基于FCM的山地城市復(fù)雜環(huán)境下快速路交通狀態(tài)判別研究.pdf

1、快速路作為城市交通的大動脈，連接著城市各大片區(qū)，承擔(dān)著大量中長途交通流量，具有暢通、快速、舒適的特點。隨著城市化步伐加快、機動車保有量的快速上升，快速路的這些特點正在逐漸消退。與平原城市不同，山地城市快速路地形環(huán)境復(fù)雜，同等交通量下，快速路交通擁堵強度更大。為緩解快速通道交通壓力，研究山地城市復(fù)雜環(huán)境下快速路交通狀態(tài)判別方法具有重要意義。以下是本文主要研究的幾個方面:
　　第一，歸納總結(jié)了國內(nèi)外交通狀態(tài)判別算法研究現(xiàn)狀，分析現(xiàn)有算

2、法存在的問題，提出引用理論成熟、模式識別較好的模糊c-均值(FCM)作為交通狀態(tài)判別基礎(chǔ)模型。
　　第二，交通特征分析。提出山地城市路網(wǎng)分層網(wǎng)格自由式布局，結(jié)合實例指出道路標(biāo)準(zhǔn)不匹配的特點;從道路坡度、立交間距、道路開口三個方面定性定量表征交通運行的復(fù)雜性;橋隧固定瓶頸多、路網(wǎng)連通性差是快速路交通擁堵的特殊原因。最后提出復(fù)雜交通特征下的交通流波動快且狀態(tài)閾值差異性，其交通狀態(tài)判別也相對復(fù)雜。
　　第三，交通狀態(tài)分級研究。通過

3、分析國內(nèi)外現(xiàn)有的交通狀態(tài)分級方法，常見交通狀態(tài)分級所選用的參數(shù)及其劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合常見交通狀態(tài)劃分情形和道路交通流特征確定暢通、較暢通、緩行、堵塞四級交通狀態(tài)劃分。
　　第四，交通狀態(tài)判別參數(shù)研究。分析交通參數(shù)對FCM交通狀態(tài)判別的影響，總結(jié)交通狀態(tài)判別算法常用交通參數(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀，確定本文交通參數(shù)從流量、速度、占有率中選取。比較不同參數(shù)組合判別狀態(tài)與實際交通狀態(tài)，由精度最大來確定最佳參數(shù)組合。研究得出流量、速度為最佳參數(shù)組合。

4、r>　　第五，加權(quán)指數(shù)m取值研究。分析了加權(quán)指數(shù)對算法交通狀態(tài)判別影響，提出從聚類精度、類內(nèi)間距、類間間距、目標(biāo)函數(shù)值來確定最優(yōu)m值的方法。同時滿足聚類精度高、類內(nèi)間距越小、類間間距越大、目標(biāo)函數(shù)值越小，交通狀態(tài)判別性能就會越好。研究表明，m最優(yōu)取值2.25。
　　第六，交通狀態(tài)判別研究。提出單車道和多車道交通狀態(tài)均由隸屬度最大原則獲得;采用相鄰斷面狀態(tài)值和路段平均行程車速來聯(lián)合判定路段單元交通狀態(tài)。實驗結(jié)果表明:一定的樣本量下，

5、多車道交通狀態(tài)判別精度可達96.67％，上述交通狀態(tài)判別方法均具有一定的可行性。
　　由相同狀態(tài)下樣本與特征聚類中心歐式距離最大原則，確定單車道和多車道在線交通狀態(tài);路段單元交通狀態(tài)由相鄰斷面交通狀態(tài)和路段平均行程車速來獲取。研究表明:一定的樣本量下，在線多車道交通狀態(tài)判別精度達到86.11％、路段單元交通狀態(tài)判別精度高達83.33％。
　　通過以上研究，建立了基于FCM的山地城市復(fù)雜快速路交通狀態(tài)判別體系，為山地城市快速路