高速公路交通流量數(shù)學模型與分析.pdf

1、高速公路交通流量迅猛發(fā)展,為了有效地解決交通擁擠、實施監(jiān)控預報以及獲得收費站服務水平狀況,就要對流量數(shù)據(jù)建模分析.在高速公路業(yè)務研究中,時間序列和排隊論都是常用的理論工具.時間序列隨機模型的一個本質(zhì)特征是相鄰觀測值的依賴性,根據(jù)這種依賴性進行分析以達到準確描述數(shù)據(jù)的目的并做出短期預報.隨機服務理論主要研究一類服務系統(tǒng)由于隨機因素(如顧客到達、對顧客的服務時間)的影響而產(chǎn)生的擁擠(排隊)現(xiàn)象.一般情況下,選用的排隊模型為M/M/1或M/M

2、/K,這種排隊系統(tǒng)由于具有馬爾可夫特性而使得計算非常簡單.事實證明這種假設不符合高速公路的交通流數(shù)據(jù)特性.該文運用時間序列理論和排隊論,遵循"數(shù)學分析--理論推導--數(shù)據(jù)實證"的研究路線,對高速公路交通流數(shù)據(jù)進行了有意義的研究,主要工作有:(1)交通流數(shù)據(jù)作為時間序列是動態(tài)的、隨機的,與時間和季節(jié)有著顯著的關系,將交通流量看作一單變量時間序列,具有明顯的周期性和季節(jié)性.將SARIMA季節(jié)模型應用于交通流的建模分析中,以統(tǒng)計軟件S-PLU

3、S作為工具,建立的模型準確地描述了高速公路及收費站的流量狀況,并以置信度α(α=0.95)做出短期預報.(2)高速公路上行駛的車輛依次到達收費站接受服務構成了一個服務系統(tǒng),該論文數(shù)據(jù)采集自單一服務臺的收費站,車輛到達時服務臺若有車輛正在繳費則順次排在后面等候,否則立即接受服務.一般情況下,選用的排隊模型為M/M/1,但是由于前面對流量建模分析得出車輛到達與時間有關,因此這種排隊系統(tǒng)不符合高速公路的交通流數(shù)據(jù).本論文采用G/M/1/∞排隊