城市道路偶发性拥堵检测可为交通诱导、应急处理等提供支持和参考,有助于提高现代交通管理和服务水平。城市道路偶发性拥堵具有偶然性,发生的时间、地点不确定,现有的算法主要用于高速路,在城市道路偶发性拥堵检测方面难以取得满意的效果。近年来智能交通领域积累了海量的公交车GPS数据,这些数据覆盖面积广、实时性高、维护成本低和可靠性高,包含丰富的道路交通拥堵信息,反映了道路交通拥堵的变化过程,可为其偶发性拥堵检测提供支持。但如何利用这些数据检测城市道路偶发性拥堵,目前还缺乏有效的研究。因此,论文以海量公交车GPS数据为基础,研究如何检测发生在城市道路上的偶发性交通拥堵。论文首先分析道路交通状态的历史情况,然后分析道路交通状态的实时变化趋势,结合历史情况和实时变化趋势,以检测城市道路偶发性拥堵,并进行相应的软件系统开发实现工作。因此,论文主要研究了以下3点内容:①研究了基于公交车GPS数据的城市道路偶发性拥堵检测系统体系结构,将主要工作划分为若干模块,明确各模块的主要内容和各模块之间的关系;并在最后开发和实现基于公交车GPS数据的城市道路偶发性拥堵检测系统。②研究了如何利用海量公交车GPS历史数据分析道路交通状态规律的技术:定义“路段延误时间指数”用以表征道路交通状态;针对交通偶发性拥堵的相对性和情景性的特点,提出基于T-检验的K-均值自适应聚类算法进行道路交通状态模式识别;引入“四分位差”的方法明确区分交通平常状态与偶发性拥堵;③研究了道路交通状态实时变化趋势分析与偶发性拥堵检测的技术。针对单一的瞬时速度不完全可靠的特点,提取了4个速度参数用以表征道路交通实时状态;引入CVA(Canonical Variate Analysis,规范变量分析)算法用于检测偶发性拥堵:分析道路交通状态的实时变化趋势,通过比较交通状态实时变化趋势与历史阈值,从而实现偶发性拥堵的检测。在软件系统实现的基础上,利用实际公交车GPS数据进行测试。测试结果表明,该系统不仅能实现城市道路偶发性拥堵的检测,在误报率低于35%的情况下,检测率达到90%,平均检测时间为3.2分钟,能取得较为满意的效果,可为城市道路交通管理和服务提供支持,具有实用意义。