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第1章 研究概述1

1.1 研究背景1

1.2 研究意义3

1.3 应用前景3

1.4 主要研究内容4

1.5 关键问题8

1.6 研究技术路线9

1.7 研究特色与创新点10

第2章 基于手机定位技术的行程车速数据采集研究综述12

2.1 手机定位技术的类型与特点14

2.1.1 TDOA15

2.1.2 A-GPS16

2.1.3 结合时间提前量的小区定位技术16

2.2 实地测试项目17

2.2.1 美国马里兰大学CAPITAL项目（1997年）19

2.2.2 美国无线通信公司（2000年）20

2.2.3 法国里昂（2001年）21

2.2.4 加拿大Cell-Loc公司（2002年）22

2.2.5 德国慕尼黑（2003年）24

2.2.6 美国AirSage公司（2003～2005年）24

2.2.7 美国马里兰州交通部和Delcan、ITIS公司（2004年）24

2.2.8 以色列特拉维夫、ITIS公司（2005年）25

2.2.9 加拿大渥太华（2005）26

2.2.10 荷兰North-Brabant省（2005）27

2.2.11 美国密苏里州交通部和Delcan公司（2005年）29

2.2.12 美国堪萨斯城交通管理中心和CellInt公司（2006年）29

2.2.13 美国明尼苏达州交通部和AirSage公司（2007年）29

2.2.14 美国加州大学伯克利分校和诺基亚公司（2008年）31

2.3 仿真试验研究33

2.4 总结37

第3章 基于手机切换的道路行程车速采样提取技术原理39

3.1 手机切换样本数据提取39

3.2 切换路网标定40

3.3 道路匹配41

3.4 速度计算42

第4章 移动通信相关基础和理论&.44

4.1 GSM移动通信网络框架和模块功能说明44

4.1.1 GSM移动通信系统网络结构和接口44

4.1.2 基站子系统46

4.1.3 网络与交换子系统46

4.1.4 GSM系统中的区域划分关系47

4.2 移动通信呼叫建立过程47

4.2.1 移动台主叫47

4.2.2 移动台被呼48

4.2.3 位置登记48

4.3 切换控制理论48

4.3.1 研究概述49

4.3.2 切换流程和步骤50

4.3.3 切换策略和常用切换准则51

4.3.4 切换延迟52

4.3.5 目标基站评估与选择53

4.4 移动通信信道的电波传播理论54

4.4.1 阴影效应55

4.4.2 移动信道的多径传播特性55

4.4.3 大尺度路径损耗56

4.4.4 小尺度衰落（快衰落）56

第5章 手机切换扰动特性实证与理论研究及其对技术效果的影响58

5.1 手机切换特性的实证研究58

5.1.1 切换实地测试过程说明58

5.1.2 测试道路选择原则59

5.1.3 测试道路情况描述59

5.2 道路切换序列变化模式定量研究61

5.2.1 序列相似度计算方法61

5.2.2 开阔环境中道路上手机的切换特性：城市高架快速路为例62

5.2.3 高楼密集环境中道路上的手机切换特性70

5.2.4 两种环境的切换扰动特性对比总结71

5.3 切换对路段行程车速采集的影响分析72

5.3.1 切换扰动影响道路切换序列标定和手机样本道路匹配72

5.3.2 切换位置的扰动影响切换路段长的确定进而影响计算精度72

5.3.3 乒乓切换产生的噪声数据降低车速计算精度74

5.4 移动通信理论对切换扰动的解释74

第6章 考虑切换动态扰动特性的切换路网标定与道路匹配算法79

6.1 切换路网标定目的和内容79

6.2 切换路网参数标定的前提基础和难点问题81

6.3 切换路网参数标定思路81

6.4 切换路网参数标定过程与步骤83

6.4.1 由测试得到的切换序列生成切换序列对集合84

6.4.2 统计所有测试样本中各切换序列对发生的次数和概率85

6.4.3 生成带权重的切换路径有向图86

6.4.4 寻找最大权重路径87

6.4.5 计算最大权重切换路径相应的切换路段长度87

6.5 切换路网参数标定结果分析88

6.5.1 城市高架快速路切换路网标定88

6.5.2 城市地面主干道切换路网标定93

第7章 手机切换序列干扰特征分析及数据除噪方法98

7.1 除噪关键问题解析98

7.2 噪声数据成因、类型和特征99

7.2.1 路侧行人手机样本噪声数据100

7.2.2 相邻平行道路车载手机样本噪声数据100

7.2.3 高架重叠道路上下层车载手机样本互干扰噪声数据101

7.2.4 通信网络传输错误噪声数据101

7.3 平行道路情况下的手机切换干扰分析101

7.3.1 仿真试验目的102

7.3.2 试验手段与方法102

7.3.3 试验场景描述和参数配置102

7.3.4 仿真结论105

7.4 聚类分析概述106

7.5 聚类分析除噪方法应用算例分析108

7.5.1 采样实验道路交通环境说明108

7.5.2 数据除噪试算过程108

7.5.3 聚类分析结果解释评估111

7.6 小结112

第8章 基于手机切换的道路行程车速采集技术效果实证评估分析113

8.1 城市高架快速路实证评估113

8.1.1 切换路段A（东—西）113

8.1.2 切换路段B（东—西）115

8.1.3 切换路段C（西—东）117

8.1.4 切换路段D（西—东）119

8.2 地面主干道实证评估121

8.2.1 切换路段E（东—西）121

8.2.2 切换路段F（东—西）122

8.3 手机切换数据实证评估分析123

8.3.1 样本量123

8.3.2 误差精度125

8.4 小结127

第9章 基于移动通信与交通流集成仿真平台的手机切换技术效果评估128

9.1 手机切换位置扰动对行程车速采样误差影响129

9.1.1 切换扰动及其对采样行程车速误差的影响机理129

9.1.2 通信仿真试验思路和车速误差分析方法130

9.1.3 通信仿真场景参数说明与仿真试验结果131

9.1.4 总结136

9.2 基于无线通信与交通流集成仿真的手机切换数据平台构建137

9.2.1 构建背景和意义137

9.2.2 基于手机切换追踪的行程车速提取技术的仿真数据平台构建要求139

9.2.3 仿真平台框架和模块说明140

9.2.4 应用实例与仿真数据分析143

9.2.5 总结148

9.3 仿真试验预评估与分析149

9.3.1 手机切换模式识别与匹配149

9.3.2 切换路段车速误差分布151

9.3.3 切换路段车速的集成和平滑修正152

9.3.4 信息发布路段样本量与精度153

9.3.5 总结154

9.4 交通与通信多种影响因素组合条件下的技术效果仿真评估154

9.4.1 仿真试验说明154

9.4.2 不同道路类型、交通状态以及通话时长下手机切换匹配率分析155

9.4.3 切换路段车速误差分布157

9.4.4 信息发布路段样本量与精度162

第10章 研究展望164

10.1 深化行程车速数据采集的效果评估164

10.2 拓展手机定位技术应用于出行行为调查与分析164

10.3 新一代移动通信环境下的交通数据提取技术166

参考文献170