城市道路交通流分形特性研究.pdf

1、交通流是個(gè)復(fù)雜的混沌系統(tǒng)，經(jīng)過假設(shè)后建立的線性模型，較難準(zhǔn)確描述混沌交通流的特征。為解決復(fù)雜交通流系統(tǒng)中不確定因素較多帶來的交通流特征研究困難等問題，本文引入了復(fù)雜系統(tǒng)中的分形理論。分形理論是復(fù)雜系統(tǒng)中非線性理論之一，為復(fù)雜系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的系統(tǒng)描述工具，其在數(shù)據(jù)處理具有穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。論文通過建立交通流分形研究指標(biāo)及方法體系，進(jìn)行交通流分形特性的研究;并針對交通流在時(shí)間、空間及節(jié)假日方面的分形特性展開研究，得到交通流特性變化規(guī)律，為交

2、通流管控工作提供參考。論文主要內(nèi)容包括以下方面。
　　(1)通過對交通流中存在的分形現(xiàn)象進(jìn)行分析，與分形理論中各分形特性相結(jié)合，建立交通流分形特性指標(biāo);針對交通流分形特性中局部不均勻分布規(guī)律分析不足的情況，引入了多重分形指標(biāo);結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建交通流分形特性研究指標(biāo)體系，為分形算法和實(shí)際交通流數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。
　　(2)現(xiàn)有分形算法在交通流應(yīng)用中存在不足:重標(biāo)極差法不能較好分析時(shí)變的交通流;缺乏穩(wěn)定的交通流無標(biāo)度區(qū)間識別方

3、法;交通流多重分形研究中，未考慮無標(biāo)度區(qū)間對計(jì)算結(jié)果的影響。針對上述算法中的不足進(jìn)行改進(jìn)，分別為:引入移動時(shí)間窗數(shù)據(jù)處理技術(shù)，改進(jìn)重標(biāo)極差法;通過分析交通流特點(diǎn)和傳統(tǒng)分形無標(biāo)度區(qū)間算法特點(diǎn)，提出交通流分形無標(biāo)度區(qū)間識別算法;在多重分形算法中加入合適的無標(biāo)度區(qū)間識別步驟，完善多重分形算法。這些算法與分形指標(biāo)一一對應(yīng)，從而建立了分形研究算法體系。
　　(3)采用實(shí)際交通流數(shù)據(jù)，對交通流分形特性展開研究。結(jié)合交通流數(shù)據(jù)處理技術(shù)、采用基于

4、交通流特點(diǎn)而建立的分形算法，對交通流分形指標(biāo)體系中各指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。通過結(jié)果分析，探索分形特性與實(shí)際交通現(xiàn)象之間存在的關(guān)系，從而明確各分形特性的物理意義。
　　(4)針對實(shí)際道路交通流的一周內(nèi)各天、二環(huán)內(nèi)外環(huán)路段空間和國慶節(jié)假日三種案例場景，應(yīng)用本文提出的分析方法對交通流分形特性進(jìn)行研究;通過各個(gè)分形指標(biāo)的變化情況，研究交通流在時(shí)間、空間及國慶節(jié)假日的變化規(guī)律;通過各個(gè)指標(biāo)相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)一步探索各交通流現(xiàn)象之間的關(guān)系，為交通