基于分形插值函数的路面构造模拟方法研究

通过对分形插值函数构成算法和纵向压缩因子取值方法的研究,给出了基于分形插值函数的路断面构造模拟方法和MATLAB语言编制的模拟流程图;对SMA-13马歇尔试件断面构造的拟合分析表明,实际路面断面构造和分形插值曲线在精度范围内具有一致的分维数,说明分形插值方法对路面断面构造等不规则曲线的拟合具有良好的适用性。     

高速公路交通流的分形维数与相空间重构预测

对成渝高速公路短时交通流通过计算不同时间尺度下Hurst指数而等到其相应的分形维数,结果表明,时间间隔越短的交通流,其分形维数越大,结构越复杂.由于时间间隔越短的交通流随机性大和复杂的结构,所以预测也就越困难.提出了一种新的基于相空间重构和移动平均相结合的预测方法——移动平均最近邻域法,从理论与实际数据两方面分析和验证了该方法对短时交通流预测的有效性.     

高速公路交通流的分形维数与相空间重构预测

对成渝高速公路短时交通流通过计算不同时间尺度下Hurst指数而等到其相应的分形维数,结果表明,时间间隔越短的交通流,其分形维数越大,结构越复杂.由于时间间隔越短的交通流随机性大和复杂的结构,所以预测也就越困难.提出了一种新的基于相空间重构和移动平均相结合的预测方法——移动平均最近邻域法,从理论与实际数据两方面分析和验证了该方法对短时交通流预测的有效性.     

航空货物运量分形预测及R／S分析

航空货运量预测是航空公司运力安排的重要参考。本文根据分形拼贴定理,由分形插值方法求取一个吸引子与航空货运量历史数据相近的迭代函数系统,建立分形预测模型,对航空货运量进行预测。预测结果表明,该方法不存在收敛性问题,数据收集简单,具有较好的实用性。货运量时间序列R/S分析进一步表明了预测值的合理性。     

短期交通流的局部分形研究

根据短期交通流的混沌与分形特征，提出利用时间序列的最小覆盖维方法分析其局部分形特性，研究了最小覆盖维与短期交通流量波动的关系，运用最小覆盖维估计交通流的发展和变化趋势。     

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城市交通诱导与控制需要短时交通流预测作为依据,当预测时间小于5 min时,常用的短时交通流预测方法往往难以满足精度要求. 为了提高短时交通流预测的精度,针对短时交通流的非线性特征,采用基于分形的方法可以缩短预测时间、提高预测精度. 在G-P算法基础上,本文利用欧式模定义相空间任意两点间的欧式距离,并采用筛选法计算备选点的欧式距离,以此提高计算速度,使预测2 min内的交通流成为可能. 以北京西直门至阜成门段一天的断面交通量为实例,应用基于分形的短时交通量预测算法,对712个有效数据点的后30点进行预测,预测精度达到92％以上.     

交汇航路空中交通流的非线性特征研究

针对空中交通流仿真、预测与控制工作中普遍需要空中交通流时空动态基本特征的问题,从混沌与分形角度对交汇航路交通流量时间序列的非线性特征进行了研究.首先,提出了一种基于航路网络结构的交通流识别方法,构建了不同时间尺度下交通流量时间序列;其次,在相空间重构的基础上,利用最大Lyapunov指数定量判断了交通流中混沌特征的存在,并利用递归图分析了不同时间尺度下交通流量时间序列的混沌特征;最后,通过计算关联维数,研究了不同时间尺度下流量时间序列的分形特征.研究结果表明:不同时间尺度下交通流量时间序列均具有混沌特征;当时间尺度为5 min时,流量时间序列的混沌特征最为显著;随着时间尺度增大,流量时间序列的随机性增强,且对系统复杂性的表现能力变弱.     

北京城市网络交通流混合流量建模

针对北京城市网络交通流的统计特性,提出了一种新颖的混合流量模型,通过三类交通流量的组合得出:M型日均流量、振荡幅值符合时变Super-Gaussian分布的分形随机波动和到达率符合Poisson分布的流量"尖峰",以此来描述实际的交通流.通过该模型得出北京市交通流数据的去日平均概要曲线,对去日概要曲线进行离差统计分析可以较好地反映实际观察的交通流"尖峰"现象,这种现象和Internet通讯流的研究结果相符.进一步对交通流"尖峰"的到达规律进行研究发现,"尖峰"到达时间间隔呈负指数分布,并且这种随机波动具有与高速公路交通流相似的多分形特性.对交通流"尖峰"的认识和其到达率的结论对于进一步理解城市交通流复杂现象的起因和特性,提高交通流预测和仿真效果有着重要作用.     

基于最大Lyapunov指数改进算法的交通流混沌判别

提出了一种快速判别交通流混沌的最大Lyapunov指数改进算法．该算法首先用关联积分法（C-C方法）和Cao方法确定重构相空间的两个重要参数：嵌入维数m和延迟时间，再用小数据量方法计算时间序列的最大Lyapunov指数．这种算法不仅能够很好地重构原始时间序列的特性，并且能够避免Wolf方法的局限性．应用最大Lyapunov指数改进算法对仿真交通流和实测交通流的时间序列进行了混沌判别，结果表明，基于跟驰模型的仿真交通流和实际交通流中存在混沌现象，最大Lyapunov指数改进算法是准确判定时间序列是否具有混沌特性的一种有效方法．     

基于TransCAD的物流园区货运交通流分配研究

物流园区作为城市实现物流功能的货物集散中心,其货运交通流特性与一般的城市交通流有所不同,传统的交通流分配方法不能完全适用于物流园区的货运交通流分配。选取物流园区货运交通流为研究对象,采用精度较高、结构较为简单的交通流用户平衡模型框架,以传统的BPR(Bureau of Public Road)函数为基础,从道路等级、道路混流特性和交通流时间分布不均衡性3个因素对BPR函数进行改进,设计出符合物流园区特性的路阻函数,最后运用TransCAD软件验证模型与函数的科学性与合理性。     

分形方法在地形数据内插中的应用

简述了分形、迭代函数系统（ＩＦＳ）及分形布朗运动的基本概念,介绍了基于迭代函数系统和分形布朗运动的分形内插方法,并给出了具体算法和应用实例。     

分形理论在曲线插值中的应用

传统的线性插值方法具有各自的优缺点及适用性,但都不能很好地兼顾线性地物本身的不规则性。故从初始点选择、迭代次数和分形维度这三个主要方面考虑,对分形插值算法进行实验。通过对结果的比较分析,得到一些有益的结论,它们对于分形理论应用于地形中的线状地物的插值具有一定的参考价值。最后,通过一个实例证明分形插值比其它插值方法具有很大优势。     

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分形理论已经成为研究城市形态复杂性的有力工具，相对于较多区域层面的城市体系和交通网络的分形研究而言，单个城市内部交通网络的分形研究较少。本文根据1980、1995和2004年大连市基础地图，运用分形理论，采用长度-半径和分支-半径相结合的方法刻画大连城市交通网络时空演变特征。结果表明：随着城市规模的扩大和城市交通网向郊区的推进，大连城市交通网络分形特征在时空尺度上都越来越明显，主城区内外之间的分维差值亦有所减小，网络连通性大幅提高，但具有明显分形特征的无标度区范围无明显变化。这既与大连独特的地形地貌有关，同时表明在大连组团式城市空间格局转变中，主城区发展已由扩容为主转向改造提升为主的功能置换阶段，以主城区为中心的各组团彼此紧密联系，互动发展。文章在此基础上对照已有研究成果体现了分形理论在大连这类港口城市交通网络应用中的特殊性。     

基于改进低秩矩阵补全的交通量数据缺失值插补方法

提出了一种低秩矩阵补全的改进方法以研究道路交通量数据缺失值插补问题。应用基于核范数的低秩矩阵补全对交通量数据矩阵中的缺失值进行第1轮插补; 通过层次聚类算法将交通量数据划分为不同类别, 使得同类中的数据具有较强相关性, 异类中的数据具有较弱的相关性; 在每类样本上应用低秩矩阵补全得到缺失值的第2轮插补; 为了减少聚类数的影响, 提出最小二乘回归集成学习方法将不同聚类数下的插补结果进行融合, 得到最终的交通量数据插补结果; 用美国俄勒冈州波特兰市的交通量数据比较了5种方法的插补误差, 并分析了不同聚类数和距离度量方法的影响。研究结果表明: 在完全随机缺失模式下, 缺失率为10%~60%时, 其相对于传统的低秩矩阵补全模型的插补误差降低了5.93%~9.11%;在随机缺失和混合缺失模式下, 插补误差也分别降低了8.32%~9.55%和8.14%~9.20%;集成不同聚类数下的多个插补结果比单一聚类数下的插补误差降低2.62%~4.76%。可见, 在3种数据缺失模式下, 改进低秩矩阵补全方法降低了交通量数据的插补误差, 能有效提高插补后交通量数据的有效性。      

A FRACTAL INTERPOLATION SPEECH CODING ALGORITHM

ＡＦＲＡＣＴＡＬＩＮＴＥＲＰＯＬＡＴＩＯＮＳＰＥＥＣＨＣＯＤＩＮＧＡＬＧＯＲＩＴＨＭ＊ＺｈｏｕＺｈｉｊｉｅ（周志杰）ＨｕＧｕａｎｇｒｕｉ（胡光锐）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖ．）...     

国内外实时交通流数据质量控制比较与分析

交通流数据质量控制可以保证从数据源所获得数据的正确性和完整性，并为数据的管理和应用提供可靠的数据基础，虽然历史数据修正方法和交通流理论修正方法能够用于质量控制，但难以实现推广应用。根本原因在于前者需要大量历史数据，引发了存储上的困难；后者需要针对不同路段进行重复建模，模型通用性差，且准确性难以评价，鉴于此，本文首先研究并设计了基于线性插值法的道路交通流数据质量控制方法，该方法主要以时间点邻近数据为参考，对交通流参数和时间点分别进行判别修正，其优点在于不需要大量的历史数据，且适用性和可操作性强，其次，本文建立了实时交通流数据质量控制平台，针对北京市和美国圣安东尼奥市的数据进行质量控制处理，归纳总结出国内外实时交通流数据在质量控制前后的特征及差异，证明该方法能够有效的解决数据质量问题，最后，本文针对实时交通流数据质量控制方法的选取、交通探测器选择和配置等方面提出了建议。     

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城市交通网络形态和城市空间形态间的相伴相生，互动滋长的演化过程，客观上要求城市交通网络能够适应城市社会经济活动的需求，城市交通网络形态能够与城市形态相互匹配协调。对城市交通网络形态进行定量分析有助于科学地从数量上认识和把握城市交通网络形态，从宏观上规划和控制网络的发展趋势，使得城市交通网络更好地匹配城市形态，更加经济、合理、有效地支持和促进城市发展。本文从城市形态结构“增生和替代”的变化方式和城市形态“向外扩展”和“内部重组”的双重演变过程，阐述了城市形态和城市交通网络形态的互动滋长演变关系及其形态相似性；本文首次明确提出了城市交通网络形态计量问题，并根据分形几何学的基本原理，提出了容量维数、覆盖维数、阻抗维数和分枝维数四个分形维数指标，分别对交通网络的容量水平、出行服务覆盖状况、网络整体可达性及网络结构的复杂程度及其变化特征进行数学描述，建立了交通网络特征的分形计量方法。通过对北京、墨西哥和莫斯科三城市轨交网络的测算表明，该方法能够较好地刻画不同形态类型交通网络的主要形态特征。