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基于路段转向流量的od估计算法研究

基于路段转向流量的OD估计算法研究

作者：蒋云中国科学技术大学

学位级别：硕士

od矩阵(Origin-Destination Matrix)描述了一段时间内交通网络的所有起点到所有终点的交通量,反映了交通出行者对交通网络的需求。od矩阵是城市交通规划、控制和交通流预测等的关键基础数据。获取od矩阵的传统方法需要非常大的时间和经... 详细信息

od矩阵(Origin-Destination Matrix)描述了一段时间内交通网络的所有起点到所有终点的交通量,反映了交通出行者对交通网络的需求。od矩阵是城市交通规划、控制和交通流预测等的关键基础数据。获取od矩阵的传统方法需要非常大的时间和经济成本,通过路段流量等相关信息估计od矩阵是一条有效的途径。传统的od矩阵估计方法大部分都是基于路段流量的。由于路段流量数目远小于od对的个数,因而限制了这些方法的推算精度。本文通过引入路段转向流量以提高od估计精度。根据路网和已知条件的差异,将od估计问题分为四类问题,并给出了详细的解决方案。本文的主要工作如下：1.研究了基于路段流量进行od估计的原理,描述了引入路段转向流量的od估计原理和方法。分析了不同交通网络适用的交通分配模型,为本文研究的交通网络选择了合适的分配模型。2.针对非拥挤网络,研究适合此网络的多路径概率分配模型,给出了交通分配矩阵的获取方法。采用最大熵模型求解无先验od的估计问题,并研究了相关的最优化算法。采用广义最小二乘模型求解有先验od的估计问题。3.针对拥挤网络,研究适合此网络的用户均衡分配模型。采用双层规划模型求解拥挤网络的od估计问题。无先验od的双层规划模型以最大熵模型和用户均衡模型为基础。而有先验od的双层规划模型则基于广义最小二乘模型和用户均衡模型。4.针对四类od估计问题,分别设计了详细的实验方案,并对实验结果进行讨论与分析。

关键词： od估计交通分配转向流量最大熵模型广义最小二乘模型双层规划模型

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基于od估计的路网交通检测器优化布设研究

基于OD估计的路网交通检测器优化布设研究

作者：杜长飞北京交通大学

学位级别：硕士

城市道路交通检测器的布设是城市交通信息采集系统的关键技术,是建设城市智能交通系统的建设的基础。研究城市道路交通检测器的优化布设问题,有利于充分地利用有限的交通信息采集设施,从而实现降低交通信息采集成本,提高交通信息采集的... 详细信息

城市道路交通检测器的布设是城市交通信息采集系统的关键技术,是建设城市智能交通系统的建设的基础。研究城市道路交通检测器的优化布设问题,有利于充分地利用有限的交通信息采集设施,从而实现降低交通信息采集成本,提高交通信息采集的能力,为实行有效地交通管理提供基础数据。 od矩阵作为交通仿真系统中的基础输入数据,对智能交通系统中的交通管理和交通控制等方面是至关重要的。传统获得od矩阵的方法成本巨大,然而,随着城市交通信息采集技术的发展,交通流量成为比较容易获取的信息。因此通过路段流量估计od矩阵成为一种经济的方法。以往的路网交通检测器的布设问题均为交通检测点布设问题,并未考虑到每个交通检测点的交通检测器布设成本的差异性。本文在总结od矩阵反推模型、交通检测器优化布设研究的基础上,考虑到不同路段的交通布设成本的差异性,以检测器布设成本为目标函数,以保证路网中的od信息完整性为限制条件,提出了城市路网的交通检测器优化布设模型。而后,对目前常用的交通检测器的工作原理、适用情况、布设成本进行分析,针对不同类型的交通检测器建立优化布设模型。线圈检测器基于其技术成熟、成本低的优势,在城市道路检测技术中应用最为广泛,从线圈检测器的布设工艺来看,路段上线圈检测器的数目是与该路段的车道数是成正比的。因此在获得道路网中各路段车道数目的前提下,提出了路网中线圈检测器的优化布设模型,并给出了模型求解的遗传算法,采用Matlab软件编程实现该算法。最后,通过一个小型的网络验证模型的可靠性,通过一个中型的网络验证模型的在大型路网中的可行性。

关键词：交通网络 od估计交通检测器优化布设遗传算法

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基于多源数据的城市快速路od估计方法

基于多源数据的城市快速路OD估计方法

作者：何煜洪东南大学

学位级别：硕士

随着城市交通机动化进程进一步加快,快速路逐渐成为城市交通的“主动脉”。但随着交通量迅速增长,快速路的负荷日趋饱和,交通服务水平受到影响。由于城市快速路进出匝道口众多,而城市快速路与市政道路的转换节点恰恰是交通管控的关键所... 详细信息

随着城市交通机动化进程进一步加快,快速路逐渐成为城市交通的“主动脉”。但随着交通量迅速增长,快速路的负荷日趋饱和,交通服务水平受到影响。由于城市快速路进出匝道口众多,而城市快速路与市政道路的转换节点恰恰是交通管控的关键所在,因此精准获取快速路的od量从而实施相应的交通管理与控制手段以进一步提高城市交通安全与效率具有十分重要的理论价值和实际意义。本文融合视频卡口、手机信令和浮动车轨迹等多源数据,提出了数据驱动的城市快速路od估计方法。首先,本文对以路网地理信息(Geographic Information System,GIS)数据、卡口(Automatic Vehicle Identification,AVI)数据、手机(Global System for Mobile Communications,GSM)数据和浮动车(Global Positioning System,GPS)数据为代表的多源数据,从数据来源、数据特征、应用场景以及预处理方法等方面进行介绍,为城市快速路od估计研究提供数据支撑。其次,提出基于视频卡口和手机信令数据“AVI+GSM”的快速路od估计基本模型,以卡口监测路段流量与卡口监测数据的相对误差最小作为目标函数,通过引入蜂窝网格和蜂窝路径流量的概念构建约束条件,将路径流量估算问题转化为简单的带约束的最小二乘问题,结合具体算例对估算结果进行评价,并针对卡口位置和数量等影响因素进行敏感性分析。然后,为进一步提高模型的估计精度,将GPS数据引入快速路od估计基本模型。采用地图匹配方法对出租车GPS轨迹进行识别提取,计算获得路网中的分流点转向比例。基于转向比例优化构建基于AVI/GSM/GPS多源数据的od估计模型,并编写算例对模型的有效性进行了验证。最后,以深圳市部分快速路网作为案例进行分析。通过出租车GPS轨迹数据计算获得研究区域共计11个分流点的转向比例,结合区域内6个视频卡口的流量监测数据和运营商基站的手机信令数据进行实证研究。将估算结果与验证卡口监测流量进行对比,路径流量估算偏差在10%以内,验证了模型的合理性与有效性。

关键词： od估计多源数据路径流量城市快速路

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交通流预测与od估计双层规划模型

交通流预测与OD估计双层规划模型

作者：李英俊暨南大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,交通流量的增长与现有道路状况之间的矛盾日益突出,已经成为制约城市经济发展的主要因素之一。研究交通流预测模型有利于交通控制与决策,是智能交通系统发挥作用的前提。od(Origin-Destination)估计是运输网络规划和管... 详细信息

随着经济的发展,交通流量的增长与现有道路状况之间的矛盾日益突出,已经成为制约城市经济发展的主要因素之一。研究交通流预测模型有利于交通控制与决策,是智能交通系统发挥作用的前提。od(Origin-Destination)估计是运输网络规划和管理的步骤之一。研究od估计为获得od矩阵这种代价高昂而意义重大的交通需求信息提供了有效的手段。本文研究的工作主要有以下两部分:在交通流预测部分,针对实际交通系统时变复杂和变化的不确定性所带来的交通流量非线性和强干扰性的特征,首先应用小波分析方法,对原始交通数据进行了消噪处理,使消噪后的数据更能反映交通流的本质及变化规律;然后采用自回归求和滑动平均(ARIMA)和支持向量机(SVM)的结合预测模型对交通流进行了预测,最后用实测交通数据进行了验证分析,得到了两个结论:一是组合预测模型比单个预测模型的预测精度高;二是小波分析消噪后的组合预测模型比没有消噪的组合预测模型预测精度高。结果表明消噪后的组合预测模型具有较高的预测精度,可用于交通流的实时动态预测。在od估计双层规划模型中,采用了od反推的思想作为建模的统一理论基础,相对于大多数采用最小二乘法与随机用户均衡相结合的方法,本文使用了极大熵修正模型与基于Logit的随机用户均衡(SUE)模型建立双层规划模型,以极大熵修正模型作为上层规划能很好地利用到过去的od出入行信息的,基于Logit的SUE模型作为下层规划能反映人们出行的随机性。在此基础上对基于Logit的SUE模型进行改进,比较以往的文献,本文综合考虑了拥挤网络,多类型用户及其相互间的作用,弹性需求等因素,使建立的双层规划模型比以往同类模型更能反映实际问题。同时,引入迭代优化分配(IOA)算法给出了求解该模型的算法,通过一个算例验证了模型的可行性,因此可认为本文所建立模型能较好地解决od估计问题。

关键词：交通流预测组合模型小波消噪支持向量机 od估计双层规划极大熵随机用户均衡模型

集成阻抗函数标定的od估计双层规划模型研究

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集成阻抗函数标定的OD估计双层规划模型研究

作者：杨涛长安大学

学位级别：硕士

根据路段观测流量估计od出行矩阵这类模型日益受到交通规划者的重视。传统的方法对od矩阵估计往往是分两个步骤进行的:首先在确定路网参数及分配模型参数不变的条件下估计现状od出行矩阵,然后在od矩阵不变的情况下调整路网参数和分配模... 详细信息

根据路段观测流量估计od出行矩阵这类模型日益受到交通规划者的重视。传统的方法对od矩阵估计往往是分两个步骤进行的:首先在确定路网参数及分配模型参数不变的条件下估计现状od出行矩阵,然后在od矩阵不变的情况下调整路网参数和分配模型参数。这样造成第二步经过调整后所得到的参数和第一步事先确定的参数往往不能保持一致,需要进行反复的迭代运算,并且不一定能保证总是得到稳定收敛的结果。这种模型参数在模型使用前后可能出现的不一致或不统一的情况,影响拟合精度的提高。本文从od矩阵估计精度的影响因素分析入手,在对od矩阵估计基本理论和现有od矩阵估计方法的分析基础之上,提出了基于双层规划模型的可以将od矩阵估计和道路阻抗函数(BPR函数)参数标定集成的方法:上层目标函数为估计矩阵、观测流量和阻抗函数参数三者误差平方和最小的二乘模型,下层目标函数为充分考虑用户路径选择行为的带约束条件的Probit型随机用户均衡分配模型。随后给出了基于遗传算法的模型求解方法,并在Matlab软件平台上编写了算法程序,最后将模型和算法程序应用在算例路网中,对模型的合理性和算法的有效性进行了验证,表明本论文所提出的估计方法较一般传统的方法可以改善拟合精度。本研究对于丰富根据路段流量估计od矩阵的理论方法,解决od矩阵估计过程中出现的内在不一致性具有重要参考价值。

关键词： od估计阻抗函数参数标定双层规划

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od估计的多步双层规划模型新算法研究

交通与计算机 2008年第6期26卷 76-79页

作者：袁兴东程琳窦凯滨东南大学南京210096 中国矿业大学北京100083

建立了一个od估计模型。将od估计分为固定的步数,每一步都是一个双层规划,上层为广义最小二乘估计,下层为随机用户均衡分配模型,即以广义最小二乘估计和随机用户均衡分配模型为基础,通过更新估计模型中目标矩阵和实测路段上的流量来估... 详细信息

建立了一个od估计模型。将od估计分为固定的步数,每一步都是一个双层规划,上层为广义最小二乘估计,下层为随机用户均衡分配模型,即以广义最小二乘估计和随机用户均衡分配模型为基础,通过更新估计模型中目标矩阵和实测路段上的流量来估计od矩阵。最后用一个简单的路网验证了该算法的有效性。

关键词： od估计多步双层规划广义最小二乘估计随机用户均衡

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基于车牌识别数据的机动车od估计模型

城市交通 2018年第2期16卷 83-88,50页

作者：李瑞敏陈熙怡张睿博清华大学交通研究所北京100084 清华大学恒隆房地产研究中心北京100084 廊坊市交通警察支队河北廊坊065000

机动车od矩阵是进行城市道路交通网络分析的核心数据。利用根据车牌识别检测数据分析得到的道路交叉口转向流量以及整体网络中的部分实测机动车od信息,使用广义最小二乘模型建立整合部分机动车od信息的路网全样机动车od估计模型,模型中... 详细信息

机动车od矩阵是进行城市道路交通网络分析的核心数据。利用根据车牌识别检测数据分析得到的道路交叉口转向流量以及整体网络中的部分实测机动车od信息,使用广义最小二乘模型建立整合部分机动车od信息的路网全样机动车od估计模型,模型中的od历史值及分配矩阵应用了真实的部分机动车od信息推导得到。同时为验证检测数据比例的影响等,使用同一城市两个不同规模的实际道路网络检测数据,结合S-Paramics仿真平台对模型进行验证。结果显示,不同的检测比例对od估计结果有较为明显的影响,而在较高的检测比例情况下使用转向流量和部分机动车od信息可以提高路网全样本机动车od估计的准确性。

关键词：交通工程道路交通广义最小二乘法 od估计转向流量

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快速路通道动态od流估计模型

北京交通大学学报 2008年第6期32卷 37-41页

作者：李俊卫林柏梁王海星耿雪霏北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044

基于快速路通道的主干道和匝道出入流量信息,提出了一个新的动态od矩阵估计模型和在线估计算法.文中引入宏观交通流模型以计算旅行时间,并把模型参数也作为状态变量进行估计,相应增加了新的测量方程.该文构建了新的动态od估计状态空间模... 详细信息

基于快速路通道的主干道和匝道出入流量信息,提出了一个新的动态od矩阵估计模型和在线估计算法.文中引入宏观交通流模型以计算旅行时间,并把模型参数也作为状态变量进行估计,相应增加了新的测量方程.该文构建了新的动态od估计状态空间模型,采用了含有约束条件的Unscented kalman filter(UKF)算法,运用仿真数据进行评估,结果表明,即使在拥堵状况下,提出的模型和算法也能达到很好的精度.

关键词：交通流 od估计快速路通道卡尔曼滤波

基于Unscented Kalman Filter算法的一个快速路动态od矩阵估计模型

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中国科学（E辑） 2009年第7期39卷 1347-1356页

作者：李俊卫林柏梁耿雪霏孙智慧北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 哈尔滨商业大学轻工学院哈尔滨150076

基于主干道和匝道出入口的交通流量计数及起迄点旅行时间分布假设,论文提出了一个新的快速路动态Origin-Destination(od)矩阵估计状态空间模型及其在线估计算法.论文通过引入一阶宏观交通流模型以计算od旅行时间,并假定相同起讫点、相... 详细信息

基于主干道和匝道出入口的交通流量计数及起迄点旅行时间分布假设,论文提出了一个新的快速路动态Origin-Destination(od)矩阵估计状态空间模型及其在线估计算法.论文通过引入一阶宏观交通流模型以计算od旅行时间,并假定相同起讫点、相同时刻出发的车辆到达时间分布遵从正态分布.由于引入的宏观交通流模型参数受交通状况的影响,因此模型参数也作为状态变量进行估计,这将增加了新的测量方程.模型的求解采用了一种新的适合于非线性状态空间方程的在线估计算法(UKF,Unscented Kalman Filter).特别地,论文考虑了约束条件下UKF算法截断问题,这将为运用UKF算法求解存在约束的其他模型提供了新的思路.模型运用了仿真数据进行评估.实验结果达到了很好的精度,这为处理动态od估计问题提供了新的方法,并可应用于实际的在线动态od估计.

关键词： od估计快速路通道卡尔曼滤波