基于移動源數(shù)據(jù)的城市路網(wǎng)行程時間可靠性評價模型與算法.pdf

1、道路運行質(zhì)量的好壞已經(jīng)成為影響城市功能正常發(fā)揮和城市可持續(xù)發(fā)展的一個全局性問題。目前，路網(wǎng)可靠性作為一種概率型評價指標(biāo)，在城市道路交通系統(tǒng)運行狀態(tài)評價領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。特別是行程時間可靠性評價技術(shù)，由于它能夠準(zhǔn)確地描述行程時間的波動性，從而得到出行者、政府管理部門和交通專家的廣泛重視，成為路網(wǎng)可靠性研究的熱點問題。同時，移動檢測技術(shù)的發(fā)展，為實時、動態(tài)、準(zhǔn)確地獲取行程時間數(shù)據(jù)提供了可能。 本文在對移動源數(shù)據(jù)進行分析、挖掘的基礎(chǔ)

2、上，建立了城市路網(wǎng)行程時間可靠性評價模型與算法，從而為我國城市路網(wǎng)的運行狀態(tài)評價提供了一種新的方法。 本文的主要研究成果包括： 1、提出了路段行程時間可靠性評價指標(biāo)設(shè)計的全面性、系統(tǒng)性、實用性原則，分析了現(xiàn)有的路段行程時間可靠性評價指標(biāo)缺乏對路段功能進行準(zhǔn)確界定的缺陷，利用服務(wù)水平及其對應(yīng)的期望行程時間對路段功能進行了準(zhǔn)確界定，給出了路段行程時間可靠性評價指標(biāo)的定義。 2、分別采用正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、伽瑪分布

3、、威布爾分布四種常用的可靠性分析模型，對不同月份、不同日期、不同道路等級的路段在早高峰時段的行程時間的概率密度函數(shù)進行曲線擬合，結(jié)果表明：對數(shù)正態(tài)分布的擬合效果最佳。在此基礎(chǔ)上，建立了路段行程時間可靠性評價的“對數(shù)正態(tài)分布可靠性模型（LOGNR）”。 3、分析了交通流量、速度、密度三者之間的關(guān)系，結(jié)合路段行程時間的分位數(shù)計算，確定了以北京市為代表的我國大城市路網(wǎng)各等級道路可接受的服務(wù)水平對應(yīng)的期望行程時間上限。 4、基于

4、隨機抽樣理論以及正態(tài)總體均值和標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)間估計理論，建立了面向路段行程時間可靠性評價的移動源數(shù)據(jù)樣本量下限數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計了模型求解的啟發(fā)式算法。在此基礎(chǔ)上，計算了典型路段行程時間可靠性評價所需的最小樣本量。 5、針對單一的移動源行程時間數(shù)據(jù)獲取條件，將改進的隨機插補方法與期望最大化（EM）算法相結(jié)合，建立了缺失數(shù)據(jù)條件下、基于EM算法的路段行程時間可靠性評價模型的參數(shù)估計方法。在此基礎(chǔ)上，對比了EM算法和基于完全觀測數(shù)據(jù)的極大

5、似然估計（ML）方法、基于隨機插補數(shù)據(jù)的ML方法的效果，證實了EM算法的優(yōu)越性。 6、根據(jù)對數(shù)正態(tài)隨機變量之和的概率分布特性——“當(dāng)隨機變量服從對數(shù)正態(tài)分布時，對數(shù)正態(tài)隨機變量之和也服從對數(shù)正態(tài)分布”，建立了路徑行程時間可靠性的“對數(shù)正態(tài)和分布可靠性模型（SLOGNR）”。模型分別考慮了路段之間相互獨立和路段相關(guān)兩種情況，給出了相應(yīng)的計算公式。 7、分析了出行者的隨機路徑選擇行為，對Logit路徑選擇模型和算法進行了改進