本書基于新一代人工智能及記錄高速公路系統內車輛空間移動的時空大數據，從地理學空間流的視角探討高速公路系統內的車輛流動，對于揭示區(qū)域內經濟活動及人口出行的空間分異格局和流動規(guī)律等具有重要的意義。本書遵循“問題聚焦—理論框架—方法步驟—案例應用”的思路組織內容，綜合利用地理信息技術、空間統計、網絡分析、數據挖掘及數學張量等，構建不同的時空聚合分析方法，對高速公路移動大數據進行深入分析，剖析高速公路移動大數據蘊含的各類知識（空間格局、時間過程、關聯關系等），提出“1 個表達模型+2 套聚合模式+4 種聚合方法”的內容體系，并通過多個案例驗證所提出方法的有效性，可為高速公路系統管理、區(qū)域規(guī)劃等提供指導意見和借鑒方向。
新一代人工智能與時空大數據：探索高速公路系統內空間流分析的前沿技術。
地理學視角：從地理學“格局—過程—關系”視角揭示交通活動與人口出行的多樣化時空規(guī)律。
問題導向：按照“問題聚焦—理論框架—方法步驟—案例應用”的邏輯結構，進行系統性研究。
多技術融合：綜合地理信息技術、空間統計、網絡分析、數據挖掘和數學張量等，構建時空聚合分析方法。
深入分析：剖析高速公路移動大數據，挖掘空間格局、時間過程和關聯關系等知識。
創(chuàng)新內容體系：提出“1個表達模型+2套聚合模式+4種聚合方法”的分析框架。
案例驗證：通過多個實際案例，驗證所提出方法的有效性和實用性。
實踐指導：為高速公路系統管理和區(qū)域規(guī)劃提供指導意見和借鑒方向。
高鴻
甘肅天水人，理學博士，蘭州交通大學教師。碩士畢業(yè)于中國科學院大學，本科和博士畢業(yè)于南京師范大學。主要研究方向包括交通地理信息系統、交通大數據建模與分析、時空數據挖掘等。主持省級、校級科研項目2 項，參與國 家級科研項目六項，發(fā)表論文十二篇，其中第 一作者SCI論文四篇。
第 1 章 智慧高速公路的內涵延伸 1
1.1 智慧交通的時空內涵挖掘 . 1
1.1.1 智慧交通的探索式發(fā)展 1
1.1.2 智慧交通的時空內涵 . 2
1.2 智慧高速公路系統的建設方向探討 6
1.2.1 面向智慧規(guī)劃的高速公路系統空間分異研究 6
1.2.2 面向智慧管理的高速公路系統時間演變研究 8
1.2.3 面向環(huán)境協調的高速公路系統關聯響應研究 10
第 2 章 空間移動的記錄數據 12
2.1 移動數據科學的興起 12
2.2 高速公路系統內的移動數據 13
第 3 章 面向智慧交通的高速公路空間流研究緒論 16
3.1 研究背景與意義 16
3.1.1 研究背景 16
3.1.2 研究意義 18
3.2 研究現狀 19
3.2.1 空間流的表達方式研究 19
3.2.2 空間流的分析方法研究 20
3.2.3 高速公路空間流的研究 24
3.2.4 研究現狀述評 25
3.3 研究目標、內容與技術路線 26
3.3.1 研究目標 26
3.3.2 研究內容 26
3.3.3 技術路線 27
第 4 章 高速公路空間流概述 30
4.1 高速公路系統簡介 30
4.1.1 高速公路簡介 30
4.1.2 高速公路系統組成 31
4.2 高速公路空間流的概念剖析 32
4.2.1 高速公路空間流的定義 32
4.2.2 高速公路空間流的基本要素 33
4.2.3 高速公路空間流的主要特點 34
4.3 高速公路空間流的監(jiān)測與數據采集 36
4.3.1 高速公路收費站系統 36
4.3.2 高速公路聯網收費數據 36
4.4 本章小結 38
第 5 章 高速公路空間流多維信息表達模型 39
5.1 高速公路空間流多維信息表達概念模型 39
5.1.1 多維信息表達空間 39
5.1.2 基本表達維度 40
5.2 高速公路空間流多維信息表達邏輯模型 42
5.2.1 維度信息計算及其邏輯組織 42
5.2.2 高速公路空間流信息表達 46
5.3 高速公路空間流多維信息表達的優(yōu)勢 48
5.4 本章小結 49
第 6 章 高速公路空間流聚合分析模式 51
6.1 高速公路空間流聚合的內涵與分析框架 51
6.2 基于位置的高速公路空間流聚合分析模式 . 53
6.2.1 高速公路空間流的位置聚合 53
6.2.2 利用多維信息表達模型進行位置聚合分析的基本模式 54
6.3 基于時間的高速公路空間流聚合分析模式 . 56
6.3.1 高速公路空間流的時間聚合 56
6.3.2 利用多維信息表達模型進行時間聚合分析的基本模式 57
6.4 本章小結 59
第 7 章 基于位置聚合的高速公路空間流地理格局探測 60
7.1 高速公路空間流位置聚合類型 60
7.1.1 基于起止節(jié)點的高速公路空間流聚合簡介 60
7.1.2 基于行駛路徑的高速公路空間流聚合簡介 61
7.1.3 基于節(jié)點連線的高速公路空間流聚合簡介 61
7.2 基于起止節(jié)點的高速公路空間流聚合分析 62
7.2.1 節(jié)點聚合特征生成 62
7.2.2 節(jié)點聚合特征的排序篩選 64
7.3 基于行駛路徑的高速公路空間流聚合分析 67
7.3.1 高速公路空間流行駛路徑的恢復 67
7.3.2 路徑聚合特征生成及應用 68
7.4 基于節(jié)點連線的高速公路空間流聚合分析 72
7.4.1 高速公路空間流的節(jié)點連線相似性度量 72
7.4.2 高速公路空間流的節(jié)點連線聚合分析 73
7.5 實驗案例分析 76
7.5.1 研究區(qū)與實驗數據 76
7.5.2 基于起止節(jié)點聚合的高速公路空間流地理分異表征 78
7.5.3 基于行駛路徑聚合的高速公路交通擁堵探測 87
7.5.4 基于節(jié)點連線聚合的區(qū)域空間聯系揭示 92
7.6 本章小結 95
第 8 章 基于時間聚合的高速公路空間流數量預測 96
8.1 高速公路空間流的張量組織 96
8.1.1 張量的基本定義與操作 96
8.1.2 高速公路空間流張量 97
8.2 基于張量分解的高速公路空間流時間聚合特征提取 99
8.2.1 張量分解簡介 99
8.2.2 時間聚合特征序列的提取 99
8.3 利用時間聚合特征進行高速公路空間流演變分析與數量預測 101
8.3.1 時間聚合特征序列的建�！�101
8.3.2 基于時間聚合特征預測值的張量重構與流量預測 102
8.4 實驗案例分析 103
8.4.1 實驗數據與參數設置 103
8.4.2 時間聚合特征序列的建模與分析 105
8.4.3 高速公路空間流的同步數量預測 109
8.5 本章小結 115
第 9 章 基于位置和時間聚合的高速公路空間流關聯分析 116
9.1 高速公路空間流與地理要素的關聯分析 116
9.1.1 關聯分析的內涵與目的 116
9.1.2 要素關聯關系的探索方式 118
9.2 基于位置聚合的高速公路空間流關聯關系探索 118
9.2.1 區(qū)域聚合特征生成及其與地理要素的匹配 118
9.2.2 靜態(tài)關聯探索分析方法 120
9.3 基于時間聚合的高速公路空間流關聯關系探索 123
9.3.1 時間聚合特征序列生成及其與地理要素的匹配 123
9.3.2 動態(tài)關聯探索分析方法 125
9.4 實驗案例分析 126
9.4.1 基于位置聚合的高速公路空間流與區(qū)域經濟水平關聯分析 126
9.4.2 基于時間聚合的高速公路空間流與空氣污染變化關聯分析 133
9.5 本章小結 141
第 10 章 結論、創(chuàng)新和展望 142
10.1 主要結論 142
10.2 創(chuàng)新點 144
10.3 研究展望 146
參考文獻 148
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