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城市道路旅行时间是城市交通系统的重要表征参数.基于利用车牌识别系统所检测到的高样本率的车牌数据进行匹配获得信号控制路段的旅行时间数据,本文应用高斯混合模型研究了城市道路旅行时间分布的估计方法,对比了高斯混合模型与正态分布、对数正态分布、Weibull分布模型的差异,并在此基础上分析了高斯混合模型中密集峰的数量对拟合结果的影响.结果表明,针对本文应用的数据,城市信号控制路段的旅行时间可以用高斯混合模型进行良好的表征,恰当的密集峰值往往是2个或3个,更多的密集峰值数量并无实质性影响.研究结果可以为城市信号控制道路旅行时间可靠性等的进一步分析提供良好的支撑.     

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在密苏里州圣路易斯市I-270/I-255州际公路上,可变限速标志实时控制高峰期车速以缓解拥堵.本文研究可变限速系统对行程时间分布和可靠性的影响,分析伽马分布、最大极值分布、log-logistic概率分布、对数正态分布及威布尔分布与24小时行程时间数据的拟合程度,得到后可变限速情形下行程时间的分布.结果表明,后可变限速情形下行程时间的分布服从对数正态分布.提出基于行程时间均值和标准差方法计算行程时间可靠性最关键指标之一——第95百分位数的行程时间基于I-270/I-255公路四个拥堵路段36个实测数据集,用参数和非参数统计验证了方法的有效性.     

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研究常规公交微观区间运行时间可靠性,有助于从微观层面深入分析常规公交在各区间的运行状态稳定性,查找运行的薄弱段以提高公交服务水平.本文从研究常规公交微观区间运行时间的拟合分布入手,采用正态分布、对数正态分布、伽玛分布和威布尔分布,分别对不同性质城市道路微观区间单位距离运行时间进行分布拟合,样本分析结果表明,对数正态分布是最优拟合分布.根据分位数法确定了不同公交服务水平对应的微观区间单位距离运行时间阈值,在此基础上建立了基于可接受公交服务水平的常规公交微观区间运行时间可靠性模型,并对337路公交实测数据进行实例分析.     

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已有旅行时间预测方法多是针对高速公路、城市快速路和主干道路的路段,而针对城市一般道路,及路径旅行时间预测的研究则相对不足.本文提出一种基于案例的旅行时间预测算法.算法的基本原理为,在轨迹数据建模的基础上,建立动态更新的、包含多个属性的历史旅行样本数据库,然后根据出行时间及环境信息从案例库查找匹配案例,其结果经过一定修正用于预测路径旅行时间.与基于路段的旅行时间预测方法相比,该算法具有较强的鲁棒性和可移植性,受空间路网和数据样本量的影响较弱;并且在相同数据样本量和路网空间覆盖率的情况下,该算法预测精度高于对比算法.     

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了解路段旅行时间随交通状况变化特性对利用探测车等新式交通检测技术估计交通状态非常重要.基于交通微观仿真模型,分析了路段旅行时间随交通状况的变化特性,验证了平均路段旅行时间是否能够采集通畅、拥挤到堵塞这三个状态,以及是否能细分这三个交通状态.结果表明：（1）平均路段旅行时间能够判断上述三个状态;（2）在拥挤阶段,随着交通状态恶化,平均路段旅行时间逐步增加,因此能够细分拥挤状态为多个子状态,但由于在通畅阶段,即便流量增加,平均路段旅行时间基本不变,因此无法细分通畅状态,细分通畅状态需要流量信息;（3）路段旅行时间在拥挤状态时处于双峰分布,难以用少量的探测车提供的数据可靠地估计平均路段旅行时间.     

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由于城市道路交通行为的复杂性以及高质量交通数据的缺乏,实时估计城市主干道的旅行时间具有一定的难度.基于实时的快速公交（BRT）以及信号配时数据,作了一系列研究,用以估计主干道旅行时间以及交通服务水平（LOS）.本文通过将公交车的排队延误时间、平均信号灯等待时间和自由流旅行时间综合在一起来实现旅行时间的估计.并以Valley Transportation Authority（VTA） BRT和智能驾驶系统作为数据源进行实验.实验结果表明,本文提出的估计主干道性能的方法非常有效.其中根均方误差（RMSE）和根均方百分比误差（RMSPE）分别为49s和9%,LOS估计的精度高达73%.     

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混合Logit模型具有较高的灵活性,其效用变量的系数可以服从正态分布、对数正态分布、SB分布等多种形式. 本文以北京市居民出行调查数据为基础,建立交通方式选择的混合Logit模型,允许系数取不同分布类型的组合,采用极大模拟似然法完成参数估计. 在模拟中使用拟随机数序列计算模拟概率,首先使用变序Halton序列给出几种高精度的结果,进一步采用MLHS（Modified Latin Hypercube Sampling）方法对其中最好的假设模拟求解,为效用变量的系数确定了合适的随机分布函数. 参数的估计值清晰地解释了影响人们出行的各种因素.     

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交通流信息诱导能提高区域交通运行效率。本文在区域交通流信息诱导建模理论基础上,基于调研数据,利用VISSIM软件对北京市西南二环内某区域交通进行仿真,对比评价交通流信息诱导措施实施前后的区域道路交通流运行状况,通过5种不同场景分析,结果显示当I.A南进口左转车受诱导量从10%增至30%时,其南进口左转车流旅行时间的降低幅度从18%变至减少42%,延误从234s降至164s,在保证对区域内其他路段干扰较小的情况下,有效缓解I.A南进口左转车流的拥堵。     

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为解决移动交通流检测技术中无法合理确定出探测车样本比例的问题，提出了既满足交通流参数估计需求又达到一定路网覆盖率的探测车样本比例综合模型，该模型包括定位误差、探测车数据上传间隔、数据分析时长、路段交通流特性、路段长度、道路类型等多个影响因子，论证了在探测车数据无误差情况下路段平均速度估计时探测车占交通流的比例与其他因子之间的相互关系，VISSIM仿真数据表明利用该模型确定的探测车样本数据可有效实现路段平均速度估计。     

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为了推动浮动车交通信息采集与处理技术的深入研究、沟通交流和推广应用，本文在概括总结国内外研究及应用现状的基础上，重点描述了基于浮动车运行数据进行实时旅行时间和平均速度估计及预测、拥堵状态判断的核心流程，介绍了国家智能交通系统工程技术研究中心自主研发的创新性的关键技术，其中主要包括浮动车地图匹配算法和路段旅行时间估计算法等，展望了浮动车交通信息采集与处理技术的应用前景。     

基于实时数据的路网行程时间可靠度模型研究

道路行程时间可靠度是衡量城市道路交通服务质量的指标之一。本文分析和处理道路实时交通数据．统计其行程时间的分布,并拟合行程时间的分布曲线。以此为基础,构建行程时间可靠度模型,并进行案例分析。本文研究得出：路段的行程时间服从正态分布;出行者要求可靠度越高,需要预估的行程时间就越大;即使出行者期望的可靠度相等,对应不同的出发时刻预估行程时间也不同。     

先进出行信息下事故对行程时间可靠性的影响

定义路径行程时间可靠性为在交通事故期间内平均路径行驶时间小于事故前路径出行时间乘以可接受拥堵水平的概率,由此导出路网行程时间可靠性.假定事故持续时间服从正态分布并将研究时域划分成相同的时段,在先进出行信息下,利用元胞传输模型进行路段流量加载,给出了每一个时段内路径行程时间的递推式,并在每一个时段内更新1次路径出行时间,出行者根据更新的出行时间运用Logit模型进行路径决策,最后基于Monte-Carlo法模拟求解路网行程时间可靠性.算例结果表明,行程时间可靠性随事故持续时间和方差及需求的增加而减小;可靠性随可接受拥堵水平的增加而增加;在拥堵网络中,包含事故路段的OD间需求越高,可靠性越低.     

随机时变特征下基于行程时间的路径选择算法

基于南京市实测数据分析了道路交通流实际随机、时变特征,证实现有行程时间最短路径算法相关研究中对道路交通流的随机、时变特征的假设与实际不符.以反例论证道路交通流实际随机、时变特征下,自适应算法(Adaptive Routing Policy)在求解行程时间最短路径方面的无效性.针对交通模式时段内道路交通流随机、时间无关的特征,以及路段行程过程中行程时间的确切概率分布难以知晓的实际情况,提出基于历史概率分布的历史期望行程时间最短k路径基础上的考虑风险衡量及当前道路实际交通流状况的路径选择算法.     

基于建成环境和低频浮动车数据的路段行程时间估计

将城市道路周边建成环境的相关属性作为路段行程时间的解释变量,结合城市低频浮动 车数据,在不需要速度等GPS信息的条件下研究建成环境属性因素对路段行程时间的影响。同 时,给出一种新的路段行程时间分布估计方法,即利用路段车辆数的分布代替路段长度作为路段 行程时间的分配比例系数,得到路段行程时间的分布情况。为验证所提方法的正确性,以辽宁省 丹东市振兴区锦山大街为例进行分析,用极大似然估计法得到各类建成环境对行程时间的影响 参数值,并对比研究路段在有、无建成环境影响下的行程时间。结果表明：道路周边的建成环境 会在不同时段导致路段行程时间显著增加,学校的影响时间段主要在6:00-7:20,医院、诊所集中 在7:00-8:00,交叉口造成的行程时间增量在研究范围内整体较为平均。通过似然比检验,验证了 将建成环境变量作为路段行程时间影响因素的可靠性。     

出行时耗预算机理解析

从20世纪60年代开始,一些学者发现城市居民人均日出行时耗在不同年份表现出一定的稳定性;扎·哈维提出日平均出行时耗预算相对恒定假设。首先,通过国内外全日、单次出行平均时耗变化的历史数据,验证了出行时耗的相对稳定性。在解析出行时耗相对恒定形成机理的基础上,重点分析单次通勤出行时耗分布机理,并提出相应的模拟公式。同时,探讨交通拥堵状况对出行时耗分布的影响作用,分析表明较小的出行时耗增加可能隐含较大程度的交通拥堵。最后指出,应结合中国城市居民的出行时耗预算,为其适宜的交通模式规划路网和城市用地布局。     

城市快速路行程时间的统计分析与预测

实时交通预测分析一直是ITS领域一个重要的研究课题,它的研究进展也直接影响着ITS子系统ATMS（Advanced Traffic Management System）的实施。文章以北京二环快速路为研究对象,先使用浮动车数据计算出路段在不同时段的行程时间,再采用统计分析方法得出目标路段在相同时段下的行程时间的分布规律;在此基础上,对相同时段不同路段、相同路段不同时段的行程时间分布测度进行对比分析,并将其和道路服务水平进行对照,得出了若干有意义的结论和建议;最后,对行程时间计算结果进行了检验和评价,证明了计算结果的准确性。     

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城市道路交通运行状况信息（路况信息）的准确、实时的获取和处理是交通诱导、交通控制等应用的基础。而路况信息一般用路段平均通过时间和平均速度来表示。本文在分别对基于平均速度和基于平均通过时间的算法误差分析的基础上，提出了基于浮动车技术的城市路况计算方法。并利用广州市出租车综合管理系统提供的浮动车数据，结合车牌计时和跟车测试等实验对该方法的有效性进行了验证。实验结果表明本文所提出的方法是有效且实用的。     

基于行程时间的车辆通行连续性分析

定点检测器采集的路段行程时间样本中通常包含连续通行和非连续通行两部分,针对连续通行样本的识别,传统的固定阈值方法无法提供合理的结论.将行程时间样本时间序列化后,利用其差值的平稳随机性质,采用基于统计学的离群点检测的参数方法分离样本比传统方法更加科学有效.通过实证分析,非连续通行样本的占比是一种能够分离样本的指标.关联性分析的结论表明,该指标在4 分钟车程长度以内的路段中取值平稳,在4 分钟车程长度以上的路段中取值则受到道路等级、路段长度、交通运行状态、区位用地性质等多种因素的综合影响.     

基于网格交通状态分类的行程时间规律挖掘与计算

在出租车轨迹数据挖掘的基础上，本文提出基于网格交通状态的行程时间计算方法。在区域网格化的基础上，利用出租车全球定位系统(Global Positioning System, GPS)数据构建区域网格宏观基本图，并对宏观基本图的流量-密度关系进行拟合；进而使用高斯混合聚类法，将区域交通状态分类为畅通、轻度拥堵和重度拥堵。对不同交通状态网格的行程时间进行挖掘分析，发现3类交通状态下网格行程时间表现出不同的分布特征，畅通、轻度拥堵和重度拥堵的最佳行程时间分布分别为Gamma分布、Weibull分布和对数正态分布；通过不同状态网格行驶时间联合概率密度分布的近似拟合推导出路径网格行程时间概率密度模型。本文提出的方法可以快速计算一 定可靠度条件下的行程时间，对不同线路和时间内的案例分析结果表明，该方法对路径行程时间估计的平均绝对误差在1%~16%，可以为交通诱导与未来导航提供技术方法支撑。     

考虑自行车步行影响的交通平衡综合分析模型

步行和自行车等外界因素对机动车流的影响也具有随机性,但是这种影响更多地表现为可预见性和可控制性(尤其从交通管理的角度来看),可以说这种影响将导致可预见性的路段实际通过能力降级,并且可预见性特征使得这种影响不同于随机用户平衡中路段旅行时间的感知误差.笔者通过区分路段通过能力降级因素为内因(路段上车流量增加导致道路服务水平降级)和外因(由与路段上与车流量无关的外部因素,如随意过街人流、自行车流等外部因素,引起的道路通过能力降级),并且区分路段旅行时间为通行能力降级路段上行程时间和排解交通拥堵花费的滞留时间两个构成部分的基础上,建立了考虑自行车步行影响的交通平衡综合分析模型;通过对路段参数敏感性分析和实例对照,既展示了该综合分析模型-路径期望旅行时间平衡分析模型与确定性网络用户平衡分析模型的差异性,又展示了路径期望旅行时间平衡分析模型能较好地再现人们对道路路段通行能力降级情形下的车流路径选择行为.