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作者簡介
目次
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選擇具備較好應用潛力的手機切換定位技術，依託真實環境移動通信網絡數據，解析切換變化特性規律及其影響因素、建立基站切換選擇概率模型，綜合運用無線通信信號傳播理論、切換控制理論、圖論、概率統計理論、聚類分析、仿真模擬等方法與技術手段提取行程車速，並與車載GPS、歷史交通及線圈交通數據進行比對評估，構建一套完整的流程化技術實現框架體系和理論方法，為城市交通管理部門提供一種新的交通數據提取優勢技術，增強城市交通監測能力。
作者簡介
楊飛，男，1980年生，重慶人，博士生導師、副教授，西南交通大學交通運輸與物流學院交通工程系副主任，主要研究方向為智能交通技術與應用、交通行為理論與實證。2002年畢業于長安大學，公路與城市道路工程專業獲學士學位；2007年畢業於同濟大學，交通運輸規劃與管理專業獲博士學位，師從楊東援教授；2011—2012年在美國威斯康星大學麥迪遜分校（UniversityofWisconsin—Madison）從事博士後研究工作。主持國家自然科學基金項目2項，主持教育部高等學校博士點基金項目1項，主持和參加交通規劃、交通設計、智能交通等橫向課題20多項；在國內外核心期刊、學術會議發表學術論文20多篇，其中SCI、EI檢索10篇；申請發明專利2項，獲得計算機軟件著作權1項。擔任Information—AnInternationalInterdiSCiplinaryJournal、現代交通工程期刊編委工作，擔任國家自然科學基金項目和上海交通大學學報（英文版）、東南大學學報（自然科學版）等期刊的評審專家。主講《交通規劃原理》、《交通需求管理》等核心專業課程，參編教材2部，參加國家級教學名師羅霞教授主持的《交通管理與控制》國家級精品課程建設1門，交通工程國家級特色專業和國家級教學團隊重要成員。目前，已經入選區南交通大學高層次師資計劃資助計劃、四川省高層次人才庫。
目次
序一
序二
前言
第1章 研究概述
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 應用前景
1.4 主要研究內容
1.5 關鍵問題
1.6 研究技術路線
1.7 研究特色與創新點
第2章 基於手機定位技術的行程車速數據采集研究綜述
2.1 手機定位技術的類型與特點
2.1.1 TDOA
2.1.2 A-GPS
2.1.3 結合時間提前量的小區定位技術
2.2 實地測試項目
2.2.1 美國馬裡蘭大學CAPITAL項目（1997年）
2.2.2 美國無線通信公司（2000年）
2.2.3 法國裡昂（2001年）
2.2.4 加拿大Cell-Loc公司（2002年）
2.2.5 德國慕尼黑（2003年）
2.2.6 美國AirSage公司（2003～2005年）
2.2.7 美國馬裡蘭州交通部和Delcan、ITIS公司（2004年）
2.2.8 以色列特拉維夫、ITIS公司（2005年）
2.2.9 加拿大渥太華（2005）
2.2.10 荷蘭North-Brabant省（2005）
2.2.11 美國密蘇裡州交通部和Delcan公司（2005年）
2.2.12 美國堪薩斯城交通管理中心和CellInt公司（2006年）
2.2.13 美國明尼蘇達州交通部和AirSage公司（2007年）
2.2.14 美國加州大學伯克利分校和諾基亞公司（2008年）
2.3 仿真試驗研究
2.4 總結
第3章 基於手機切換的道路行程車速採樣提取技術原理
3.1 手機切換樣本數據提取
3.2 切換路網標定
3.3 道路匹配
3.4 速度計算
第4章 移動通信相關基礎和理論
4.1 GSM移動通信網絡框架和模塊功能說明
4.1.1 GSM移動通信系統網絡結構和接口
4.1.2 基站子系統
4.1.3 網絡與交換子系統
4.1.4 GSM系統中的區域劃分關係
4.2 移動通信呼叫建立過程
4.2.1 移動台主叫
4.2.2 移動台被呼
4.2.3 位置登記
4.3 切換控制理論
4.3.1 研究概述
4.3.2 切換流程和步驟
4.3.3 切換策略和常用切換準則
4.3.4 切換延遲
4.3.5 目標基站評估與選擇
4.4 移動通信信道的電波傳播理論
4.4.1 陰影效應
4.4.2 移動信道的多徑傳播特性
4.4.3 大尺度路徑損耗
4.4.4 小尺度衰落（快衰落）
第5章 手機切換擾動特性實證與理論研究及其對技術效果的影響
5.1 手機切換特性的實證研究
5.1.1 切換實地測試過程說明
5.1.2 測試道路選擇原則
5.1.3 測試道路情況描述
5.2 道路切換序列變化模式定量研究
5.2.1 序列相似度計算方法
5.2.2 開闊環境中道路上手機的切換特性：城市高架快速路為例
5.2.3 高樓密集環境中道路上的手機切換特性
5.2.4 兩種環境的切換擾動特性對比總結
5.3 切換對路段行程車速採集的影響分析
5.3.1 切換擾動影響道路切換序列標定和手機樣本道路匹配
5.3.2 切換位置的擾動影響切換路段長的確定進而影響計算精度
5.3.3 乒乓切換產生的噪聲數據降低車速計算精度
5.4 移動通信理論對切換擾動的解釋
第6章 考慮切換動態擾動特性的切換路網標定與道路匹配算法
6.1 切換路網標定目的和內容
6.2 切換路網參數標定的前提基礎和難點問題
6.3 切換路網參數標定思路
6.4 切換路網參數標定過程與步驟
6.4.1 由測試得到的切換序列生成切換序列對集合
6.4.2 統計所有測試樣本中各切換序列對發生的次數和概率
6.4.3 生成帶權重的切換路徑有向圖
6.4.4 尋找最大權重路徑
6.4.5 計算最大權重切換路徑相應的切換路段長度
6.5 切換路網參數標定結果分析
6.5.1 城市高架快速路切換路網標定
6.5.2 城市地面主幹道切換路網標定
第7章 手機切換序列干擾特徵分析及數據除噪方法
7.1 除噪關鍵問題解析
7.2 噪聲數據成因、類型和特徵
7.2.1 路側行人手機樣本噪聲數據
7.2.2 相鄰平行道路車載手機樣本噪聲數據
7.2.3 高架重疊道路上下層車載手機樣本互干擾噪聲數據
7.2.4 通信網絡傳輸錯誤噪聲數據
7.3 平行道路情況下的手機切換干擾分析
7.3.1 仿真試驗目的
7.3.2 試驗手段與方法
7.3.3 試驗場景描述和參數配置
7.3.4 仿真結論
7.4 聚類分析概述
7.5 聚類分析除噪方法應用算例分析
7.5.1 採樣實驗道路交通環境說明
7.5.2 數據除噪試算過程
7.5.3 聚類分析結果解釋評估
7.6 小結
第8章 基於手機切換的道路行程車速採集技術效果實證評估分析
8.1 城市高架快速路實證評估
8.1.1 切換路段A（東-西）
8.1.2 切換路段B（東-西）
8.1.3 切換路段C（西-東）
8.1.4 切換路段D（西-東）
8.2 地面主幹道實證評估
8.2.1 切換路段E（東-西）
8.2.2 切換路段F（東-西）
8.3 手機切換數據實證評估分析
8.3.1 樣本量
8.3.2 誤差精度
8.4 小結
第9章 基於移動通信與交通流集成仿真平臺的手機切換技術效果評估
9.1 手機切換位置擾動對行程車速採樣誤差影響
9.1.1 切換擾動及其對採樣行程車速誤差的影響機理
9.1.2 通信仿真試驗思路和車速誤差分析方法
9.1.3 通信仿真場景參數說明與仿真試驗結果
9.1.4 總結
9.2 基於無線通信與交通流集成仿真的手機切換數據平臺構建
9.2.1 構建背景和意義
9.2.2 基於手機切換追蹤的行程車速提取技術的仿真數據平臺構建要求
9.2.3 仿真平臺框架和模塊說明
9.2.4 應用實例與仿真數據分析
9.2.5 總結
9.3 仿真試驗預評估與分析
9.3.1 手機切換模式識別與匹配
9.3.2 切換路段車速誤差分佈
9.3.3 切換路段車速的集成和平滑修正
9.3.4 信息發佈路段樣本量與精度
9.3.5 總結
9.4 交通與通信多種影響因素組合條件下的技術效果仿真評估
9.4.1 仿真試驗說明
9.4.2 不同道路類型、交通狀態以及通話時長下手機切換匹配率分析
9.4.3 切換路段車速誤差分佈
9.4.4 信息發佈路段樣本量與精度
第10章 研究展望
10.1 深化行程車速數據采集的效果評估
10.2 拓展手機定位技術應用于出行行為調查與分析
10.3 新一代移動通信環境下的交通數據提取技術
參考文獻
序二
前言
第1章 研究概述
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 應用前景
1.4 主要研究內容
1.5 關鍵問題
1.6 研究技術路線
1.7 研究特色與創新點
第2章 基於手機定位技術的行程車速數據采集研究綜述
2.1 手機定位技術的類型與特點
2.1.1 TDOA
2.1.2 A-GPS
2.1.3 結合時間提前量的小區定位技術
2.2 實地測試項目
2.2.1 美國馬裡蘭大學CAPITAL項目（1997年）
2.2.2 美國無線通信公司（2000年）
2.2.3 法國裡昂（2001年）
2.2.4 加拿大Cell-Loc公司（2002年）
2.2.5 德國慕尼黑（2003年）
2.2.6 美國AirSage公司（2003～2005年）
2.2.7 美國馬裡蘭州交通部和Delcan、ITIS公司（2004年）
2.2.8 以色列特拉維夫、ITIS公司（2005年）
2.2.9 加拿大渥太華（2005）
2.2.10 荷蘭North-Brabant省（2005）
2.2.11 美國密蘇裡州交通部和Delcan公司（2005年）
2.2.12 美國堪薩斯城交通管理中心和CellInt公司（2006年）
2.2.13 美國明尼蘇達州交通部和AirSage公司（2007年）
2.2.14 美國加州大學伯克利分校和諾基亞公司（2008年）
2.3 仿真試驗研究
2.4 總結
第3章 基於手機切換的道路行程車速採樣提取技術原理
3.1 手機切換樣本數據提取
3.2 切換路網標定
3.3 道路匹配
3.4 速度計算
第4章 移動通信相關基礎和理論
4.1 GSM移動通信網絡框架和模塊功能說明
4.1.1 GSM移動通信系統網絡結構和接口
4.1.2 基站子系統
4.1.3 網絡與交換子系統
4.1.4 GSM系統中的區域劃分關係
4.2 移動通信呼叫建立過程
4.2.1 移動台主叫
4.2.2 移動台被呼
4.2.3 位置登記
4.3 切換控制理論
4.3.1 研究概述
4.3.2 切換流程和步驟
4.3.3 切換策略和常用切換準則
4.3.4 切換延遲
4.3.5 目標基站評估與選擇
4.4 移動通信信道的電波傳播理論
4.4.1 陰影效應
4.4.2 移動信道的多徑傳播特性
4.4.3 大尺度路徑損耗
4.4.4 小尺度衰落（快衰落）
第5章 手機切換擾動特性實證與理論研究及其對技術效果的影響
5.1 手機切換特性的實證研究
5.1.1 切換實地測試過程說明
5.1.2 測試道路選擇原則
5.1.3 測試道路情況描述
5.2 道路切換序列變化模式定量研究
5.2.1 序列相似度計算方法
5.2.2 開闊環境中道路上手機的切換特性：城市高架快速路為例
5.2.3 高樓密集環境中道路上的手機切換特性
5.2.4 兩種環境的切換擾動特性對比總結
5.3 切換對路段行程車速採集的影響分析
5.3.1 切換擾動影響道路切換序列標定和手機樣本道路匹配
5.3.2 切換位置的擾動影響切換路段長的確定進而影響計算精度
5.3.3 乒乓切換產生的噪聲數據降低車速計算精度
5.4 移動通信理論對切換擾動的解釋
第6章 考慮切換動態擾動特性的切換路網標定與道路匹配算法
6.1 切換路網標定目的和內容
6.2 切換路網參數標定的前提基礎和難點問題
6.3 切換路網參數標定思路
6.4 切換路網參數標定過程與步驟
6.4.1 由測試得到的切換序列生成切換序列對集合
6.4.2 統計所有測試樣本中各切換序列對發生的次數和概率
6.4.3 生成帶權重的切換路徑有向圖
6.4.4 尋找最大權重路徑
6.4.5 計算最大權重切換路徑相應的切換路段長度
6.5 切換路網參數標定結果分析
6.5.1 城市高架快速路切換路網標定
6.5.2 城市地面主幹道切換路網標定
第7章 手機切換序列干擾特徵分析及數據除噪方法
7.1 除噪關鍵問題解析
7.2 噪聲數據成因、類型和特徵
7.2.1 路側行人手機樣本噪聲數據
7.2.2 相鄰平行道路車載手機樣本噪聲數據
7.2.3 高架重疊道路上下層車載手機樣本互干擾噪聲數據
7.2.4 通信網絡傳輸錯誤噪聲數據
7.3 平行道路情況下的手機切換干擾分析
7.3.1 仿真試驗目的
7.3.2 試驗手段與方法
7.3.3 試驗場景描述和參數配置
7.3.4 仿真結論
7.4 聚類分析概述
7.5 聚類分析除噪方法應用算例分析
7.5.1 採樣實驗道路交通環境說明
7.5.2 數據除噪試算過程
7.5.3 聚類分析結果解釋評估
7.6 小結
第8章 基於手機切換的道路行程車速採集技術效果實證評估分析
8.1 城市高架快速路實證評估
8.1.1 切換路段A（東-西）
8.1.2 切換路段B（東-西）
8.1.3 切換路段C（西-東）
8.1.4 切換路段D（西-東）
8.2 地面主幹道實證評估
8.2.1 切換路段E（東-西）
8.2.2 切換路段F（東-西）
8.3 手機切換數據實證評估分析
8.3.1 樣本量
8.3.2 誤差精度
8.4 小結
第9章 基於移動通信與交通流集成仿真平臺的手機切換技術效果評估
9.1 手機切換位置擾動對行程車速採樣誤差影響
9.1.1 切換擾動及其對採樣行程車速誤差的影響機理
9.1.2 通信仿真試驗思路和車速誤差分析方法
9.1.3 通信仿真場景參數說明與仿真試驗結果
9.1.4 總結
9.2 基於無線通信與交通流集成仿真的手機切換數據平臺構建
9.2.1 構建背景和意義
9.2.2 基於手機切換追蹤的行程車速提取技術的仿真數據平臺構建要求
9.2.3 仿真平臺框架和模塊說明
9.2.4 應用實例與仿真數據分析
9.2.5 總結
9.3 仿真試驗預評估與分析
9.3.1 手機切換模式識別與匹配
9.3.2 切換路段車速誤差分佈
9.3.3 切換路段車速的集成和平滑修正
9.3.4 信息發佈路段樣本量與精度
9.3.5 總結
9.4 交通與通信多種影響因素組合條件下的技術效果仿真評估
9.4.1 仿真試驗說明
9.4.2 不同道路類型、交通狀態以及通話時長下手機切換匹配率分析
9.4.3 切換路段車速誤差分佈
9.4.4 信息發佈路段樣本量與精度
第10章 研究展望
10.1 深化行程車速數據采集的效果評估
10.2 拓展手機定位技術應用于出行行為調查與分析
10.3 新一代移動通信環境下的交通數據提取技術
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