本文關(guān)鍵詞：高速公路交通流隨機性和行程時間可靠性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,高速公路系統(tǒng)中大幅增加的出行需求量經(jīng)常超出高速公路的設(shè)計通行能力,隨之而來的是交通流穩(wěn)定性的下降、出行延誤的增加、社會和環(huán)境滿意度的降低,尤其在節(jié)假日(春節(jié)、國慶等)期間。對于出行者來說,這種日益常發(fā)的擁堵現(xiàn)象直接導(dǎo)致行程時間的延長,嚴重擾亂出行安排,增加出行的成本。因而,針對出行者的行程時間不確定,本文從宏觀和微觀駕駛員角度,研究高速公路行程時間隨機波動的機理,揭示交通流空間演化的動態(tài)性,構(gòu)建了行程時間可靠性評價模型。研究結(jié)果一方面為出行者的路徑?jīng)Q策提供全面的行程信息,另一方面為判別和預(yù)測高速公路的隨機運行狀態(tài)提供理論支持。首先,從微觀駕駛員行為和宏觀出行需求兩個方面研究路段交通流隨機波動的內(nèi)在機理。在駕駛員行為方面,定義跟馳狀態(tài)下車輛間車頭時距的概念,分析車頭時距的概率分布函數(shù)形式;并從宏觀出行流量的角度,將高速公路交通狀態(tài)劃分為自由流和阻塞流,分別建立了基于動態(tài)車頭時距的車輛時空演化模型:(1)在自由流狀態(tài)下,將隨機過程引入到期望速度公式中,描述駕駛員在無干擾環(huán)境下的自主控制過程;(2)在阻塞流狀態(tài)下,提出了反映緊湊跟馳過程的DDH(Driving by Dynamic Headway)模型�；谂鲎惨�(guī)避的原則,DDH模型包含車頭時距更新、速度更新、位置更新過程,完整地描述了前導(dǎo)車和跟馳車的隨機反應(yīng)波動和動態(tài)運動過程。并利用Matlab編程軟件,呈現(xiàn)仿真車輛在特定高速公路路段環(huán)境下的運行軌跡,仿真結(jié)果符合交通流的基本規(guī)律和經(jīng)驗現(xiàn)象。其次,從微觀的車輛軌跡提取出行程時間數(shù)據(jù),利用EM算法擬合行程時間分布函數(shù);并在不同出行流量條件下,分別對路段的行程時間可靠性進行評價。研究結(jié)果為行程時間可靠性的評價提供理論支持。最后,結(jié)合行程時間的概率特性和路網(wǎng)交通流傳播規(guī)律,基于加樹貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型(TAN),建立了路徑行程時間可靠性的分析方法。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建模方面,基于一階齊次馬爾科夫鏈性質(zhì),將相互連接的路段分解為相鄰路段的條件概率關(guān)聯(lián)。在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)推理方面,采用貝葉斯定理(Bayes theorem)推導(dǎo)出相鄰多條路段間的關(guān)聯(lián)關(guān)系公式;進而利用DDH模型仿真獲得路段行程時間的先驗概率分布和相鄰路段間關(guān)聯(lián)關(guān)系,推理分析得到路段和路徑行程時間的后驗分布,從而實現(xiàn)了對路徑行程時間可靠性的評價。本文利用仿真方法,圍繞動態(tài)車頭時距和路段關(guān)聯(lián)推理,構(gòu)建了相應(yīng)的交通流模型和行程時間可靠性計算方法,可以為交通系統(tǒng)分析和出行信息服務(wù)提供參考價值。
【關(guān)鍵詞】：行程時間可靠性 車頭時距 隨機跟馳模型 加樹貝葉斯網(wǎng)絡(luò) 路段空間關(guān)聯(lián)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U491
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 依托項目11
• 1.1.2 研究背景11-13
• 1.1.3 研究意義13
• 1.2 行程時間可靠性的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 路段行程時間可靠性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 路徑行程時間可靠性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 行程時間可靠性的內(nèi)涵和評價指標17-20
• 1.3.1 行程時間可靠性的內(nèi)涵17-19
• 1.3.2 評價指標19-20
• 1.4 行程時間可靠性的影響因素20-21
• 1.5 研究思路21-23
• 第2章 交通流的隨機性研究23-49
• 2.1 高速公路交通流隨機特性23
• 2.2 車頭時距隨機性23-27
• 2.2.1 車頭時距隨機性24-26
• 2.2.2 車頭時距經(jīng)驗分布26-27
• 2.3 自由流模式下駕駛員隨機行為模型27-32
• 2.3.1 模型概述27-29
• 2.3.2 基于駕駛員反應(yīng)誤差的自由流模型29-32
• 2.4 基于動態(tài)車頭時距的緊湊跟馳模型32-48
• 2.4.1 安全車頭時距33
• 2.4.2 基于動態(tài)車頭時距的跟馳模型33-36
• 2.4.3 仿真驗證36-48
• 2.5 本章小結(jié)48-49
• 第3章 路段行程時間可靠性評價49-57
• 3.1 基于EM法的分布參數(shù)估計49-54
• 3.2 路段行程時間可靠性評價54-56
• 3.2.1 自由流模式下行程時間可靠性評價54-55
• 3.2.2 緊湊跟馳模式下行程時間可靠性評價55-56
• 3.3 本章小結(jié)56-57
• 第4章 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的路徑行程時間可靠性分析57-79
• 4.1 加樹貝葉斯網(wǎng)絡(luò)概述58-59
• 4.2 加樹貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建59-66
• 4.2.1 路徑行程時間變量定義59-62
• 4.2.2 加樹貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建模62-66
• 4.3 行程時間分布的參數(shù)推理66-71
• 4.3.1 路段關(guān)聯(lián)矩陣計算67-70
• 4.3.2 建立路徑行程時間分布函數(shù)70-71
• 4.4 小型測試網(wǎng)絡(luò)71-77
• 4.4.1 測試環(huán)境71-73
• 4.4.2 WinBUGS抽樣分析73-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 第5章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 研究主要結(jié)論79-80
• 5.2 研究工作展望80-81
• 參考文獻81-87
• 附錄87-89
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果89-91
• 致謝91

【參考文獻】

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本文編號：496214