统的道路数据获取方法具有低成本、高现势性的优点。然而,由于轨迹数据采样稀疏、数据量大、高噪音等特征使得道路中心线提取仍显困难。针对该问题,提出一种基于约束Delaunay三角网的道路中心线提取方法。首先对预处理后的车辆轨迹线构建约束Delaunay三角网,根据整体长边约束准则删除长边以提取道路面域多边形;然后对道路面多边形二次构建Delaunay三角网,提取道路中心线。利用北京市一天时间的出租车轨迹数据进行算法实验,将实验结果与栅格化方法结果进行定性定量地评价分析。结果表明该方法提取的道路中心线数据在几何、拓扑精度方面比栅格化方法提高约10%以上。另外,以复杂环形道路为例,证明了该方法比栅格化方法更适合于复杂道路结构、较大密度差异的轨迹数据。因此,该方法不仅适合大数据处理、结果精度高,且算法成熟、易于实现。     

一种基于统计推断模型的车辆GNSS轨迹滤波方法

车辆GNSS轨迹是由离散定位点连成的折线段,以往轨迹滤波工作注重离群点及其引起的轨迹线段异常,而忽视了由于采样间隔长而导致的正常点连线严重偏离道路的现象。为解决此问题,该文提出一种基于统计推断的轨迹滤波方法,不依赖路网等辅助数据,在去除离群点的基础上,识别出上述低质量线段。首先采用基于信息熵的最大似然分类法确定线段端点类型,即该端点是位于路口还是道路上;然后再构建规则推断模型,根据线段两端点的空间组合方式,检测出线段是否异常;最后利用北京市2012年11月出租车数据进行验证,采样间隔为50~65s。结果表明,离群点导致的异常线段占32.21%,低采样率导致的亦占6.23%,滤波效果整体良好。     

云南省国际道路货物运输空间联系特征

国际运输空间联系能够表征区域对外贸易的联系强度以及国际物流发展状况的空间分异特征,为区域经济分析与运输规划提供理论基础。基于云南省国际道路货物运输的实际数据,利用非均衡系数、联系强度的测度指标,提取云南省国际道路货物运输的空间联系特征,并引入对外贸易相关数据,分析国际道路货运与对外贸易的耦合关系。研究结果表明:云南省国际道路货物运输的空间分异特征显著,但集聚动力不稳定;国际货物运输量增长的波动性较大,滇西地区国际道路运输集聚中心发育不成熟,负邻近效应明显;国际道路货运的空间联系呈现出"轴-辐"模式与"点-点"模式并存的特征;部分城市的对外贸易发展水平严重滞后于国际道路货运发展。     

不同尺度下长江经济带物流联系格局、特征及影响因素研究

借助从货运网站上抓取的2015年水路货运、公路货运、铁路货运、航空货运OD数据55 623条,基于物质流的视角,采用回归分析,对长江经济带物流联系现状及其影响因素进行了研究。研究发现：① 长江经济带货运网络总体上呈现东部发达、西部落后格局,阶梯状发展特征显著,上海龙头作用显著,省会城市地位突出。② 从影响因子来看,空间尺度越大,规律性越强。航空货运受地区间物流服务能力和基础设施差异的深刻影响,而水路货运主要受地区间转运能力差异影响、陆路货运受多种要素综合影响显著。③ 为助推长江经济带综合立体交通走廊建设,建议东、中部地区注重发挥不同运输方式的协同作用,着力提升区域运输效率。对地形崎岖的西部地区而言,应合理开发和搭配水运和少数空运中心,改善交通区位。     

“一带一路”与中国对外航空运输联系

基础设施互联互通是降低贸易成本、增强国际联系、构建"一带一路"的基本条件。建设国际航空网络与陆路运输通道、海上航运通道,共同组成"一带一路"交通基础设施互联互通的基础。基于2014年的OAG计划数据,本文重点分析了中国与"一带一路"沿线国家的国际航空运输联系空间格局,并运用枢纽度模型识别国际航空枢纽。研究表明:1中国与"一带一路"沿线国家的航空客运联系广度和强度均高于货运,其中国际客运联系集中在泰国、俄罗斯和新加坡等国,而国际货运联系则主要集中在俄罗斯;2中国对外航空网络格局总体上表现为"轴—辐"与"点—点"模式并存;3上海、北京和广州为中国面向"一带一路"沿线国家的国际航空客运枢纽机场,上海同时还是国际航空货运枢纽。     

基于实时路况数据的原发性交通拥堵点判别——以北京市二环以内为例

以北京市二环内道路为研究区域,将实时路况数据矢量化并构建其路网间拓扑关系,根据原发性拥挤与继发性拥挤时序上的差异,提出定量的拥堵度变化点的判别准则,将拥堵度变化点分为原发性拥堵、继发性拥堵、原发性消散、继发性消散4类.研究发现原发性拥堵的时空分布符合居民出行特征,重点集中于二环内热点区域,发生在岔路口处的概率较大,且验证了继发性较原发性在时空顺序上的滞后性.     

日本交通体系的特征与经验借鉴

作为发达国家的典型代表,日本在交通体系的规划布局比较完善,已经形成了快速便捷、四通八达的交通体系。结合笔者去日本考察的实际经历,总结了日本在交通路网结构、快速轨道交通的布局、交通换乘、交通工具的人性化设计以及交通规章制度方面的先进经验。并结合中国交通体系建设中存在的问题和不足提出今后需要改进和完善的几个主要方面,为中国的交通体系建设提供经验借鉴。     

我国客流的影响因素及其地区差异的研究

本文探讨了影响我国客流产生和分布的主要因素,如人口增长和迁移,城镇化的发展,经济发展,社会政治因素,交通网密度及交通方便程度等,并对客流产生的地区差异进行了探讨。     

东北地区交通优势度演变格局及影响机制

交通是老工业地区可持续发展的重要资源,评价和研究交通优势度的时空分异规律和机制具有重要的现实意义。本文建立了基于交通路网密度、交通干线影响度和区位优势度的综合评估体系,并以东北地区为例,通过网络分析、冷热点分析、多变量线性回归和地理加权回归等方法深入探讨了交通优势度总体空间格局及其影响因素和作用机制。结果表明：① 东北地区交通优势度总体呈上升趋势,其空间分布格局呈现以哈大线为轴的“核心—外围”结构,交通优势度高值多沿交通干线分布。② 东北地区整体交通优势度空间极化现象显著,高值区多在高铁沿线集聚,低值区在内蒙古东部及黑龙江省北部集聚,且其空间差异逐渐增加。③ 快速交通方式对东北地区交通优势度贡献高,人口承载能力对交通优势度时空分异的影响作用逐渐增强,扩充交通干线、增加交通枢纽有助于提升东北地区交通优势度水平。     

Landscapes of Risk: The Geography of Fatal Traffic Collisions in Indiana, 2003 to 2011

Potential death from traffic collisions is a common hazard faced by nearly everyone. This analysis uses geographical approaches to examine fatal collision risk in the state of Indiana from 2003 to 2011. The state averaged 757 fatal collisions annually. About 60 percent occurred in urban or suburban areas. Risk was highest in low-density exurban and rural areas and on highways, county roads, and interstates. County sheriffs and state police were more likely to face fatal collisions than municipal police. Significant black spots existed around the Illinois and Kentucky state lines. Fatal collisions were less clustered than nonfatal collisions. Fatal collisions exhibited positive spatial autocorrelation but the global Moran's I for counties was close to random. Approximately 10 percent of ninety-two counties had significant local spatial autocorrelation in fatal collision rates. Police and emergency response resource distributions should be considered in light of fatal collision black spots in the state.     

中国高速公路网的发展演化及区域效应研究

基于国内研究进展的评述, 本文分析了我国高速公路网络的空间演化过程, 认为以1997 年为界存在缓慢发展和快速发展两个阶段, 并探讨了高速公路网络的组织模式; 作者深入考察了 高速公路发展的区域效应, 分析了高速公路对全国公路交通流格局的演化影响和高速公路建设 对城镇密集区的公路交通流格局和地域系统的影响, 并以省会城市为中心, 探讨了高速公路对 30 分钟和1 小时交通圈的空间效应。     

Lead Contamination Adjacent to Roadways in Trujillo,Venezuela

This study analyzes the extent and pattern of lead contamination along roadways in Trujillo, Venezuela, using traffic counts and soil samples collected in the field. The normalized mean lead level for frontyard samples along major traffic arteries was 200 μgg ^-1 versus 0 μgg^-1 for backyard samples. Furthermore 55%of the frontyard lead levels were hazardous, versus 7% of the backyard samples. This suggests a strong relationship between traffic and soil lead content. However, a relationship between lead level spatial patterns and traffic volume patterns was not established, suggesting that factors beyond traffic volume, such as slope and erosion, play a significant role in contamination patterns.     

Lead Contamination Adjacent to Roadways in Trujillo,Venezuela

This study analyzes the extent and pattern of lead contamination along roadways in Trujillo, Venezuela, using traffic counts and soil samples collected in the field. The normalized mean lead level for frontyard samples along major traffic arteries was 200 μgg ^-1 versus 0 μgg^-1 for backyard samples. Furthermore 55%of the frontyard lead levels were hazardous, versus 7% of the backyard samples. This suggests a strong relationship between traffic and soil lead content. However, a relationship between lead level spatial patterns and traffic volume patterns was not established, suggesting that factors beyond traffic volume, such as slope and erosion, play a significant role in contamination patterns.     

广州市城市道路交通问题及对策

通过分析广州市城市交通的现状, 认为广州市的交通问题已相当严重, 必须及早对其采取措施。针对目前的行车难、乘车难、停车难、车流量大、污染严重以及管理落后等问题, 提出了严格控制市中心区规模、征收交通影响税、大力发展城市公共交通、限制私人交通的发展、完善静态交通管理以及实现交通管理现代化等措施。     

广州地铁站点交通流特征与居民地铁出行的人群分异

基于广州地铁交通流的始发地（Origin）—目的地（Destination）（OD分析）,运用出行成本（距离/时间）、集中出行距离区间等指标对地铁站点交通流特征及居民地铁出行的人群分异进行刻画。结果表明：1）地铁站点随出行距离增加的乘客累积比例呈“S”型曲线变化,广州地铁站点的平均出行成本约为14.04 km（20.48 min）,并由中心向外逐层增加约4 km（5 min）和13 km（10 min）,周末平均出行成本略高于工作日。2）广州地铁出行的集中距离区间为8.55~26.61 km,在该出行距离范围内的乘客量占总数的71.88%;周末出行集中距离区间宽度变窄,但乘客量的集中比例却有所下降。3）社会弱势群体如女性、老年人、固定上下班的大学以上学历人群、办事人员、商服人员等是地铁潜在客流的主要构成群体;不同人群的地铁平均出行距离出现分化,其中出行需求小、出行能力偏弱的群体平均出行距离较短,出行需求大的群体平均出行距离普遍较长;除个别人群外站点集中出行距离区间相对差异不大。