面向区域交通运行规律挖掘与出行需求动态演化机理研究

With the continuous expansion of the construction scale of road networks, the number of vehicles in the major cities is increasing. Due to the random distribution of travel trajectories, problems become more and more serious, for instances, congestions of the road network, too large load and short life span of road and bridge structure, high maintenance cost and timely detection of disease.Aiming at the existing problems such as the health status of structures, the mechanism of defects caused by the high coupling degree and traceability problems, this project proposes a multi-disciplinary approach using aggregated data including environment, structure, road network and mobile vehicle detections.It reveals characteristics of roadway coupling conditions by studying regional traffic data co-analysis and knowledge expression method. Excavating the integrated behavior of mobile traffic groups to discover and predict the dynamic changes of road network carrying capacity, and trace the roots of road and bridge damage. Also, it constructs traffic flow evolution mechanism analysis and control methods and master road and bridge load evolution trajectories.This project can provide critical data support for deepen the development of road network structure health monitoring and evaluation technology, promoting the digital maintenance of structures and safety of road and bridge.

随着路网建设规模的不断扩大，各大城市车辆不断增加，由于出行轨迹随机分布，导致路网拥堵、荷载增大以及路桥结构物短寿命、养护成本高、病害发现不及时等特征日趋凸显。本项目针对现有影响结构物健康状态因素多、耦合度高导致的病害（缺陷）机理及产生过程与规律难溯源等科学问题，提出采用交通工程、大数据及物联网等多学科交叉方法，利用所汇聚的环境、结构物、路网和移动车辆检测数据，通过研究区域交通大数据协同分析与知识表达方法，揭示车路耦合条件下的关联特征；挖掘移动交通群体一体化出行行为，发现及预测路网承载力的动态变化规律，追溯路桥损伤根源；构建交通流演化机理解析与调控方法，掌握路桥荷载演化轨迹，为深化路网结构物健康监测与评估技术的发展、推进结构物数字化养护维修及路桥运行安全提供关键数据支撑。

本项目围绕区域一体化公路综合运行状态监测过程中出现的瓶颈、重构等问题，以深化健康监测技术、结构物养护维修发展，保障路桥同行安全作为实现目标。本项目开展了包括区域交通大数据协同分析处理与知识表达方法、移动交通群体出行规律挖掘与预测以及交通流演化机理解析及调控方法三个部分研究，并取得了创新性成果。项目在研究期间研究始终围绕研究计划目标展开，未做出调整。.本项目执行期间，研究取得以下成果：1）围绕异构多源交通大数据，提出了海量数据场景下数据分析与知识表达方法，建立了多模数据之间的语义知识图谱，针对图谱设计了表征及应用解读方法，为路桥运行环境规律演化机理揭示提供了数据支撑；2）围绕移动交通群体一体化出行规律，提出了多模态出行需求联合分析框架，结合路桥运行监测数据，为交通规律及健康维护发展规律耦合分析提供理论解读，为近两年节假日公路网运行分析提供了技术支撑；3）围绕交通流演化机理，提出了路网需求状态辨识方法，解读了多模态交通状态间复杂关联关系及其对于交通系统的演化影响机理，通过交通需求演化分析对宏观调控决策提供了量化建议，为交通系统运行监测与优化技术奠定基础；4）建立了路桥结构健康状态监测平台“路桥云”；5）设计开发了用于区域一体化公路综合运行状态监测的数据服务共享平台——“飞云”平台。6）提出的相关方法作为理论基础，支撑了全国高速路网运行状态研判。