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基于出租车GPS数据的城市交通运行特性分析
| 论文题名： | 基于出租车GPS数据的城市交通运行特性分析 |
| 关键词： | 城市交通;运行特性;加权复杂网络;GPS轨迹数据;出租车 |
| 摘要： | 伴随我国城市的飞速进步，使得城市人口不断扩增。虽然城市交通的发展方便了居民出行，但它所带来的负面效应同样不容忽视，其中大中型城市的交通拥堵问题不断突出，城市交通事故发生频繁，交通污染对社会环境以及居民健康的危害愈发严重。所以，研究我国城市交通的发展规律与运行特性，采取相应的策略来改善交通运行中的相关问题已成为重中之重。复杂网络是抽象、分析、改善复杂系统的一种重要方法。国内外很多学者都运用复杂网络理论在生命科学、电子信息、社会关系等领域展开研究，取得了丰富的研究成果。近年来，该理论在交通运输领域的应用也逐渐兴起，研究人员通过构建一系列交通网络模型，分析交通运行规律，提出了很多切实有效的改善方案。本文在前人研究的基础上，运用复杂网络方法，对南昌城市交通网络展开深入的研究。 南昌城市交通网络具有显著的动态加权复杂网络特性，要分析它的运行机制，既需要分析它的静态拓扑特性，还要结合交通流量来进一步分析其运行特性。本文基于南昌市出租车GPS数据，经过一系列误差分析和处理，选择最短距离算法使GPS数据与GIS电子地图匹配，并识别保留出行起终点信息，同时将不同聚类分析方法进行对比，选取K-means方法结合人工指定中心对南昌市交通中区进行划分，并建立交通出行OD矩阵。通过构建基于GPS数据的城市交通加权有向复杂网络模型，选取出入度及其联合分布、点强度与边权重、加权距离、加权介数等特征性和聚集性指标完成一系列统计分析，将无权与加权网络、工作日与节假日统计结果相对比，发现城市交通的运行规律，并以此为依据进一步提出一系列相关改善建议以及优化方案。 本文运用复杂网络方法，设计并选取复杂性指标进行统计与分析，可以发现南昌市出租汽车出行网络具有显著的交通网络复杂性特征，小世界和集团化特征较为突出，且平均距离服从幂律分布，点强度分布为大少小多的特点。根据南昌城市交通的运行规律，研究中提出了相关改善建议，对深层次发现城市交通复杂网络运行与演化特性，改进交通管制措施与路网布局起到了一定的理论与实践指导意义。纵使我国现阶段城市交通网络建设成果非凡，但仍存在部分建设性等问题，运用复杂网络理论基于出租车GPS数据对城市交通网络进行分析，为改善交通运行状况提供了新的视角，也为今后城市交通的建设与发展开拓新的思路。 |
| 作者： | 张卓 |
| 专业： | 工业工程 |
| 导师： | 马力;董志贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北农业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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