基于擁堵轉(zhuǎn)移矩陣的城市擁堵路段預(yù)測方法研究
本文選題:突發(fā)擁堵路段 切入點(diǎn):交通流轉(zhuǎn)移概率 出處:《東北大學(xué)》2014年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:近年來,人口出生率和機(jī)動車占有率不斷增加,城市機(jī)動車數(shù)量迅猛發(fā)展,道路資源建設(shè)相對滯后,導(dǎo)致城市交通擁堵日益嚴(yán)重,城市擁堵路段預(yù)測成為智能交通系統(tǒng)的一個基本功能。準(zhǔn)確的預(yù)測城市擁堵路段,不僅可以使出行者更好的選擇出行線路,而且可以減少尾氣排放,達(dá)到節(jié)約時間、經(jīng)濟(jì)、能源,保護(hù)環(huán)境的目的。雖然對于擁堵路段預(yù)測的研究已經(jīng)存在了相當(dāng)長的一段時間,但是在速度、準(zhǔn)確性、可擴(kuò)展性等方面仍不完善,尤其是突發(fā)事件的出現(xiàn)使擁堵路段預(yù)測的準(zhǔn)確性大大降低。為了解決上述問題,本文提出一種新的基于擁堵轉(zhuǎn)移矩陣的城市擁堵路段預(yù)測模型,該模型與其他大部分交通流預(yù)測模型明顯的不同是它結(jié)合了相鄰路段的交通流信息進(jìn)行擁堵路段的預(yù)測,得到較好的預(yù)測效果。本文的主要貢獻(xiàn)包括:首先,針對擁堵路段間具有時空因果關(guān)系的特點(diǎn),提出對城市擁堵路段預(yù)測建立數(shù)據(jù)模型的具體算法。將GPS軌跡集按照周期和時間框架分類,挖掘不同時間框架內(nèi)的擁堵路段和交通流轉(zhuǎn)移概率。其次,提出擁堵轉(zhuǎn)移矩陣的概念。擁堵轉(zhuǎn)移矩陣記錄了具有時空因果關(guān)系的擁堵路段對之間的擁堵轉(zhuǎn)移概率。為每一個時間框架建立一個擁堵轉(zhuǎn)移矩陣,從而為擁堵路段的預(yù)測做準(zhǔn)備。再次,提出對突發(fā)擁堵路段的處理方法。該方法利用突發(fā)擁堵路段和與其相鄰路段之間的交通流轉(zhuǎn)移概率預(yù)測下一時間框架內(nèi)它們中可能發(fā)生擁堵的路段,提高預(yù)測準(zhǔn)確率。最后,在全概率理論的基礎(chǔ)上,提出利用擁堵向量和擁堵轉(zhuǎn)移矩陣相乘的方法進(jìn)行一步或多步擁堵路段的預(yù)測。通過實(shí)驗(yàn)評估,驗(yàn)證了本文提出的基于擁堵轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測城市擁堵路段算法的有效性和高效性。
[Abstract]:In recent years, the birth rate and the share of motor vehicles have been increasing, the number of motor vehicles in urban areas has developed rapidly, and the construction of road resources has lagged behind, which has led to the increasingly serious traffic congestion in cities. Prediction of urban congested sections has become a basic function of its. Accurate prediction of urban congested sections can not only make travelers better choose travel routes, but also reduce exhaust emissions, thus saving time and economy. Energy, the purpose of protecting the environment. Although the research on the prediction of congested roads has existed for quite a long time, it is still imperfect in terms of speed, accuracy, extensibility, etc. In order to solve the above problems, a new urban congestion section prediction model based on congestion transfer matrix is proposed in this paper. The difference between this model and most other traffic flow forecasting models is that it combines the traffic flow information of adjacent road sections to predict congested sections and gets better prediction results. The main contributions of this paper are as follows: first of all, In view of the spatial-temporal causal relationship between congested sections, a data model for urban congested road sections is proposed. The GPS trajectory sets are classified according to the period and time frame. Excavate the probability of traffic flow transfer in different time frame. Secondly, The concept of congestion transfer matrix is proposed. Congestion transfer matrix records the probability of congestion transfer between congested road pairs with temporal and spatial causality, and establishes a congestion transfer matrix for each time frame. To prepare for the prediction of congested roads. Again, This method uses the probability of traffic flow transfer between sudden congested sections and its adjacent sections to predict the possible congested sections in the next time frame, and improves the accuracy of prediction. Based on the theory of full probability, the method of multiplying congestion vector and congestion transfer matrix is proposed to predict one-step or multi-step congested road sections. The effectiveness and efficiency of the proposed algorithm based on congestion transfer matrix are verified.
【學(xué)位授予單位】:東北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:U491
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,本文編號:1572034
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