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交通运输系统工程与信息 2013年第3期13卷 46-52,59页

作者：董春娇邵春福诸葛承祥李慧轩田纳西大学交通研究中心美国田纳西诺克斯维尔37996 北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室北京100044

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... 详细信息

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.

关键词：城市交通交通流参数模型线性回归最小二乘法快速路

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基于AIS的繁忙水域船舶交通流时空特征度量研究

基于AIS的繁忙水域船舶交通流时空特征度量研究

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作者：罗肖霞武汉理工大学

学位级别：硕士

随着水上经济活动的日益频繁,水上交通态势日趋复杂,船舶交通流呈现出通航密度大、航行范围广、交通流结构复杂、航路交错、会让频繁、险情和事故频发等特点,从而使水上交通安全维护面临巨大压力,也对繁忙水域交通态势的分析与研判能力... 详细信息

随着水上经济活动的日益频繁,水上交通态势日趋复杂,船舶交通流呈现出通航密度大、航行范围广、交通流结构复杂、航路交错、会让频繁、险情和事故频发等特点,从而使水上交通安全维护面临巨大压力,也对繁忙水域交通态势的分析与研判能力及管控水平提出了更高要求。繁忙水域交通流规律的有效把握成为了提高通过能力、保障通航安全和营运效益的基础工作及关键问题。因此,开展基于AIS(Automatic Identification System,AIS)数据的繁忙水域船舶交通流时空特征研究具有十分重要的意义。论文的总体思路:首先对船舶交通流宏观特征进行分析,提出了船舶交通流时空特征,包括船舶间时距分布及交通流量、速度、密度。其次,探索了船舶间时距分布规律,建立了适应性更高的组合分布模型;同时,论文研究了区域船舶交通流度量方法,度量繁忙水域船舶交通流宏观运行特性指标,研究区域船舶交通流特性指标关系模型,从而对繁忙水域船舶交通流特征进行全时空掌握,最后进行算例分析。本文的主要研究工作:(1)间时距组合分布模型构建。结合水上交通运行实际情况,综合考虑船舶到港受安全距离和泊位装卸效率制约,航道内受安全因素和缺乏追越机会制约,引入广义排队模型(Generalized Queuing Model,GQM)进行建模,建立γ-GQM、LNM-GQM(Lognormal Model,LNM)和Burr-GQM模型。(2)基于智能算法的参数估计。对γ-GQM、LNM-GQM和Burr-GQM模型进行参数估计,由于模型复杂度高,难以直接求取模型参数,因此选择广义模式搜索算法优化求取最优参数估计解。(3)交通流宏观运行特性指标提取。在AIS数据预处理和轨迹重构基础上,研究繁忙水域三维时空轨迹边界插值算法,求取目标水域时空边界上的船舶轨迹起讫点,进而确定船舶在时空区间内的行程距离和时间,从中提取船舶交通流宏观运行特性指标——区域船舶交通流速度、密度和流量。(4)区域交通流宏观运行特性指标及其关系模型研究。借鉴道路交通领域成果,结合船舶运动特征,将Edie模型的交通流三要素定义增维扩展,确定区域船舶交通流宏观运行特性指标广义定义。在特性指标提取基础上,构建繁忙水域船舶交通流特性指标关系模型,形成繁忙水域船舶交通流时空特征分析与度量方法。论文最后采用天津港、长江口进港航道数据验证γ-GQM、LNM-GQM和Burr-GQM的优越性,算例表明广义排队模型拟合结果优于埃尔朗分布、伽马分布、对数正态分布及布尔分布,广义排队模型适应性更高。同时,使用长江口和烟台港数据开展算例分析,求取了长江口水域船舶交通流特性指标关系模型,结果表明存在与道路交通流类似的规律,验证了区域层面交通流特性提取和建模的可行性及交通流图模型方法在水上交通应用的可行性。研究成果丰富了区域船舶交通流相关研究内容、提升了船舶交通流理论与技术;同时,研究成果可有效反映目标水域船舶交通全时空状况,在区域水上交通规划、宏观交通状态判别、运行管理等方面有着重要的实际应用价值。

关键词：船舶交通流时空特征船舶间时距分布交通流参数模型

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