城市道路交通流分形特性研究.pdf

1、交通流是個復雜的混沌系統，經過假設后建立的線性模型，較難準確描述混沌交通流的特征。為解決復雜交通流系統中不確定因素較多帶來的交通流特征研究困難等問題，本文引入了復雜系統中的分形理論。分形理論是復雜系統中非線性理論之一，為復雜系統提供了強有力的系統描述工具，其在數據處理具有穩(wěn)定性高等優(yōu)點。論文通過建立交通流分形研究指標及方法體系，進行交通流分形特性的研究;并針對交通流在時間、空間及節(jié)假日方面的分形特性展開研究，得到交通流特性變化規(guī)律，為交

2、通流管控工作提供參考。論文主要內容包括以下方面。
　　(1)通過對交通流中存在的分形現象進行分析，與分形理論中各分形特性相結合，建立交通流分形特性指標;針對交通流分形特性中局部不均勻分布規(guī)律分析不足的情況，引入了多重分形指標;結合各項指標，構建交通流分形特性研究指標體系，為分形算法和實際交通流數據分析奠定基礎。
　　(2)現有分形算法在交通流應用中存在不足:重標極差法不能較好分析時變的交通流;缺乏穩(wěn)定的交通流無標度區(qū)間識別方

3、法;交通流多重分形研究中，未考慮無標度區(qū)間對計算結果的影響。針對上述算法中的不足進行改進，分別為:引入移動時間窗數據處理技術，改進重標極差法;通過分析交通流特點和傳統分形無標度區(qū)間算法特點，提出交通流分形無標度區(qū)間識別算法;在多重分形算法中加入合適的無標度區(qū)間識別步驟，完善多重分形算法。這些算法與分形指標一一對應，從而建立了分形研究算法體系。
　　(3)采用實際交通流數據，對交通流分形特性展開研究。結合交通流數據處理技術、采用基于

4、交通流特點而建立的分形算法，對交通流分形指標體系中各指標進行計算。通過結果分析，探索分形特性與實際交通現象之間存在的關系，從而明確各分形特性的物理意義。
　　(4)針對實際道路交通流的一周內各天、二環(huán)內外環(huán)路段空間和國慶節(jié)假日三種案例場景，應用本文提出的分析方法對交通流分形特性進行研究;通過各個分形指標的變化情況，研究交通流在時間、空間及國慶節(jié)假日的變化規(guī)律;通過各個指標相互之間的關聯關系，進一步探索各交通流現象之間的關系，為交通