基于簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型的城市路況預(yù)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、基于簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型的城市路況預(yù)測(cè)與監(jiān)控技術(shù)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：劉琳指導(dǎo)教師：朱征宇教授專業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一三年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要快速準(zhǔn)確地獲取實(shí)時(shí)路況及預(yù)測(cè)未來(lái)路況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路網(wǎng)中存在的交通擁堵和提前預(yù)知可能存在的擁堵，不僅對(duì)交通管理部門制定有效的交通疏導(dǎo)方案具有重要意義，也為出行者選擇出行路線提供了依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交通管理的基礎(chǔ)。針對(duì)目前路況監(jiān)控研究中

2、幾乎都沒有區(qū)分交叉口與路段的擁堵狀況的現(xiàn)狀，本文采用一種簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型，對(duì)城市道路交通參數(shù)預(yù)測(cè)及路況監(jiān)控進(jìn)行了深入研究，論文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：①提出了一種結(jié)合支持向量機(jī)與卡爾曼濾波的交通參數(shù)單步預(yù)測(cè)組合模型。在分析現(xiàn)有預(yù)測(cè)算法的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，綜合支持向量機(jī)預(yù)測(cè)蘊(yùn)含“歷史交通規(guī)律”與卡爾曼濾波動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)“實(shí)時(shí)交通變化趨勢(shì)”的優(yōu)勢(shì)，提出了基于兩種預(yù)測(cè)算法的組合預(yù)測(cè)。組合方式簡(jiǎn)單直觀：通過(guò)過(guò)去幾個(gè)時(shí)段交通參數(shù)實(shí)測(cè)值與單項(xiàng)預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)值之間

3、的誤差平方和及相關(guān)系數(shù)兩重標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)決定下個(gè)時(shí)段采用何種預(yù)測(cè)方式，具有普適性及較強(qiáng)的穩(wěn)定性。②提出了一種基于支持向量機(jī)與歷史相似序列的交通參數(shù)多步預(yù)測(cè)方法。在預(yù)測(cè)步長(zhǎng)較短的情況下，直接采用基于支持向量機(jī)的多步迭代預(yù)測(cè)；隨著預(yù)測(cè)步長(zhǎng)漸增，為了解決迭代多步預(yù)測(cè)中的誤差累積問題，引入歷史相似值，即從歷史交通數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找與當(dāng)日具有相同變化趨勢(shì)的交通數(shù)據(jù)序列，一定程度上減少了因多步迭代引起的誤差，使多步預(yù)測(cè)誤差增速變緩。③設(shè)計(jì)了一種基于簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型

4、的城市路況計(jì)算方法。針對(duì)簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型中環(huán)道與立交橋被抽象成一個(gè)節(jié)點(diǎn)以及一條路段有不只一個(gè)權(quán)值的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的針對(duì)普通路段、環(huán)道與立交橋各匝道的路況計(jì)算與判別方法。④對(duì)上述提出的交通參數(shù)單步與多步預(yù)測(cè)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析，并實(shí)現(xiàn)了基于簡(jiǎn)化路網(wǎng)模型的路況監(jiān)控與預(yù)測(cè)。首先利用明尼蘇達(dá)德盧斯大學(xué)提供的交通流量數(shù)據(jù)對(duì)本文提出的單步與多步預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并與現(xiàn)有方法進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)表明，單步預(yù)測(cè)組合模型預(yù)測(cè)精度高于各單項(xiàng)預(yù)測(cè)模