Ovaj magistarski rad istražuje procjenu trajanja putovanja pomoću dubinske analize prostorno-vremenskih podataka prikupljenih pomoću vozila s GPS uređajima u urbanim prometnim mrežama. Procjena trajanja putovanja pomoću GPS podataka predstavlja novi pristup, a u ovom su radu istražene urbane prometne mreže koje su složenije od međugradskih cesta ili autoputa. Prikazane su razlike koje nastaju kod korištenja GPS podataka za razliku od podataka prikupljenih pomoću senzora postavljenih uz cestu. Također su pokrivene teme kao što su pridruživanje podatka odgovarajućem cestovnom segmentu, otkrivanje ekstremnih vrijednosti i redukcija varijabilnosti vremena trajanja putovanja. Istražena su tri različita modela (tablica trajanja putovanja, sezonski ARIMA model i model k-najbližih susjeda). Također je pokazano kako model koji često daje najtočnije predviđanje kod međugradskih cesta ili autoputa (kao što je sezonski ARIMA model predstavljen u ovome radu) nije odgovarajući za procjenu trajanja putovanja pomoću GPS podataka u urbanim mrežama. Ovaj je rad pokazao kako je neparametarska regresija k-najbližih susjeda odgovarajući model za GPS podatke u urbanim mrežama. Eksperimentalni je dio izveden na GPS podacima prikupljenim pomoću vozila koja su vozila cestama grada Zagreba. Predloženi model za procjenu trajanja putovanja, neparametarsku regresiju k-najbližih susjeda, je moguće jednostavno integrirati u već postojeći sustav za pronalazak najbržeg puta. Kako model daje dinamički ovisna vremena trajanja putovanja, takve je sustave moguće nadograditi u sustave za pronalaženje najbržih putova koji ovise o vremenu polaska.