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1、学校代码学校代码 1072210722 学号学号 分类号分类号 TP393TP393 密级密级 公开公开 本科毕业设计（论文）题目题目 基于移动传感网的城市交通热区分析基于移动传感网的城市交通热区分析BasedBased onon thethe analysisanalysis ofof mobilemobile sensorsensor networknetwork urbanurban traffictraffic hotspotshotspots 作作 者者 姓姓 名名 专专 业业 名名 称称 计算机科学与技术计算机科学与技术 学学 科科 门门 类类 理理 学学 指指 导导 教教 师师
2、提提交交论论文文日日期期 二二一一四四年年 成成绩绩等等级级评评定定 摘摘 要要无线传感器网络技术现已被应用在智能交通的信息采集、信息传输、交通控制和疏导等多个方面，已成为智能交通的关键技术，因此无线传感器网络技术对于现代交通有着非常重要的意义。城市交通热区分析，主要是通过安装在各类交通工具上的无线传感器组成的移动传感网络对城市交通情况进行监测，分析出城市中的交通热区。本文以咸阳市的公交系统为基础，设计并开发了一个城市交通模拟平台，通过车载的移动传感网实现对咸阳市区各路公交线路的跟踪，记录每辆公交车的行进轨迹，通过热区搜索算法，计算出市区中的交通热区。该城市交通模拟平台，实现了对公交线路的路径
3、追踪，进而实现了城市交通热区的发现和管理，为交通管理部门实施交通管理和疏导交通提供了很好的决策依据。关键词：关键词：移动传感网；交通热区；无线传感器IAbstractWireless sensor network technology has been applied in intelligent traffic information collection, information transmission, traffic control and guidance, and other aspects, has become the key technology of intelligen
4、t transportation, so wireless sensor network technology for modern transportation has very important significance.Urban traffic hotspots analysis, mainly by means of the wireless sensors installed in all kinds of transportation on the urban traffic situation of mobile sensor network monitoring, anal
5、ysis of the citys traffic hotspots. In this paper, based on the XianYangShi bus system, designed and developed a urban traffic simulation platform, through the vehicle-mounted mobile sensor network system for the implementation of various bus lines in xianyang city track, record every bus path, thro
6、ugh the hot search algorithm, to calculate the traffic hotspots in downtown.The urban traffic simulation platform, has realized the path tracking of bus lines, and then realize the detection and management of city traffic hotspots, the traffic administrative department of the implementation of traff
7、ic management and traffic provides a good decision-making basis.Keywords: mobile sensor network; Traffic hotspots; Wireless sensorII目目 录录摘 要IAbstract.II第一章 绪论 .11.1 课题研究背景及意义 11.2 国内外研究现状 11.3 论文研究内容 31.4 论文结构 3第二章 无线传感器网络及其应用 .42.1 无线传感器网络技术简介 42.2 无线传感器定位技术 52.3 无线传感器网络的应用 .6第三章 线路追踪与交通热区的相关算法设计 .
8、83.1 城市交通模拟平台 .83.1.1 城市交通模拟平台的建设条件 .83.1.2 城市交通模拟平台的建设目标 .83.2 城市交通模拟平台建设 93.3 公交路线的存储方式 93.3.1 方案一 .93.3.2 方案二 .93.4 相关算法设计 103.4.1 有关数据结构 .103.4.2 热区算法的设计思想 .113.4.3 公交往返路径算法的设计思想 .113.4.4 算法设计 .12第四章 仿真实验 .144.1 仿真平台的实现 .144.2 算法实现 144.3 部署热区算法后的仿真效果 16III第五章 结束语 .175.1 论文工作总结 .175.2 课题研究展望 175.
9、2.1 地图的放大缩小 .175.2.2 出租车的追踪 .175.2.3 热区算法的改良 .18谢 辞 .19参考文献 .20咸阳师范学院 2014 届毕业论文(设计)1第一章第一章 绪论绪论1.11.1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义众所周知，在经济物质极大丰富的今天，人们对于出行的要求亦越来越高。私家车已经广泛得到了非常广泛的普及，这虽然是一个好现象。但凡事有利就有弊。由于近几年私家车的数量激增，再加上各种新的交通工具，交通拥堵尤其是城市的交通拥堵现象已经是屡见不鲜，因此，缓解城市交通拥堵已成了人们关注的一个焦点问题，也是最头疼的问题。本课题针对上述问题，提出了利用无线传感器网络技术
10、来发现城市交通热区1，进而为交通管理部门提供决策依据。具体做法是将无线传感器安装在公共汽车、出租车等地面城市交通工具上，通过对各交通工具的轨迹追踪与数据处理，分析出城市交通的热区，从而实现对城市交通的智能管理和处理意外交通事故的能力，为智慧城市的建设贡献一份力量！移动模型在移动传感器网络的研究中起着非常重要的作用,因为几乎没有可以用于性能评估的大型真实网络环境。然而现在很多移动模型仅考虑了简单的地理位置移动性,在此的模型里强调人移动性的重要影响。在真实环境中,因为各地区对人移动的吸引力总是不同的,人的分布不是均匀的,例如城市中的繁华地区会吸引更多的人过来。便提出基于热区的移动模型。在模型的设计
11、中,整个区域被分成若干个子区域,每个子区域都有一个权重值用于表示对移动节点的吸引力。模型中,节点的移动是受周围所有子区域权重影响的。热区是拥有高权重的子区域，就是交通拥挤的地方,属于交通繁华区。1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状城市交通规划国外有关专家认为交通规划应先于建设布局，城市交通作为最重要的基础设施之一，应占有特殊的地位。欲建立理想的城市结构，必须超前发展作为城市骨架的合理的道路交通系统，把城市交通建设同城市结构的形成和发展紧密地联系起来，建立智能交通（ITS） 。一、美国交通发展状况美国是智能交通大国，不仅研究使用早，应用广泛，就连智能交通系统(ITS)一词都来自美国。美国从
12、 20 世纪 80 年代开始，将先进的信息技术、数据通信技术、电子控制基于移动传感网的城市交通热区分析2技术及云计算机处理技术等，有效地综合应用于地面交通管理体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的智能交通系统2。目前 ITS 在美国的应用己达 80%以上，而月_相关的产品也较先进。美国 ITS 应用在车辆安全系统(占 51%)、电子收费(占 37%)、公路及车辆管理系统(占 28%)、导航定位系统(占 20%)、商业车辆管理系统(占 14%)方面发展较快。美国交通部估计，智能交通系统的应用消除大约每年 120 万起交通事故，挽救上万人的生命，节省 260 亿美元因交通
13、堵塞及交通事故所造成的损失。在未来 20 年里，美国智能交通相关产品及服务市场容量将超过 4200 亿美元，相关项目将超过 60 万个。美国在 ITS 方面未来的研究重点是：关注ITS 对环境和气象的影响；增强多式联运，使用多样的智能交通系统，包括用于与紧急事件和健康有关的服务；通过避免碰撞与改善保护、碰撞信息发布、商业机动车辆运行以及基于基础设施或是合作的安全系统来增强安全；推进智能基础设施、车辆和控制技术的集成。二、日本交通发展状况日本早在 1973 年就开始了对智能交通系统的研究。发展重点：日本 ITS 规划体系包括先进的导航系统、安全辅助系统、交通管理最优化系统、道路交通管理高效化系统
14、、公交支援系统、车辆运营管理系统、行人诱导系统和紧急车辆支援系统。应用状况：日本的 ITS 主要应用在交通信息提供、电子收费、公共交通、商业车辆管理以及紧急车辆优先等方面。目前在日本已有超过 1800 万人的汽车导航系统用户。投资：日本政府 19961997 年用于 ITS 研究开发的预算为 161 亿日元，用于 ITS 实用化和基础设施建设的预算为 1285 亿日元。1996 年“推进 ITS 总体构想”推出了一个投资预算 7.8 兆日元的 20 年规划。日本走政府与民间企业相互合作的道路，如车辆信息通讯系统(VICS)的运作方式极大地调动了企业的积极性，加速了日本 ITS 的开发与应用。三
15、、中国交通发展状况目前国内相关机构全面准确地掌握整个城市的交通信息，为交通疏导、城市规划等提供实用的数据及解决方案。让交通信息无处不在，在任何地方都能以最恰当的方式为群众提供最有价值的交通信息，这就是智能交通。智能交通（ITS）的研究和推进在我国还处于起步阶段，但 ITS 作为跨世纪的经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视， “十二五”规划更是突出了物联网智能交通的地位。目前在城市智能交通领域，北京、广州走在我国前列。咸阳师范学院 2014 届毕业论文(设计)3北京市智能交通系统建设已取得初步成果。1.31.3 论文研究内容论文研究内容本次研究主要是以公交系统和道路情况为例，采用 Java 语言与 Eclipse 作为开发仿真算法的平台，采用智能交通实现城市交通热区的发现和管理。1.41.4 论文结构论文结构论文共分五章，按以下方式组织：第一章 绪论，首先介绍了论文研究的背景以及国内外无线传感器网络技术研究的现状，其次介绍论文研究的意义及论文
