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城市路网动态分区及交通状态划分应用研究
| 论文题名： | 城市路网动态分区及交通状态划分应用研究 |
| 关键词： | 城市路网;动态分区;交通状态划分;归一化割;交通运行特性 |
| 摘要： | 城市私家车保有量的急剧上升使得道路交通无法满足出行者交通需求,导致交通拥堵问题日益严重, 交通拥堵从路段拥堵逐渐演变成区域性拥堵. 对此, 有效地解决异构路网的划分能够实现区域统一的控制诱导,为相关部门决策提供重要依据. 本文研究基于交通运行特性和归一化割(Normalized Cut, NCut)算法, 对路网动态分区算法以及交通状态的划分方法进行讨论,具体研究内容如下. 针对城市路网分区算法的研究,本文考虑到交通流的时空特性,构建了交通运行特性综合衡量指标.基于NCut算法理论提出路网的静态分区算法,并在此基础上通过自适应调节边界的方法解决边界的误差问题.考虑到静态划分算法在应用上的不足,通过固定静态算法的稳定块,对同质性低的路段进行逐时段的划分,提出了路网的动态分区算法. 以贵阳市的路网为例验证算法的有效性,结果表明所提出的算法能对异质性的区域进行有效划分. 通过探究路网在“早高峰-平峰-晚高峰”的动态分区演变, 结合宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram, MFD)进行演变评价,分析表明所提出的算法能很好的反映交通流的时空传播特性. 此外, 各子区均形成了较稳定的宏观基本图形状,表明子区具有同质性,所提出的算法达到有效并理想的分区结果. 针对交通状态划分模型的研究,本文首先基于交通流理论模型,将速度方差异质性纳入交通基本图模型中. 通过建立速度方差函数,使得模型能够广泛包含可观测和可识别变量的信息. 其次, 估计方法上采用两阶段层次Bayesian推断的方法对模型参数进行估计, 利用贵阳市观测数据对提出的模型进行检验和比较. 最后, 从路段上利用交通流模型估计了交通状态的变点参数,以路网动态分区结果为基础,从宏观角度上评价了路网子区域的交通状态和拥堵情形. 结果表明,所提出的模型框架在拟合度和预测精度方面都有较好的表现. 纳入随机效应的交通状态模型其变点参数的估计更稳定,更符合实际道路交通状态情形. 本文实现了路网的动态划分算法,结果表明所提的算法能够达到有效并理想的分区结果,进一步提出交通状态划分模型,对交叉口、路段以及路网子区域的交通状态进行判别,评估了路网子区域的通行能力,为交通管理部门提供一定的理论支撑和参考依据. |
| 作者： | 李斯雨 |
| 专业： | 应用统计 |
| 导师： | 胡尧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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