Ανάδειξη Hot Spot κυκλοφοριακής συμφόρησης σε δεδομένα τροχιάς οχημάτων

Abstract

Η ανάλυση hotspot αποτελεί ένα πρόβλημα αναγνώρισης στατιστικά σημαντικών συστάδων. Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η ανάδειξη οδικών τμήματων με στατιστικά σημαντικές τιμές κυκλοφοριακής συμφόρησης για διαφορετικά χρονικά παράθυρα ανάλυσης, κάνοντας χρήση μεγάλου όγκου δεδομένων τροχιάς οχημάτων. Για την αναγνώριση hotspots, χρησιμοποιήθηκε ο τροποποιημένος στατιστικός δείκτης Getis Ord Gi*, καθώς μπορεί να εφαρμοστεί σε τρισδιάστατα δεδομένα ακμών γράφου. Η σχέση γειτνίασης που επιλέχθηκε για τον υπολογισμό του Gi* z-score είναι το Gaussian Kernel. Για την αναγνώριση hotspots κυκλοφοριακής συμφόρησης, προτείνονται δυο αλγόριθμοι παράλληλοι με δυνατότητα κλιμάκωσης. Στον πρώτο αλγόριθμο, ο δείκτης χωρικής αλληλεξάρτησης υπολογίζεται για κάθε χωρική ενότητα λαμβάνοντας υπόψη το σύνολο της πληροφορίας των μεταγενέστερων ακμών του 3D γράφου που αναπαριστά το οδικό δίκτυο. Αντίθετα, στο δεύτερο αλγόριθμο ο δείκτης χωρικής αλληλεξάρτησης υπολογίζεται για κάθε χωρική ενότητα λαμβάνοντας υπόψη την πληροφορία μόνο των γειτονικών ακμών εντός μιας οριζόμενης από το χρήστη απόστασης. Στόχος είναι η εύρεση της τομής μεταξύ του βέλτιστου χρόνου εκτέλεσης του αλγορίθμου και του αποτελέσματος από άποψη ποιότητας. Οι αλγόριθμοι υλοποιήθηκαν σε Apache Spark και τo deploy του κώδικα πραγματοποιήθηκε μέσω του Google Cloud Platform. Κατά την πειραματική αξιολόγηση του αλγορίθμου, εξάγονται συμπεράσματα για την απόδοση του αλγορίθμου για διαφορετικές παραμέτρους ανάλυσης και το αποτέλεσμα της ανάλυσης για ιστορικά δεδομένα τροχιάς οχημάτων οπτικοποιείται.