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宏微观交通运输系统的复杂性测度及其管控应用
| 论文题名： | 宏微观交通运输系统的复杂性测度及其管控应用 |
| 关键词： | 交通运输;复杂性测度;管理控制;交通流;GDP复杂度 |
| 摘要： | 科学正确地认识管理和控制对象是实现有效管理和控制的前提。把交通运输系统视为一个线性、定常系统的假设已经被近年的研究所颠覆，“复杂的、非线性系统”的认识已在学术界形成共识。对交通运输系统复杂性、非线性的定量刻画研究也逐渐成为热点问题。目前这些研究存在一些难点：刻画理论缺少系统的基础理论和完整的刻画程序；刻画对象需要的数据量较大；刻画方法不能实现可比化度量；对交通运输系统的复杂性认识还停留在浅层次的阶段，如何针对系统的复杂特性进行管理和控制尚处空白。基于此，选择和改进短序列条件下的可比化测度方法，定量研究和分析交通运输系统的复杂性，并把复杂性测度与交通运输系统的管理和控制结合起来，是交通运输系统复杂性刻画研究的深化，其理论和现实意义显而易见。 本文的主要内容和创新之处可概述如下： 1、引入Lempel-Ziv算法、近似熵、统计复杂度等非线性动力学的复杂性测度方法。通过对16个实测城市交通流序列(或数组)和6个实测高速公路交通流序列的分析，实现了复杂性测度方法的检验、选择、改进和交通流系统的复杂性测度，并考察了复杂度与混沌、分形的关系，解决了传统刻画方法的“短序列、可比较”难题，得到了一些有用的结论。 2、以ARIMA模型、RBF神经网络、非参数估计的混沌局部预测等预测方法为基础，讨论交通流的复杂度与可预测性的相关关系、交通流预测方法的复杂度适用条件。另外，通过仿真实验来研究复杂度在交通控制中的应用，提出了复杂度在交通控制中的简单应用方案。 3、根据宏观交通运输系统的特点，提出了能够对超短序列进行复杂性测度的改进Lempel-Ziv算法，实现了中、日两国宏观交通运输系统的测度，得出了宏观交通运输系统大致是线性系统等结论。 4、研究了宏观交通运输系统的复杂度与可预测性、宏观交通运输系统复杂度与GDP复杂度的相关关系。 5、完成了系统复杂性测度的理论架构。从现象学和意向性科学入手，提出意向性结构模型，明确系统复杂性测度是一个二步意向性解释过程；根据测度论来明确复杂性测度的数学基础和条件：提出复杂性测度的一般程序。 |
| 作者： | 刘峰涛 |
| 专业： | 管理科学与工程 |
| 导师： | 贺国光 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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