基于簡化路網(wǎng)模型的城市路況預(yù)測與監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、基于簡化路網(wǎng)模型的城市路況預(yù)測與監(jiān)控技術(shù)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：劉琳指導(dǎo)教師：朱征宇教授專業(yè)：計算機軟件與理論學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計算機學(xué)院二O一三年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要快速準確地獲取實時路況及預(yù)測未來路況，及時發(fā)現(xiàn)路網(wǎng)中存在的交通擁堵和提前預(yù)知可能存在的擁堵，不僅對交通管理部門制定有效的交通疏導(dǎo)方案具有重要意義，也為出行者選擇出行路線提供了依據(jù)，是實現(xiàn)動態(tài)交通管理的基礎(chǔ)。針對目前路況監(jiān)控研究中

2、幾乎都沒有區(qū)分交叉口與路段的擁堵狀況的現(xiàn)狀，本文采用一種簡化路網(wǎng)模型，對城市道路交通參數(shù)預(yù)測及路況監(jiān)控進行了深入研究，論文的主要研究內(nèi)容及成果如下：①提出了一種結(jié)合支持向量機與卡爾曼濾波的交通參數(shù)單步預(yù)測組合模型。在分析現(xiàn)有預(yù)測算法的優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，綜合支持向量機預(yù)測蘊含“歷史交通規(guī)律”與卡爾曼濾波動態(tài)預(yù)測“實時交通變化趨勢”的優(yōu)勢，提出了基于兩種預(yù)測算法的組合預(yù)測。組合方式簡單直觀：通過過去幾個時段交通參數(shù)實測值與單項預(yù)測方法預(yù)測值之間

3、的誤差平方和及相關(guān)系數(shù)兩重標準，來決定下個時段采用何種預(yù)測方式，具有普適性及較強的穩(wěn)定性。②提出了一種基于支持向量機與歷史相似序列的交通參數(shù)多步預(yù)測方法。在預(yù)測步長較短的情況下，直接采用基于支持向量機的多步迭代預(yù)測；隨著預(yù)測步長漸增，為了解決迭代多步預(yù)測中的誤差累積問題，引入歷史相似值，即從歷史交通數(shù)據(jù)庫中尋找與當日具有相同變化趨勢的交通數(shù)據(jù)序列，一定程度上減少了因多步迭代引起的誤差，使多步預(yù)測誤差增速變緩。③設(shè)計了一種基于簡化路網(wǎng)模型

4、的城市路況計算方法。針對簡化路網(wǎng)模型中環(huán)道與立交橋被抽象成一個節(jié)點以及一條路段有不只一個權(quán)值的特點，設(shè)計了相應(yīng)的針對普通路段、環(huán)道與立交橋各匝道的路況計算與判別方法。④對上述提出的交通參數(shù)單步與多步預(yù)測算法進行了實驗驗證及分析，并實現(xiàn)了基于簡化路網(wǎng)模型的路況監(jiān)控與預(yù)測。首先利用明尼蘇達德盧斯大學(xué)提供的交通流量數(shù)據(jù)對本文提出的單步與多步預(yù)測方法進行了實驗驗證，并與現(xiàn)有方法進行了比較和評價。實驗表明，單步預(yù)測組合模型預(yù)測精度高于各單項預(yù)測模