基于卡爾曼濾波的長江武漢大橋段交通流預報.pdf

1、隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略的提出和貿(mào)易全球化的推進，水上運輸業(yè)務(wù)將會變得愈加繁忙，同時對海事監(jiān)管部門的工作也提出更高的要求、帶來了更加嚴酷的挑戰(zhàn)。船舶交通流預報研究作為交通運輸工程的重要研究內(nèi)容和研究熱點，對航道未來規(guī)劃和港口航道助航設(shè)施的布設(shè)以及研究宏觀經(jīng)濟走勢都具有重要的參考價值。文章在當前船舶交通流研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他領(lǐng)域的經(jīng)驗和方法，通過對長江武漢大橋段實際交通流的預報研究，給出了一個科學、合理、準確的預報方法，同時對該段交通流

2、的特性進行分析和預報。
　　首先，文章介紹了船舶交通流理論、交通流特性及船舶交通流預報的評價指標，形成了船舶交通流分析體系，給出了卡爾曼濾波理論、擴展卡爾曼濾波算法和結(jié)合多新息理論改進的多新息擴展卡爾曼濾波方法，揭示了卡爾曼濾波的預測原理和預測過程。然后，文章利用統(tǒng)計學的方法從船舶長度分布、船舶速度分布、船舶數(shù)量分布三個方面分析了長江武漢大橋段船舶交通流的特性。研究發(fā)現(xiàn)長江各截面船舶交通流相關(guān)性較弱，難以通過不同截面交通流數(shù)據(jù)進行

3、預報;同時，該段交通流船舶長度及船舶速度分布符合正態(tài)分布規(guī)律，并給出了各長度范圍內(nèi)船舶數(shù)量的概率分布圖。最后，文章利用卡爾曼濾波算法和多新息擴展卡爾曼算法分別對長江武漢大橋段每月日均船舶交通流和每日實時船舶交通流進行預報分析。
　　文章通過比對預報數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)多新息擴展卡爾曼濾波算法可以有效的對長江武漢大橋段船舶交通流進行預報，改進后的算法在預報穩(wěn)定性和預報精度上都有較明顯提升。多新息擴展卡爾曼濾波算法對每月日均船舶交通流