城市路網(wǎng)交通流分析研究.pdf

1、席卷全球的城市化進(jìn)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(shì)，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(gè)重要的核心部分便是對(duì)城市路網(wǎng)中的交通流狀態(tài)進(jìn)行合理、準(zhǔn)確的分析和估計(jì)。 磁性感應(yīng)線圈和裝備有GPS（全球定位系統(tǒng)）的浮動(dòng)車作為經(jīng)濟(jì)有效的交通流檢測(cè)手段，被廣泛地采納于城市智能交通領(lǐng)域的研究和實(shí)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(duì)上海市的路網(wǎng)交通流狀態(tài)進(jìn)行了估計(jì)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(jì)算方法。該方法將浮動(dòng)車在城市路網(wǎng)中的實(shí)時(shí)GPS位置點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)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(jìn)而估計(jì)路網(wǎng)的整體交通流狀態(tài)。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于避免了由于無法準(zhǔn)確獲取車輛在信號(hào)交叉口的實(shí)際等待時(shí)間所造成的對(duì)路網(wǎng)交通流分析結(jié)果的影響。 在浮動(dòng)

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(jìn)行綜合判定。針對(duì)城市路網(wǎng)的實(shí)際情況，首先定義了浮動(dòng)車行駛距離及其所經(jīng)歷的交叉口數(shù)量這兩項(xiàng)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(yùn)算，得到可信度最高的行駛軌跡。 然后，將各浮動(dòng)車行駛于這些軌跡的平均速度值按不同的長(zhǎng)度覆蓋率投射到其所經(jīng)歷的所有道路路段上，并對(duì)投射到每條路段上的平均速度值進(jìn)行合理的整合，從而估計(jì)

4、出路網(wǎng)的整體交通流狀態(tài)。 在實(shí)現(xiàn)了上述算法的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步討論了聯(lián)邦濾波器結(jié)合證據(jù)理論的方法，對(duì)采用SCATS檢測(cè)環(huán)和GPS浮動(dòng)車這兩種不同信源的交通流分析方法進(jìn)行了特征級(jí)的信息融合，提高了交通狀態(tài)估計(jì)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