應(yīng)用微觀交通仿真模型的系統(tǒng)性研究.pdf

1、微觀交通仿真模型是智能交通系統(tǒng)(ITS)在交通影響分析、交通規(guī)劃設(shè)計以及交通預(yù)測領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展的重要工具。隨著ITS的快速發(fā)展和推廣，對建立和評價應(yīng)用微觀交通仿真模型的系統(tǒng)性研究具有重要的意義和迫切需求。作為微觀交通仿真的重要基礎(chǔ)，本文首先對微觀交通仿真模型的體系結(jié)構(gòu)，包括車輛產(chǎn)生模塊、交通需求模塊、交通控制和管理模塊和駕駛行為模塊，進行了分析。進而，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對微觀交通仿真模型的功能實現(xiàn)機理和應(yīng)用框架做了研究。應(yīng)

2、用微觀交通仿真模型的參數(shù)標(biāo)定是應(yīng)用模型建立的關(guān)鍵之一。本文提出采用基于交通狀況和駕駛行為聯(lián)合分析的標(biāo)定體系來標(biāo)定應(yīng)用模型參數(shù)，以解決目前層次化參數(shù)標(biāo)定方法忽視參數(shù)間相關(guān)性以及參數(shù)對模型結(jié)果非線性影響的問題。深入研究了聯(lián)合標(biāo)定體系中的參數(shù)選擇、交通狀況分析、駕駛行為分析以及誤差分析的目的、內(nèi)容和方法。對路徑選擇模塊中的重要參數(shù)包括行程時間、路段通行能力及車輛類型等進行了分析。并以實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了應(yīng)用仿真模型，并采用聯(lián)合標(biāo)

3、定方法標(biāo)定了模型參數(shù)。其結(jié)果顯示，應(yīng)用模型能夠輸出與實測參數(shù)指標(biāo)趨勢一致的近似的時間序列參數(shù)指標(biāo)。本文對應(yīng)用微觀交通仿真模型性能的有效性驗證進行了系統(tǒng)分析。針對經(jīng)典統(tǒng)計方法忽略交通數(shù)據(jù)中自相關(guān)性的問題，對實測數(shù)據(jù)進行了自相關(guān)系數(shù)分析，指出了對于仿真輸出數(shù)據(jù)自相關(guān)性擬合的驗證必要性。提出了基于時間序列譜分析方法的有效性驗證方法。通過從頻域角度對仿真輸出參數(shù)序列的自相關(guān)性和實測參數(shù)序列的自相關(guān)性進行量化和比較來驗證應(yīng)用模型的有效

4、性。提出了結(jié)合定性法，自相關(guān)性分析，基于批組均值法的準(zhǔn)確性和精度雙檢驗以及誤差分析法的四層有效性驗證體系。分析研究了仿真輸出密度-速度動態(tài)關(guān)系驗證的必要性。提出了基于互相關(guān)性的動態(tài)密度-速度關(guān)系的分析和驗證方法。以實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了實測密度和速度間的互相關(guān)系數(shù)以及有時滯時的密度-速度回歸關(guān)系。結(jié)果顯示，密度-速度之間的互相關(guān)性顯著，且滯后幾個時段的速度與當(dāng)前時刻的密度有非常好的相關(guān)性。提出了采用互相關(guān)系數(shù)的置信區(qū)間對仿

5、真輸出的密度-速度關(guān)系進行評價和驗證的方法。提出了基于短期交通量預(yù)測和應(yīng)用微觀交通仿真模型的短時服務(wù)性交通指標(biāo)預(yù)測框架。提出采用小波分析和ARIMA模型的混合模型進行短期交通量預(yù)測?；谡鎸崝?shù)據(jù)的驗證表明預(yù)測的交通量誤差低于10％。在經(jīng)過標(biāo)定和驗證的應(yīng)用仿真模型和預(yù)測的短期交通量基礎(chǔ)上，對路段密度和平均速度進行了仿真預(yù)測。其輸出結(jié)果表明預(yù)測誤差低于12％。最后，就本研究進行了總結(jié)和進一步研究方向進行了簡要的討論。關(guān)鍵詞：