基于收費數(shù)據(jù)的高速公路短時旅行時間模擬及預(yù)測.pdf

1、不論是道路運營人員，還是普通出行者，實時、有效的道路交通狀況（以可量化的旅行時間來表征）都是十分有價值的訊息。本文致力于利用我國高速公路管理公司廣泛存儲、未充分挖掘的收費數(shù)據(jù)，提供實時、精確的旅行時間計算方法，從而省掉金額巨大的“額外”硬件投入。
　　基于收費數(shù)據(jù)計算實時、精確的旅行時間，面臨的難點是:因為收費站多不在主線，求單節(jié)路段旅行時間，只用單節(jié)路段OD收費數(shù)據(jù)，則觀測數(shù)往往不足，旅行時間精度無法保證;而長距離路徑，橫跨幾個

2、收費站，若只用起終收費站OD數(shù)據(jù)，延遲大，樣本量也往往不足，求得的旅行時間時效性和精度更無法保證。經(jīng)引入“瞬時旅行時間”(ITT)、“測量旅行時間”(MTT)概念后，本文追溯本源，把路徑旅行時間模擬問題歸結(jié)為求單節(jié)路段旅行時間。而單節(jié)路段旅行時間又可以分為三段，即車輛駛?cè)胧召M站經(jīng)匝道準(zhǔn)備駛?cè)敫咚俟分骶€的時間、車輛主線行駛時間、車輛駛離高速公路主線進(jìn)入匝道到駛出收費站的時間，分別稱為駛?cè)霑r間、主線時間、駛出時間。從而路徑旅行時間就等于起

3、終收費站對應(yīng)的駛?cè)霑r間、駛出時間加上主線時間，而主線時間由各單節(jié)路段的主線時間疊加構(gòu)成。之所以單列駛出時間的原因是部分收費站易擁堵，從而導(dǎo)致駛出時間激增，因而要單獨計算和預(yù)測，這樣求得的單節(jié)路段主線時間才精確，那么路徑主線時間就精確。駛出時間計算，本文根據(jù)經(jīng)典排隊理論，建立M/G/K排隊模型來計算;駛出時間預(yù)測，經(jīng)統(tǒng)計海量歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合信息熵概念，提出OD穩(wěn)定對模式，最后結(jié)合局部加權(quán)回歸(LWL)，利用組合方法預(yù)測匝道上游到達(dá)率，效果較

4、好。
　　單節(jié)路段旅行時間模擬，面臨觀測數(shù)不足的問題。一方面，需對各周期內(nèi)數(shù)據(jù)過濾，剔除異常值，減少異常值對旅行時間模擬的干擾，因此本文給四分位過濾法和置信區(qū)間過濾法，利用組合思想組合兩算法，其擬合精度更好、更加穩(wěn)健;另一方面，需要從比重大的過境車輛里“挪借”數(shù)據(jù)，本文給出在此單節(jié)路段上下游找合理站點的判斷標(biāo)準(zhǔn)，并分別給出基礎(chǔ)方法和擴(kuò)展算法以“挪借”數(shù)據(jù)。計算單節(jié)路段旅行時間，不同方法“挪借”的“同構(gòu)多源”數(shù)據(jù)，本文給出一套數(shù)據(jù)融