城市路網(wǎng)交通流分析研究.pdf

1、席卷全球的城市化進程極大地提高了城市生活的速度，以車代步成為現(xiàn)代都市的發(fā)展趨勢，隨之而來的交通矛盾也愈演愈烈。近年來，ITS（智能交通系統(tǒng)）的快速發(fā)展成為解決這一矛盾的主要手段，而其中一個重要的核心部分便是對城市路網(wǎng)中的交通流狀態(tài)進行合理、準(zhǔn)確的分析和估計。 磁性感應(yīng)線圈和裝備有GPS（全球定位系統(tǒng)）的浮動車作為經(jīng)濟有效的交通流檢測手段，被廣泛地采納于城市智能交通領(lǐng)域的研究和實際應(yīng)用。本文將這兩種手段作為主要的交通數(shù)據(jù)來源，首先

2、分別引入了宏觀交通波理論和曲面擬合算法，對上海市的路網(wǎng)交通流狀態(tài)進行了估計分析。 其次，本文著重研究了采用GPS數(shù)據(jù)的交通流分析，提出了一種基于車輛跟蹤的路網(wǎng)交通流計算方法。該方法將浮動車在城市路網(wǎng)中的實時GPS位置點進行動態(tài)連接,形成連續(xù)的行駛軌跡，通過求取這些軌跡的平均行駛速度進而估計路網(wǎng)的整體交通流狀態(tài)。此方法的優(yōu)點在于避免了由于無法準(zhǔn)確獲取車輛在信號交叉口的實際等待時間所造成的對路網(wǎng)交通流分析結(jié)果的影響。 在浮動

3、車行駛軌跡的形成過程中，本文結(jié)合了Pareto多目標(biāo)優(yōu)化理論和模糊集理論進行綜合判定。針對城市路網(wǎng)的實際情況，首先定義了浮動車行駛距離及其所經(jīng)歷的交叉口數(shù)量這兩項優(yōu)化目標(biāo)，通過二維平面上Pareto最優(yōu)解集的篩選以及模糊集上相應(yīng)隸屬度函數(shù)的構(gòu)建和矩陣運算，得到可信度最高的行駛軌跡。 然后，將各浮動車行駛于這些軌跡的平均速度值按不同的長度覆蓋率投射到其所經(jīng)歷的所有道路路段上，并對投射到每條路段上的平均速度值進行合理的整合，從而估計

4、出路網(wǎng)的整體交通流狀態(tài)。 在實現(xiàn)了上述算法的基礎(chǔ)上，本文進一步討論了聯(lián)邦濾波器結(jié)合證據(jù)理論的方法，對采用SCATS檢測環(huán)和GPS浮動車這兩種不同信源的交通流分析方法進行了特征級的信息融合，提高了交通狀態(tài)估計結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。 本文所涉及的交通數(shù)據(jù)獲取、整理、分析、融合和顯示均建立于自行開發(fā)的GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）交通信息處理與顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)將路網(wǎng)交通流的分