城市快速路交通運行狀態(tài)評價及預測方法研究.pdf

1、隨著城市機動車保有量和機動化出行需求激增，城市快速路作為道路交通系統(tǒng)的大動脈，承擔了大量的交通運輸需求。這不僅導致快速路交通擁堵尤為嚴重，還影響了城市道路交通系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮，進一步制約了城市經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。為此，針對城市快速路交通擁堵的問題，基于采集的流量、速度、占有率等交通流數據資源，綜合運用交通流理論、模糊理論、數據挖掘技術等理論與技術方法，基于定性與定量相結合、理論與實際相結合的原則，開展城市快速路交通運行狀態(tài)評價方法、

2、狀態(tài)特征分析方法及狀態(tài)預測方法研究，是城市快速路交通控制與管理的關鍵。
　　本研究主要內容包括：⑴結合交通流宏觀基本圖和三相位交通流理論，以流量、速度、占有率等參數為基礎，針對既有模糊聚類方法在快速路交通運行狀態(tài)評價中沒有考慮不同交通流參數的權重而產生較大模糊性問題，通過加權相似性度量方法建立了交通流參數權重評價函數求解其權重;將交通流參數權重引入到模糊c均值聚類方法，構建了基于交通流參數權重的模糊c均值聚類的交通狀態(tài)評價方法。實

3、證研究結果表明，本文建立的交通運行狀態(tài)評價方法能夠提高交通運行狀態(tài)評價精度。⑵考慮到快速路交通運行狀態(tài)變化本質是由流量、速度、占有率等參數變化引起的，以流量函數、速度函數、占有率函數為基礎，建立了交通運行狀態(tài)時間函數;根據交通運行狀態(tài)函數中不同交通運行狀態(tài)到某一個選定參照點的加權歐式距離有較大差異的原則，將快速路交通運行狀態(tài)用多個參數組成的點到一個固定點的加權歐式距離進行描述，從而提出了“城市快速路交通運行狀態(tài)指數”指標。實證研究結果表

4、明，該指數能夠有效描述交通運行狀態(tài)及狀態(tài)變化情況。⑶根據變異系數是描述數據分布離散程度的指標，能夠有效識別系統(tǒng)觀測變量數據分布離散程度的變化。對一個穩(wěn)定的時間序列而言，時間序列觀測變量值的離散程度比較穩(wěn)定;當時間序列發(fā)生突變時，來自突變前后的數據其變異系數會發(fā)生不同程度改變的原則。基于變異系數這一特征，通過滑動窗口技術，構建了滑動變異系數的交通運行狀態(tài)序列突變檢測方法。實證研究結果表明，該方法能夠有效檢測交通運行狀態(tài)序列發(fā)生的突變。⑷根

5、據交通運行狀態(tài)序列隨著時間移動呈現(xiàn)出來的變化趨勢特征，將交通運行狀態(tài)變化趨勢細分為波動趨勢、上升趨勢和下降趨勢等三類;利用累積距平方法分析交通運行狀態(tài)變化趨勢特征，并將得到的累積距平值作為輸入數據，研究交通運行狀態(tài)序列變化趨勢的相關性。實證研究結果表明，交通運行狀態(tài)序列變化趨勢具有高度相關性特征。⑸考慮到門限自回歸模型是采用分段的線性模型來描述時間序列呈現(xiàn)出的非線性特征，并能體現(xiàn)序列的動態(tài)演化規(guī)律，利用滑動變異系數方法將交通運行狀態(tài)序列