城际轨道交通转移客流量预测方法研究

科学准确地预测轨道交通客流量,超前掌握轨道交通客流量发展的趋势、特点、规律和数量,是制定轨道交通客运发展和站场配置规划的基础.现有轨道交通客流预测方法对于城际轨道交通客流预测的适应性各不相同,本文采用三次吸引法和客流转移理论相结合,并借鉴统计学中距离分析思想,确定客流转移率,从而获得转移客流量.具体做法是:在分析客流量转移的影响因素基础上,建立广义不相似距离矩阵,以此在轨道交通三次吸引范围内分别确定各种交通方式客流量转移率,从而获得规划年轨道交通客流量.通过某一城市的实际数据进行了算例分析,该方法简单、可操作性强、具有工程应用价值.

基于累积Logistic模型的交通事故严重程度时空分析

交通事故的发生具有随机性和偶然性,为尽可能地降低交通事故的伤害程度,根据某高速公路典型事故多发段的交通事故统计资料,以交通事故严重程度为因变量,从时间、道路空间结构和交通运行环境等因素中初步选择12个候选自变量,采用混合逐步选择法分析候选自变量与因变量是否显著相关。采用累积Logistic模型建立交通事故严重程度时空分析模型,并从成比例检验、拟合优度检验和预测准确度检验3个方面对模型进行检验。研究结果表明:事故发生时段、季节因素、发生地点、道路线形、坡度、事故涉及车辆数和日标准交通量与年平均日交通量之比与交通事故严重程度显著相关。

基于交通流参数相关的阻塞流短时预测卡尔曼滤波算法

提出一种考虑交通流参数相关关系的卡尔曼滤波算法,实现阻塞流状态下道路网交通流短时预测.在交通流守恒方程的基础上,借鉴偏微分方程求解Lax-Wendroff格式离散的思想,结合阻塞流状态下交通流时间和空间特性及进出口匝道等因素的影响,建立阻塞流状态下交通流短时预测状态空间模型,并设计基于卡尔曼滤波方法的模型求解算法.最后以北京市某一区域路网为例,进行了实证性研究.研究结果表明:所建立的阻塞流状态下交通流短时预测卡尔曼滤波算法由于同时考虑了时间和空间因素,能够使预测平均绝对百分比误差(MAPE)控制在10%以内;平均MAPE仅为7.96%.相同条件下,ARIMA模型和Elman模型预测MAPE分别为19.88%和10.51%.

基于G-P算法的快速路交通流参数相空间重构

提出了一种基于混沌分析的G-P(Grassberger-procaccia algorithm)算法将非平稳交通流参数时间序列近似转化为平稳时间序列的方法。首先采用自相关函数判断自由流状态、拥挤流状态和阻塞流状态下交通流基本参数时间序列的平稳性。然后应用G-P算法计算嵌入维,进行相空间重构,给出交通流参数时间序列平稳化方法。最后利用快速路交通流实测数据,对3种状态下非平稳的交通流参数时间序列的平稳化进行验证,结果表明:本文方法能够为交通流参数分析、拟合和预测提供科学合理的输入集。

基于实测数据的快速路交通流参数模型

已有的交通流参数模型无论是基本图还是三相交通流理论都是基于高速公路交通流数据进行研究,由于高速公路和城市快速路具有不可忽视的差异,以高速公路交通流数据为基础建立的交通流参数模型难以符合城市快速路交通流运行的实际情况.本文根据实测的城市快速路交通流数据,采用线性回归分析建立城市快速路速度—占有率模型、交通流率—占有率模型和速度—交通流率模型,应用最小二乘法估计模型参数,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.最后,在建立交通流参数模型、明确交通流参数之间关系的基础上,对城市快速路交通流状态进行了划分.本文建立的交通流参数模型,对交通流短时预测和交通流状态判别具有应用价值.

拥挤流状态下城市快速路交通流时空特性

为了定量分析拥挤流状态下城市快速路交通流时间和空间特性,首先采用自相关函数法判断交通流率、占有率和速度时间序列的平稳性;其次,研究拥挤流状态下交通流参数空间传递特性;最后,基于混沌分析中的G-P算法建立模型将非平稳的交通流参数时间序列转化为平稳时间序列.研究表明:拥挤流状态下,交通流率表征为平稳的时间序列,速度和占有率属于非平稳时间序列;空间上,上游断面对下游断面的速度参数具有传递作用,下游断面的速度参数对上游具有回溯影响,当时间延迟为2 min时,取嵌入维为4进行相空间重构,可将速度时间序列转化为平稳的时间序列.

基于时空特性的交通自由流短时预测状态空间模型

结合交通流时间和空间特性,建立了自由流状态下交通流短时预测状态空间模型实现道路网交通流预测。首先采用自相关函数法,基于交通流实测数据,判断交通流率、占有率和速度时间序列的平稳性;其次,研究自由流状态下交通流参数空间传递特性。在此基础上,从交通流守恒方程入手,借鉴偏微分方程迎风格式时空离散的思想,对道路网交通流守恒方程组进行离散,建立自由流状态下交通流短时预测模型,进而考虑进出口匝道、车道数变更以及道路坡度等影响因素,将交通流短时预测模型转化为交通流短时预测状态空间模型,并采用定量评价与定性分析相结合的方法标定模型参数。实证研究表明:建立的模型能够实现自由流状态下道路网范围内交通流短时预测,预测平均绝对偏差为1.73veh/2min,同等条件下,经典自回归滑动平均(ARMA)模型和Elman模型的预测平均绝对偏差分别为3.19veh/2min和2.14veh/2min。

基于优化SVM的城市快速路网交通流状态判别

以交通流率、速度和占有率为输入参数,采用交叉验证法优化模型惩罚参数c和核函数参数γ,建立以径向基为核函数的支持向量机模型,判断道路断面交通流状态;结合设计的道路网综合状态指数,依据自由流、拥挤流和阻塞流状态下占有率划分区间,构建城市快速路网交通流状态判别方法;最后以某一区域路网为例,进行了实证性研究.结果表明:该方法对道路断面交通流状态判别精度可达92.22%;同时能够实现道路网范围内对自由流、拥挤流和阻塞流状态的判别,判别精度可达86.67%.

降级路网组合出行交通流分配模型与算法

研究降级路网条件下的组合出行交通平衡问题。首先,基于出行者对降级路网的不同风险态度,将出行者分为3类:守时型、冒险型和平均型。其次,考虑小汽车出行和小汽车换乘地铁出行2种出行模式,分析降级路网条件下不同用户类的组合出行行为,建立相应的多用户变分不等式交通分配模型,讨论模型解的性质。最后,设计模型的求解算法,并通过算例说明模型和算法的有效性。结果表明:不同出行时间预算的出行者在降级路网中的路径选择行为存在较大差异,路网降级程度对出行者出行选择行为影响显著;随着道路通行能力的降低,出行者更倾向于选择组合出行模式。

道路网交通流状态变化趋势判别方法

根据城市快速路交通流参数实测数据所表征的交通流状态特性,结合基本图和三相交通流理论,将道路网交通流状态划分为自由流状态、拥挤流状态和阻塞流状态.在此基础上,采用模糊信息粒化的思想,以道路网检测断面数为窗口,设计三角形模糊隶属函数,将同时段的道路网交通流状态映射为含有低边界值L、中值R和高边界值U三参数的模糊信息粒.以模糊信息粒为输入,建立Elman网络模型预测交通流状态变化趋势.依据预测结果计算道路网交通流状态综合指数,判别未来时段道路网交通流状态,并以北京市某一区域路网为例进行实证性研究.研究结果表明:所提出的方法能够实现道路网交通流状态变化趋势判别,准确率为93.33%,同等条件下支持向量机模型判别准确率仅为86.67%.

出行信息公开对出租车交通系统运行的影响

基于仿真研究乘客出行信息公开程度对出租车交通系统运行效率的影响.将乘客出行信息公开程度划分为出行信息未公开,全公开,半公开模式;制定路网搭建,乘客生成与退出,出租车与乘客匹配,出租车行驶规则;模拟出租车搜索、匹配、搭载、送达乘客过程;分析不同信息公开程度对出租车空驶率,乘客候车时间,送达人数,司机平均收益等的影响.研究表明,仅公开出发地信息的半公开模式有助于提高出租车交通系统运行效率与服务质量,且有效地避免由于出租车司机有意选择高收益乘客而造成“隐形拒载”低收益乘客问题.为保证每位出行者的公平性,建议采用仅公开出发地信息的出行信息半公开模式.

铁路客运综合交通枢纽流线设计理论研究

流线设计在铁路客站设计中具有重要作用。本文总结了铁路客站流线设计实践工作的特殊性和复杂性,明确流线设计是在设计中具有非独立性以及分阶段、分交通主体、分区域、分专业设计等特征的创造工作。对基于单一运输模式铁路客站背景下建立的传统流线设计理论存在的不足进行了剖析,指出既有的流线设计理论体系中流线的概念及内涵、流线设计的对象范围及实现手段不明确,以及流线设计与运营管理、客站其它要素设计之间的关联研究不足。提出了铁路客运综合交通枢纽流线设计理论需要明确的几个问题:明确流线的本质是交通流的通行空间,是具有一定交通流承载量和三维空间形态的交通流运行空间轨迹;明确流线设计工作的实质是新建铁路客运综合交通枢纽设计阶段的交通规划工作;将流线设计工作抽象为一类具有典型特征的特殊形态交通网络的构造工作;将流线设计的对象与范围进行扩展;将流线设计方案的网络特征归纳为"多交通主体复合立体虚拟网络"。

阻塞流状态下城市快速路交通流时空特性

根据时间序列中的自相关函数法,判断交通流量、时间占有率与平均速度的时间序列的平稳性。根据混沌分析中的G-P算法,将非平稳的交通流参数时间序列转化为平稳的交通流参数时间序列。引入了互相关系数的概念,在阻塞流状态下,计算了上游断面对观测断面以及观测断面对下游断面的互相关系数,并应用K-S检验判断阻塞流状态下城市快速路进出口匝道的车辆到达特性。研究结果表明:交通流量和时间占有率属于非平稳时间序列,平均速度属于平稳时间序列;当时间延迟分别取2、3、5min时,在阻塞流状态下,重构的交通流量相空间嵌入维数为4;观测断面的交通流参数不仅受相邻上游断面交通流参数传递的影响,而且也受相邻下游断面交通流参数回溯的影响;在阻塞流状态下,城市快速路进出口匝道车辆到达特性符合负二项分布。

混合状态下城市快速路交通流短时预测

建立交通流短时预测状态空间模型,研究混合状态下城市快速路交通流短时预测.结合城市快速路自由流状态、拥挤流状态和阻塞流状态下交通流参数的时间和空间分布特性,基于交通流守恒方程和速度动态模型,借鉴偏微分方程组求解时空离散的思想,建立三种状态下交通流短时预测模型;同时考虑进出口匝道、车道数变更以及道路坡度等因素的影响,将交通流短时预测模型转化为交通流短时预测状态空间模型,实现混合状态下交通流短时预测.研究表明,该方法能够实现混合状态下道路网内的交通流短时预测,预测精度可达90.23%.相同条件下,经典自回归滑动平均模型的预测精度仅为81%.