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基于卡尔曼滤波的长江武汉大桥段交通流预报
| 论文题名： | 基于卡尔曼滤波的长江武汉大桥段交通流预报 |
| 关键词： | 船舶交通流;预报分析;卡尔曼滤波算法 |
| 摘要： | 随着我国“一带一路”战略的提出和贸易全球化的推进，水上运输业务将会变得愈加繁忙，同时对海事监管部门的工作也提出更高的要求、带来了更加严酷的挑战。船舶交通流预报研究作为交通运输工程的重要研究内容和研究热点，对航道未来规划和港口航道助航设施的布设以及研究宏观经济走势都具有重要的参考价值。文章在当前船舶交通流研究的基础上，结合其他领域的经验和方法，通过对长江武汉大桥段实际交通流的预报研究，给出了一个科学、合理、准确的预报方法，同时对该段交通流的特性进行分析和预报。 首先，文章介绍了船舶交通流理论、交通流特性及船舶交通流预报的评价指标，形成了船舶交通流分析体系，给出了卡尔曼滤波理论、扩展卡尔曼滤波算法和结合多新息理论改进的多新息扩展卡尔曼滤波方法，揭示了卡尔曼滤波的预测原理和预测过程。然后，文章利用统计学的方法从船舶长度分布、船舶速度分布、船舶数量分布三个方面分析了长江武汉大桥段船舶交通流的特性。研究发现长江各截面船舶交通流相关性较弱，难以通过不同截面交通流数据进行预报;同时，该段交通流船舶长度及船舶速度分布符合正态分布规律，并给出了各长度范围内船舶数量的概率分布图。最后，文章利用卡尔曼滤波算法和多新息扩展卡尔曼算法分别对长江武汉大桥段每月日均船舶交通流和每日实时船舶交通流进行预报分析。 文章通过比对预报数据与实际数据，发现多新息扩展卡尔曼滤波算法可以有效的对长江武汉大桥段船舶交通流进行预报，改进后的算法在预报稳定性和预报精度上都有较明显提升。多新息扩展卡尔曼滤波算法对每月日均船舶交通流预报效果更佳，其中短期交通流预报需要注意对测量噪声和系统噪声的控制，算法对数据的获取和处理方面要求较高。 |
| 作者： | 柳立春 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 刘正江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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