基于移動源數(shù)據(jù)的城市路網(wǎng)行程時間可靠性評價模型與算法.pdf

1、道路運行質量的好壞已經(jīng)成為影響城市功能正常發(fā)揮和城市可持續(xù)發(fā)展的一個全局性問題。目前，路網(wǎng)可靠性作為一種概率型評價指標，在城市道路交通系統(tǒng)運行狀態(tài)評價領域得到了快速發(fā)展。特別是行程時間可靠性評價技術，由于它能夠準確地描述行程時間的波動性，從而得到出行者、政府管理部門和交通專家的廣泛重視，成為路網(wǎng)可靠性研究的熱點問題。同時，移動檢測技術的發(fā)展，為實時、動態(tài)、準確地獲取行程時間數(shù)據(jù)提供了可能。 本文在對移動源數(shù)據(jù)進行分析、挖掘的基礎

2、上，建立了城市路網(wǎng)行程時間可靠性評價模型與算法，從而為我國城市路網(wǎng)的運行狀態(tài)評價提供了一種新的方法。 本文的主要研究成果包括： 1、提出了路段行程時間可靠性評價指標設計的全面性、系統(tǒng)性、實用性原則，分析了現(xiàn)有的路段行程時間可靠性評價指標缺乏對路段功能進行準確界定的缺陷，利用服務水平及其對應的期望行程時間對路段功能進行了準確界定，給出了路段行程時間可靠性評價指標的定義。 2、分別采用正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、伽瑪分布

3、、威布爾分布四種常用的可靠性分析模型，對不同月份、不同日期、不同道路等級的路段在早高峰時段的行程時間的概率密度函數(shù)進行曲線擬合，結果表明：對數(shù)正態(tài)分布的擬合效果最佳。在此基礎上，建立了路段行程時間可靠性評價的“對數(shù)正態(tài)分布可靠性模型（LOGNR）”。 3、分析了交通流量、速度、密度三者之間的關系，結合路段行程時間的分位數(shù)計算，確定了以北京市為代表的我國大城市路網(wǎng)各等級道路可接受的服務水平對應的期望行程時間上限。 4、基于

4、隨機抽樣理論以及正態(tài)總體均值和標準差的區(qū)間估計理論，建立了面向路段行程時間可靠性評價的移動源數(shù)據(jù)樣本量下限數(shù)學模型，并設計了模型求解的啟發(fā)式算法。在此基礎上，計算了典型路段行程時間可靠性評價所需的最小樣本量。 5、針對單一的移動源行程時間數(shù)據(jù)獲取條件，將改進的隨機插補方法與期望最大化（EM）算法相結合，建立了缺失數(shù)據(jù)條件下、基于EM算法的路段行程時間可靠性評價模型的參數(shù)估計方法。在此基礎上，對比了EM算法和基于完全觀測數(shù)據(jù)的極大

5、似然估計（ML）方法、基于隨機插補數(shù)據(jù)的ML方法的效果，證實了EM算法的優(yōu)越性。 6、根據(jù)對數(shù)正態(tài)隨機變量之和的概率分布特性——“當隨機變量服從對數(shù)正態(tài)分布時，對數(shù)正態(tài)隨機變量之和也服從對數(shù)正態(tài)分布”，建立了路徑行程時間可靠性的“對數(shù)正態(tài)和分布可靠性模型（SLOGNR）”。模型分別考慮了路段之間相互獨立和路段相關兩種情況，給出了相應的計算公式。 7、分析了出行者的隨機路徑選擇行為，對Logit路徑選擇模型和算法進行了改進