城市快速路交通運行狀態(tài)評價及預(yù)測方法研究.pdf

1、隨著城市機動車保有量和機動化出行需求激增，城市快速路作為道路交通系統(tǒng)的大動脈，承擔了大量的交通運輸需求。這不僅導(dǎo)致快速路交通擁堵尤為嚴重，還影響了城市道路交通系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮，進一步制約了城市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。為此，針對城市快速路交通擁堵的問題，基于采集的流量、速度、占有率等交通流數(shù)據(jù)資源，綜合運用交通流理論、模糊理論、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等理論與技術(shù)方法，基于定性與定量相結(jié)合、理論與實際相結(jié)合的原則，開展城市快速路交通運行狀態(tài)評價方法、

2、狀態(tài)特征分析方法及狀態(tài)預(yù)測方法研究，是城市快速路交通控制與管理的關(guān)鍵。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴結(jié)合交通流宏觀基本圖和三相位交通流理論，以流量、速度、占有率等參數(shù)為基礎(chǔ)，針對既有模糊聚類方法在快速路交通運行狀態(tài)評價中沒有考慮不同交通流參數(shù)的權(quán)重而產(chǎn)生較大模糊性問題，通過加權(quán)相似性度量方法建立了交通流參數(shù)權(quán)重評價函數(shù)求解其權(quán)重;將交通流參數(shù)權(quán)重引入到模糊c均值聚類方法，構(gòu)建了基于交通流參數(shù)權(quán)重的模糊c均值聚類的交通狀態(tài)評價方法。實

3、證研究結(jié)果表明，本文建立的交通運行狀態(tài)評價方法能夠提高交通運行狀態(tài)評價精度。⑵考慮到快速路交通運行狀態(tài)變化本質(zhì)是由流量、速度、占有率等參數(shù)變化引起的，以流量函數(shù)、速度函數(shù)、占有率函數(shù)為基礎(chǔ)，建立了交通運行狀態(tài)時間函數(shù);根據(jù)交通運行狀態(tài)函數(shù)中不同交通運行狀態(tài)到某一個選定參照點的加權(quán)歐式距離有較大差異的原則，將快速路交通運行狀態(tài)用多個參數(shù)組成的點到一個固定點的加權(quán)歐式距離進行描述，從而提出了“城市快速路交通運行狀態(tài)指數(shù)”指標。實證研究結(jié)果表

4、明，該指數(shù)能夠有效描述交通運行狀態(tài)及狀態(tài)變化情況。⑶根據(jù)變異系數(shù)是描述數(shù)據(jù)分布離散程度的指標，能夠有效識別系統(tǒng)觀測變量數(shù)據(jù)分布離散程度的變化。對一個穩(wěn)定的時間序列而言，時間序列觀測變量值的離散程度比較穩(wěn)定;當時間序列發(fā)生突變時，來自突變前后的數(shù)據(jù)其變異系數(shù)會發(fā)生不同程度改變的原則?；谧儺愊禂?shù)這一特征，通過滑動窗口技術(shù)，構(gòu)建了滑動變異系數(shù)的交通運行狀態(tài)序列突變檢測方法。實證研究結(jié)果表明，該方法能夠有效檢測交通運行狀態(tài)序列發(fā)生的突變。⑷根

5、據(jù)交通運行狀態(tài)序列隨著時間移動呈現(xiàn)出來的變化趨勢特征，將交通運行狀態(tài)變化趨勢細分為波動趨勢、上升趨勢和下降趨勢等三類;利用累積距平方法分析交通運行狀態(tài)變化趨勢特征，并將得到的累積距平值作為輸入數(shù)據(jù)，研究交通運行狀態(tài)序列變化趨勢的相關(guān)性。實證研究結(jié)果表明，交通運行狀態(tài)序列變化趨勢具有高度相關(guān)性特征。⑸考慮到門限自回歸模型是采用分段的線性模型來描述時間序列呈現(xiàn)出的非線性特征，并能體現(xiàn)序列的動態(tài)演化規(guī)律，利用滑動變異系數(shù)方法將交通運行狀態(tài)序列