高速公路交通流混沌特性分析及其在流量預(yù)測中的應(yīng)用.pdf

1、對高速公路交通流量實時準(zhǔn)確的預(yù)測是制定合理的交通管理調(diào)控方案,有效地誘導(dǎo)出行者合理選擇行駛道路的重要前提。高速公路系統(tǒng)是個復(fù)雜的開放系統(tǒng),其交通流表現(xiàn)出周期性和不確定性共存的特性,而這恰恰正是以非線性和自相似性為特征的混沌系統(tǒng)的具體體現(xiàn)。因此,本文引入混沌理論對高速公路交通流特性進行研究,建立混沌預(yù)測模型,提高高速公路交通流量預(yù)測精度,進而提升對高速公路的誘導(dǎo)調(diào)控能力。
　　本文在分析高速公路交通流混沌特性的基礎(chǔ)上,通過重構(gòu)相空間

2、,建立高速公路短時流量預(yù)測模型對高速公路交通流量進行預(yù)測。本文的具體研究工作總結(jié)如下:
　　①高速公路交通流混沌特性的識別及其關(guān)聯(lián)性的分析。首先利用最大Lyapunov指數(shù)法和關(guān)聯(lián)維數(shù)法分別驗證了高速公路交通流量、速度和占有率時間序列的混沌特性;然后分析了高速公路交通流各參數(shù)的混沌關(guān)聯(lián)性,為第五章建立多參數(shù)預(yù)測模型的研究提供前提支撐。
　?、卺槍芏辔墨I都一直規(guī)避的基于最大 Lyapunov指數(shù)的混沌預(yù)測會出現(xiàn)兩個預(yù)測值的問

3、題引入馬爾科夫鏈改進最大Lyapunov指數(shù)的混沌預(yù)測方法。改進的方法將時間序列的斜率作為狀態(tài)變量,并根據(jù)馬爾科夫鏈建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣,進而判定預(yù)測值演化方向。
　　③高速公路交通流系統(tǒng)是個復(fù)雜的混沌系統(tǒng),僅用流量時間序列重構(gòu)相空間不一定能勾勒出系統(tǒng)完整的混沌特性。針對這種情況,本文首先根據(jù) Bayes估計理論將高速公路速度和占有率時間序列融合到一個新的相空間,該相空間包涵了速度和占有率的混沌特性;然后以流量相空間的相點作為基礎(chǔ)重構(gòu)