簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 徐宏宇
Hsu, Hung-Yu
論文名稱: 以車流模擬模式探討高速公路旅行時間推估所需之客運GPS探針車數
Applying Traffic Flow Simulation Model to Analyze the Numbers of GPS Probe Bus under Freeway Travel Time Estimation
指導教授: 丁國樑
Ting, Kuo-Liang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 電信管理研究所
Institute of Telecommunications Management
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 全球衛星定位系統(GPS)微觀車流模擬探針車旅行時間
外文關鍵詞: probe vehicle, global position system (GPS), microscopic simulation, Travel time
相關次數: 點閱:156下載:1
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  •   先進旅行者資訊系統(Advanced Traveler Information System, ATIS)是智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS)中一重要之子系統,其主要目的在於提供用路人各項交通資訊,而旅行時間(Travel Time)即為其中一項重要之基本資訊。
      目前台灣地區之高速公路上部份路段已裝設有固定式的偵測器以蒐集旅行時間相關資訊,然而並非全線皆有裝設偵測器,因此在進行相關資料蒐集時難免會產生一些漏洞,造成資料蒐集不完全,所幸隨著定位技術快速發展,利用既有之車輛配合定位技術將可以在不耗費龐大的建置成本之下來進行旅行時間相關資料之蒐集。
      本研究利用車流模擬的方式,針對裝設有GPS設備之國道客運車輛行駛於高速公路上之狀況進行模擬並且蒐集其旅行時間相關資料,並且針對(1)不同路段長度、(2)不同交通流量狀況、(3)不同GPS定位時距、(4)不同發車班距等四項因子進行實驗設計,探討利用探針車所蒐集之交通資料進行旅行時間之推算時,個別因子對於旅行時間推算之準確度所造成之影響,並且評估在不同之實驗組合之下所推算之旅行時間是否能達到所要求準確度之標準以及其所需之最小探針車數量為何。
      本研究成果最後獲致結論,利用GPS客運車輛作為探針車來進行旅行時間相關資料之蒐集以及旅行時間推算,是可以達到相當程度之準確度,並且藉由發車班距以及GPS定位時距之調整,在一定範圍之內可以有效增加旅行時間推算之準確度。藉此推斷利用GPS客運車輛作為探針車以進行旅行時間相關資料蒐集和旅行時間之推算是一可行之替代方式。

      ATIS (Advance Travel Information System) is one of the important subsystems of ITS (Intelligent Transportation Systems). The main function of ATIS is providing travelers with all kinds of traffic information, and travel time is the most important one of those traffic information.
      Although most sections of the freeway in Taiwan has already installed detectors to collect travel time data, there is still some place without dectectors. Therefore, it will make the data collection incomplete. Fortunately, following the development of positioning technology, travel time data can be collected by integrating GPS into probe vehicle with less infrastructure cost.
      This research simulates the GPS-equipped buses traveling on the freeway and collects the data on travel time from these buses. Experimental design is used to illustrate how link length, traffic flow, GPS position cycle, and departure interval influences the accuracy of travel time estimation. Then, it evaluates whether the accuracy of each experiment reaches the required criterion, and determines the minimum number of probe vehicles within the required level of accuracy.
      The results show that the accuracy of travel time estimation using the data collected from the probe vehicles can reach a satisfied level. And by adjusting the departure interval and the position cycle of GPS, the accuracy of travel time estimation can be further improved. According to the study result, using the buses equipped with GPS as the probe vehicles and using the data collected by the probe vehicles to estimate travel time is a feasible method.

    摘要............................................I ABSTRACT.......................................II 誌謝..........................................III 目錄............................................V 表目錄........................................VII 圖目錄.......................................VIII 第一章 緒論.....................................1 1.1 研究背景與動機..............................1 1.2 研究目的....................................2 1.3 研究範圍....................................3 1.4 研究流程....................................3 第二章 文獻回顧.................................5 2.1 探針車......................................5 2.1.1 探針車輛定位技術..........................6 2.1.2 GPS系統...................................9 2.2 高速公路旅行時間...........................11 2.2.1 高速公路旅行時間計算方式.................11 2.2.2 GPS探針車影響旅行時間推估準確性之因素....14 2.3 計算最小所需探針車樣本數之方式.............16 2.3.1 統計模式.................................16 2.3.2 速度推估模式.............................17 2.3.3 涵蓋率評估模式...........................18 2.4 小結.......................................19 第三章 研究方法................................20 3.1 車流模擬方式...............................20 3.2 模擬軟體...................................23 3.2.1 PARAMICS簡介.............................23 3.2.2 PARAMICS功能特性.........................24 3.2.3 API介面介紹..............................27 3.2.4 小結.....................................29 3.3 探針車樣本推估流程.........................30 第四章 車流模擬模式............................33 4.1 路網構建...................................33 4.2 API模式建構................................37 4.3 實驗設計...................................39 4.3.1 模擬時間及範圍...........................39 4.3.2 實驗因子設計.............................39 4.4 資料輸出...................................42 4.5 旅行時間計算方式比較.......................43 4.6 模式參數校估...............................45 4.7 模式驗證...................................47 4.7.1 旅行時間常態分配之驗證...................47 4.7.2 旅行時間驗證.............................49 第五章 結果分析................................53 5.1 旅行時間...................................53 5.2 評估指標...................................58 5.3 個別因子之影響.............................60 5.4 個別實驗組合之準確度.......................74 5.5 最小所需探針車數量.........................78 第六章 結論與建議..............................87 6.1 研究結果...................................87 6.2 研究建議...................................88 6.3 後續研究建議...............................89 參考文獻.......................................91

    【中文部份】
    1.李季森,「應用探測車法預測高速公路旅行時間」,國立中央大學土木工程學系碩士論文,民國九十一年。
    2.吳佳峰,「有GPS資訊提供下之車輛旅行時間預估模式之研究」,國立交通大學運輸工程與管理學系碩士論文,民國八十九年。
    3.周義華、陳天賜,「混合車流模擬方法之初步研究」,中國工程學刊,民國七十二年。
    4.許添本,「多車種組合式模組化車流模擬模型之研究」, 行政院國科會專題研究計畫成果報告,民國八十三年。
    5.交通部運輸研究所,「先進式微觀車流模擬器-PARAMICS模擬軟體應用於高速公路與市區道路交控系統整合策略研究」,民國九十一年。
    6.交通部運輸研究所,「先進式微觀車流模擬器-PARAMICS應用於台灣地區發展ITS模擬網路之模式校估測試研究」,民國九十年。
    7.交通部運輸研究所,「2001年公路容量手冊」,民國九十年
    8.李維珊,「連鎖式即時匝道儀控方法論研究」,國立台灣大學土木工程學系碩士論文,民國九十一年
    9.朱松偉,「適應性號誌控制邏輯之微觀分析」,國立台灣大學土木工程學系碩士論文,民國八十年。
    10.陸勇奇,「高速公路車流速度模擬及匝道交通管理--以台中地區為例」,私立東海大學資訊工程與科學系碩士論文,民國九十一年。
    11.張惠汶,「利用公車GPS定位資料推估路段行車速率之研究」,國立交通大學運輸科技與管理學系碩士論文,民國九十年。
    12.羅彬榮,「高速公路路況即時資訊系統之行動通訊需求分析」,國立交通大學交通運輸學系博士論文,民國八十七年。
    13.李俊賢,「在靜態模型中運用傅立葉轉換分析隨機性動態旅行時間之研究」,國立台灣大學土木工程學系博士論文,民國八十五年六月。
    14.邱榖工程顧問公司,「高速公路交通動態資料調查報告」,民國八十四年。
    15.黃正宏,「台灣地區高快速路網先進旅行者資訊系統效益評估之研究」,國立成功大學交通管理學系碩士論文,民國九十五年。
    【英文部份】
    16.Chen, Mei and Steven I. J. Chien “Determining the Number of Probe Vehicles for Freeway Travel Time Estimation by Microscopic Simulation”, Transportation Research Record 1719, Paper NO. 00-1334, (2001)
    17.Fontaine, M. D. and Brian L. Smith “Improving the Effectiveness of Traffic Monitoring Based on Wireless Location Technology”, Virginia Transportation Research Council, Federal Highway Administration, U.S. DOT, Final Report VTRC 05-R17, (2004)
    18.Grol, Rik, Lindveld, Karel, Manfredi, Simonetta, Danech-Pajouh and Mehdi, “DACCORD: On-Line Travel Time Estimation/Prediction Result”, Presented at 6th World Congress on Intelligent Transport Systems, (1999)
    19.Nobuaki OHMORI, Yasunori MUROMACHI, Noboru HARATA and Katsutoshi OHTA, ”Analysis of Day-to-Day Variations of Travel Time Using GPS and GIS”, Traffic and Transportation Studies: Proceedings of ICTTS, Vol.2, pp.1306-1313, (2002)
    20.PARPMICS Modeller V3.0 User guild, (2000)
    21.Sanwal, Kumud K. and Jean Walrand “Vehicles as Probes”, PATH Working Paper, UCB-ITS-PWP-95-11, (1995)
    22.Sen, A., P. V. Thakuriah, X. Q. Zhu and A. Karr “Frequency of Probe Vehicle Reports and Variance of Arterial Link Travel Time Estimates”, Journal of Transportation Engineering, 123 (4), 290-297, (1997)
    23.Smith, Brian L., Han Zhang, Michael D. Fontaine and Matthew W. Green “Wireless Location Technology-Based Traffic Monitoring: Critical Assessment and Evaluation of an Early-Generation System”, Journal of Transportation Engineering, Vol. 130, No.5, ASCE, (2004)
    24.Turner, S. M. and D. J Holdener “Probe Vehicle Sample Sizes for Real-Time Information: The Houston Experience”, Proc., Vehicle Navigation and Information Sys. (VNIS) Conf., IEEE, New York, 3-9, (1995)
    25.Turner, S. M., William L. Eisele, Robert J. Benz, and Douglas J. Holdener “Travel Time Data Collection Handbook –Ch.5 ITS Probe Vehicle Techniques”, Federal Highway Administration, U.S DOT Technical Report, No. FHWA-PL-98-035, (1998)
    26.Ygnace, Jean-Luc, Chris Drane, Y.B. Yim and Renaud de Lacvivier “Travel Time Estimation on the San Francisco Bay Area Network Using Cellular Phones as Probes”, PATH Unpublished Paper, (2000)
    27.Yim, Y.B Youngbin and Randall Cayford “Investigation of vehicles as probes using global positioning system and cellular phone tracking: Field Operational Test”, Rep. NO. UCB-ITS-PWP-2001-9, California PATH Program, Institute of Transportation Studies, Univ. of California at Berkeley, (2000)
    【網站部份】
    28.高速公路局各收費站94年份(365日)交通量及通行費統計表,(http://www.freeway.gov.tw/content/02_05_05_94.htm)
    29.國道高速公路交通資訊系統,(http://1968.nfreeway.gov.tw/)

    下載圖示 校內:2007-08-09公開
    校外:2007-08-09公開
    QR CODE