智慧高速大數據應用：ETC大數據賦能智能駕駛車路協同

目錄

第1章高速公路ETC拓展服務智能駕駛車路協同概述

1.1高速公路ETC系統發展現狀

1.1.1高速公路ETC系統的定義與組成

1.1.2高速公路ETC系統在我國的發展歷程

1.1.3高速公路ETC系統的優勢特點

1.2智能駕駛技術興起背景

1.2.1智能駕駛概念界定

1.2.2智能駕駛發展歷程與現狀

1.2.3智能駕駛面臨的機遇與挑戰

1.3高速公路車路協同的提出與意義

1.3.1車路協同的內涵解析

1.3.2高速公路車路協同的意義

1.3.3高速公路ETC系統在車路協同中的潛力

1.4本書的研究內容

1.4.1研究目標

1.4.2研究內容

1.5本章小結

第2章ETC數據質量提升關鍵技術研究

2.1ETC數據概況與車路協同應用需求分析

2.1.1ETC系統數據異常的表現形式

2.1.2ETC數據異常對智慧高速發展的影響

2.2高速公路ETC數據特征分析

2.2.1收費站數據異常特征

2.2.2ETC門架數據異常特征

2.2.3全路網拓撲數據異常特征

2.2.4車輛ETC交易異常特征

2.3ETC異常數據智能檢測方法

2.3.1異常檢測模型構建

2.3.2改進型動態時間規整算法

2.3.3算法性能評估與應用

2.4ETC漏交易數據智能修復方法

2.4.1ETC漏交易的修復思路

2.4.2漏交易修復模型構建

2.4.3基於隨機森林的通行時間預測

2.4.4模型性能評估與應用

2.5本章小結

第3章ETC設施運行保障關鍵技術研究

3.1ETC門架設備異常對車路協同服務的影響

3.1.1ETC門架在系統中的重要作用

3.1.2門架設備異常的主要表現與成因

3.2門架位置自動校正技術研究

3.2.1融合車輛定位數據的校正思路

3.2.2基於約束的航位推算模型

3.2.3門架定位融合卡爾曼濾波算法

3.3ETC門架設備故障智能診斷技術研究

3.3.1故障診斷問題的形式化描述

3.3.2融合註意力機制的圖卷積故障診斷模型

3.3.3模型性能評估與應用

3.4本章小結

第4章ETC數據驅動的路況智能感知技術研究

4.1ETC數據在交通態勢感知中的價值

4.1.1ETC數據的海量規模與實時性

4.1.2ETC數據對路況描述的多維性

4.2融合ETC數據的動態車速測算模型

4.2.1門架交易數據的車速轉換原理

4.2.2考慮服務區因素的全程速度還原

4.2.3車速異常的統計識別算法

4.3區段車速時空預測技術研究

4.3.1車速時空相關性的特征提取

4.3.2融合CNN與雙向LSTM的預測框架

4.3.3多時空尺度的加權集成預測

4.4基於ETC數據的駕駛行為分析與評估

4.4.1結合粒計算的行為危險評估模型

4.4.2基於評估結果的安全預警應用

4.5本章小結

第5章基於ETC的超視距感知關鍵技術研究

5.1超視距感知對智能駕駛安全的現實意義

5.1.1智能駕駛面臨的感知盲區挑戰

5.1.2超視距感知的安全效益分析

5.2ETC系統助力超視距感知的應用潛力分析

5.2.1ETC系統規模與數據價值

5.2.2基於ETC的超視距感知優勢

5.2.3基於ETC超視距感知的應用場景

5.3ETC數據驅動的在途車輛多維感知建模

5.3.1車輛通行速度智能感知模型

5.3.2前向低速車輛感知算法設計

5.3.3車輛融合定位模型

5.4基於ETC的異常車輛感知技術

5.4.1車輛潛在交會時間分析

5.4.2車流量維度下的速度特征分析

5.4.3車輛類型特征分析

5.4.4異常車輛識別區的劃分

5.4.5異常車輛判別方法

5.5基於ETC的異常車輛感知實驗分析

5.5.1異常車輛判別方法實驗分析

5.5.2響應時延性能分析

5.6本章小結

第6章ETC拓展智能駕駛車路協同整體方案設計

6.1總體架構設計與層次劃分

6.1.1智慧車路協同系統的總體架構

6.1.2分層遞進式的系統設計思路

6.2雲邊端多層次智能化部署方案

6.2.1雲端智能： 大數據驅動的全局優化決策

6.2.2邊緣智能： 面向區域協同的實時感知計算

6.2.3端側智能： 面向車路單元的自治感知決策

6.3內外部系統接口設計與數據流分析

6.3.1內部接口規範與數據流運行機制

6.3.2外部系統的數據接入和融合方式

6.4典型應用場景部署試點方案設計

6.4.1收費站智能車道管控與協同

6.4.2多車道編隊行駛與協同控制

6.5本章小結

第7章ETC車路協同仿真系統構建與驗證

7.1ETC仿真平臺構建的必要性

7.1.1車路協同對仿真平臺的需求

7.1.2ETC系統建設對仿真技術的依賴

7.2ETC仿真系統總體架構設計

7.2.1系統設計目標

7.2.2系統架構組成

7.3面向仿真的ETC關鍵數據特征分析

7.3.1ETC數據的時空分布特性

7.3.2基於車型和路段的車速分布特征

7.4支撐並行仿真的多任務調度方法

7.4.1調度問題的時間與空間約束建模

7.4.2改進的最小時間代價匹配調度算法

7.5引入主動交通管理的仿真車流控制策略

7.5.1基於關鍵路段識別的動態流量配額

7.5.2車流優化調度的全局協同控制流程

7.6本章小結

第8章全書總結與展望

8.1研究工作總結

8.2主要創新點與貢獻

8.3未來展望與進一步研究方向

參考文獻