間斷流速度-密度模型及基于聯(lián)合參數(shù)的交通流狀態(tài)預(yù)測研究.pdf

1、作為交通流基本圖之一，速度―密度關(guān)系能為智能交通的交通流分析和高效的交通管理提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于現(xiàn)代出行方式的改變，城市車流密度隨著車輛數(shù)量的急劇增加而隨之增大，并且受信號(hào)燈等外界因素的影響，車速變化頻繁，導(dǎo)致基于連續(xù)流的速度―密度模型不適用于描述和分析城市間斷流數(shù)據(jù)。另外，基于信息熵理論，和單個(gè)參數(shù)相比，速度―密度模型包含更豐富的交通信息，但是不能實(shí)現(xiàn)交通流預(yù)測，并且已有的短時(shí)交通流預(yù)測都是針對單個(gè)參數(shù)。
　　為此，在分析了大量

2、的城市道路線圈數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，針對間斷流的速度波動(dòng)特征，提出了一種能準(zhǔn)確描述間斷流速度―密度關(guān)系的方法：把速度分割為滿足正態(tài)分布的小數(shù)據(jù)集，取上下兩個(gè)分位數(shù)，并得到所有小數(shù)據(jù)集的兩個(gè)分位數(shù)集，擬合上下兩個(gè)分位數(shù)集，使用得到的上下兩條曲線描述速度取值的上確界和下確界。并根據(jù)已有的交通狀態(tài)劃分研究成果，把速度、密度、占有率值劃分為對應(yīng)的交通狀態(tài)，以降低交通數(shù)據(jù)的突變特征。再結(jié)合速度、密度和占有率三參數(shù)，共(速度,密度)、(速度,占有率)、(密

3、度,占有率)、(速度,密度,占有率)四種聯(lián)合參數(shù)狀態(tài)，作為馬爾科夫鏈預(yù)測模型的狀態(tài)集，對比分析四種聯(lián)合參數(shù)狀態(tài)和單一參數(shù)狀態(tài)對各參數(shù)預(yù)測精確度的影響。
　　通過對長期采集的外車道和內(nèi)車道線圈數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到了不同的上下確界模型，這也驗(yàn)證了外車道和內(nèi)車道具有不同的交通流特征。使用聯(lián)合參數(shù)預(yù)測短時(shí)交通狀態(tài)時(shí)，(速度,密度,占有率)聯(lián)合狀態(tài)有最低的預(yù)測錯(cuò)誤率，表現(xiàn)最好，兩兩參數(shù)結(jié)合的狀態(tài)其次，單一的參數(shù)表現(xiàn)最差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的速