局部比较的变点统计理论及其在交通流突变研究中的应用

交通流变点就是交通流模型中的某些参数起突变化之点，在变点附近的局部中，某种量有了显著的变化，而在非变点的局部中，量保持稳定，本文针对ITS开发，依据交通流理论并结合均值变点模型，建立用局部比较的方法分析交通流突变的变点统计理论，利用某种交通流参数构造有针对性的统计量并考察它在各个局部内的变化，取其显著之处作为突变发生位置的估计，使用实测数据对算法进行标定和检验，证明方法的有效性。     

交通流非线性回归模型的变点统计分析

以往的交通流状态辨识主要集中在交通流状态预辨识(即交通流预测)和实时辨识(即事件检测或交通流突变检测)上,在一定程度上忽略了对交通流变量规律的辨认.依据交通流理论,采用非线性回归模型变点的统计方法,对变点识别的关键问题进行了分析.结合淄博市中心路的实地数据对本方法进行了标定和检验,验证了方法的有效性和可行性.     

基于改进递归小波变换的交通流异常点与变点检测算法

为准确界定交通流状态,辅助交通管理者对交通异常事件进行及时处理,提出了一种基于改进递归小波变换的异常点与变点快速检测算法,并将其应用于交通流实时监控与预警。首先,对历史交通流序列建立自回归模型,将残差序列的标准化有效分数向量作为统计量,利用3-Sigma原则,提出为统计量差分时序设定监控阈值的方法,实现了交通流状态的实时预警。其次,利用改进递归小波变换统计量,结合小波复合信息并综合考虑真实变点与估计变点之间的差异,选取小波变换特征频率与最优搜索长度,快速检测并估计交通流异常点与变点,实现了交通流状态的在线监控。最后,仿真试验和实例分析验证了算法的合理性与可行性。研究结果表明:设定的阈值对交通流变化趋势掌控明显,能够对交通异常状态进行及时预警;结合特征频率的复小波变换信息,能够有效检测并区分交通流异常点与变点;与基于有效分数向量的传统变点检测算法相比,算法的检测性能在延迟与收敛性两方面均有明显改善。该算法能够对交通流状态进行在线监控,这将为断面车流实时预警提供支持。     

突发事故条件下道路交通流早发性失效机理研究

为了探究突发事故条件下道路交通流早发性失效机理,采用尖点突变模型建立了交通流早发性失效分析模型。首先,将尖点突变模型变量与交通流参数一一对应,建立了交通流尖点突变模型与实际道路交通运行状态的映射联系,并针对系统状态控制点在平衡曲面上的运动路径与交通流状态演变过程进行了对应分析。随后,引入分叉系数、包围系数及失效阈值边界3个参数定量描述了分叉集,旨在全面、细致地刻画分叉集的特征,揭示分叉集特征对系统状态控制点运动路径的实际影响。基于实测数据,建立了同一路段上有、无事故2种场景下的交通流尖点突变模型,通过最小二乘法拟合得到模型相关参数,并以此为基础推导计算得到2种场景下分叉集的特征参数。采用定量与定性分析相结合的方式对2种场景下交通流系统的演变进行了对比分析,进而揭示了突发事故条件下交通流早发性失效机理,并提出了相应的早发性失效预测方法。最后,结合2种场景下短时交通流参数时序变化路径进行了验证性分析,证明了所采用方法的可行性及合理性。     

基于尖点突变理论的高速公路交通流状态判别方法

为准确掌握高速公路交通流的运行状态及变化规律,给驾驶人和高速公路管理者提供科学决策依据,通过分析传统交通流计算模型存在的不足,对现有高速公路交通流状态划分方法和基于尖点突变理论的交通流模型进行改进,并引入混沌状态和突变区间的概念,同时添加大车混入率作为改进后的模型参数,得出不同大车混入率下混沌流状态、自由流状态和非自由流状态下的判别标准。以八车道高速公路标准路段为例,借助VISSIM交通仿真软件模拟车流的实时运行状态及变化过程,计算获得仿真情形下不同交通流状态的判别标准和方法。通过对典型高速公路代表性路段实测数据的统计分析,验证了判别标准和方法的合理性与可行性。研究结果表明:交通流在自由流和非自由流状态之间转变时,存在着一种短暂的突变,呈现出一种混沌流的状态;大车混入率对行车速度和时间占有率影响明显,可以对应获得混沌流、自由流和非自由流状态的判别标准;将仿真所获得的交通流状态界定标准与中、美高速公路服务水平划分标准进行对比,自由流状态处于二级或C级及以上服务水平,而且对自由流服务水平的标准要求更高。该方法对于高速公路运营管理、养护路段划分、安全性评价等具有科学、便捷、实用、可行的实际意义。     

理论.方法.数据：交通流模型成功三要素

本文通过分析现代交通流模型研究中存在的问题，指出认识理论，方法和数据在交通流模型研究中地位问题的必要性，提出并论述：在交通流模型研究中，交通流行为理论是基础，方法是工具，数据是原料，三者缺一不可，构成交通模型成功的三个必要因素；同时，对理论，方法和数据使用中存在的问题进行了详细分析并试图提出相应的解决途径。     

基于燕尾突变理论的拥挤控制模型研究

为了解决日益严重的道路交通拥挤问题,通过对城市道路拥挤情况的分析,基于燕尾突变理论讨论交通流预测问题,同时考虑时间因素和不同车辆对交通流的影响,建立相关模型分析拥挤状态附近的突变现象,进而提出缓解城市交叉口拥挤的方案。     

城市高架道路出口匝道路边型接地纵向位置研究

章在分析城市高架下匝道接地点前方交通流特性基础上，针对典型的匝道接地类型，建立了衔接区通行能力和长度的关系模型，以通行能力均衡性为约束条件，建立了匝道接地点纵向位置的计算模型，利用Visual C 编写了计算程序，对算例进行计算、分析，使模型得到了论证。对于其它类型的匝道接地模式，也可以采用该方法进行接地位置研究。     

高速公路短时交通流预测方法对比分析

高速公路短时交通流预测对于高速公路智能管控具有重要意义。通过总结不同文献中关于高速公路短时交通流预测的研究内容，发现了目前高速公路短时交通流预测研究存在的不足，给出了高速公路短时交通流预测的流程，对高速公路短时交通流预测模型进行了分类比较，明确了不同模型的适用场景和优缺点，通过具体案例数据分析比较了KNN模型、SVM模型、LSTM模型的预测精度，研究发现KNN模型的预测精度最高，明确了数据质量和算法精度是交通流预测的关键。本研究可以为高速公路短时交通流预测发展提供借鉴。     

一种基于交通熵的交通流无序度量方法

交通流无序转化过程的研究需要对交通流无序进行定量的描述。为了定量描述交通流无序，通过对有序、无序概念的分析，给出了一种交通流无序的定义；在此基础之上，应用交通熵理论提出了一种交通流无序的度量模型，并应用该交通流无序度量模型对实际道路交通流无序阂值作了分析。计算了9种不同道路交通流的无序阈值，通过其结果比较分析，得出一个基本结论：当阈值N为1．10时，实际道路交通流为交通流无序状态。此时，车速一般小于设计车速的30％。该模型成功地解决了交通流无序度量问题，为交通流有序与无序之间的转化过程研究提供了理论基础。