高速公路网络中的交通流

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高速公路的交通流量与通行能力分析

高速公路的交通流量与通行能力分析

高速公路的交通流量与通行能力分析高速公路作为现代交通网络的重要组成部分,其交通流量和通行能力的分析对于交通规划、设计和管理具有重要意义。

本文将重点讨论高速公路的交通流量特征和通行能力分析方法。

一、交通流量特征高速公路的交通流量特征是指一定时间内通过高速公路的车辆数量和车辆运行速度等。

交通流量特征的分析可以帮助交通管理者了解高速公路的交通状况,进而采取相应的措施来提高通行效率。

1. 车辆流量密度车辆流量密度是指单位时间内通过某一截面的车辆数量。

通常使用单位时间内通过公路某一截面的平均车辆数来表示,单位为辆/小时。

通过测量和统计不同时间段的车辆通过数量,可以分析不同时间段高速公路交通流量的变化趋势。

2. 车速车速是指车辆在高速公路上行驶的速度。

车速的分析可以反映交通流畅程度和车辆运行的平稳性。

通过测量车辆通过某一截面的时间和距离,可以计算出平均车速。

3. 通行能力通行能力是指高速公路上单位时间内能够通过的最大车辆数。

通行能力的分析可以评估高速公路的通行效率和运输能力。

常用的衡量通行能力的指标包括小时通行能力和车道通行能力。

二、通行能力分析方法通行能力的分析需要借助一些数学和统计方法,下面介绍几种常用的通行能力分析方法。

1. 瓶颈分析法瓶颈分析法是通过分析高速公路上可能形成拥堵的瓶颈段来评估通行能力。

根据车辆流量密度和车速的关系,确定瓶颈段的位置和通行能力,并提出相应的改善方案。

2. 录像观察法录像观察法是通过摄像机对高速公路上的交通流进行录像,然后通过观察和分析视频资料来估计通行能力。

该方法可以获得较为准确的交通流量和车速信息,但需要进行大量的数据处理和分析工作。

3. 车辆探测器法车辆探测器法是通过在高速公路上安装车辆探测器,实时监测车辆通过信息,进而计算交通流量和车速。

该方法可以提供车辆通过时间和距离等详细信息,有较高的精度和准确度。

4. 仿真模拟法仿真模拟法是通过建立交通流模型,模拟高速公路上车辆的运行规律和交通流动态,从而评估通行能力。

高速公路交通流与车辆流量的分析与预测

高速公路交通流与车辆流量的分析与预测

高速公路交通流与车辆流量的分析与预测随着城市化进程的迅速发展,高速公路交通流和车辆流量的分析与预测成为了交通管理和规划的重要课题。

对交通流和车辆流量进行准确的分析和预测,可以帮助交通管理者和规划者制定更有效的交通控制措施和道路规划,提高交通运输系统的效率和安全性。

高速公路交通流是指在一段时间内通过高速公路的车辆数量。

而车辆流量则是指在某一路段上单位时间内通过的车辆数量。

为了进行交通流与车辆流量的分析和预测,我们可以借助于交通工程学中的一些方法和工具。

首先,我们可以通过交通流量观测点来收集实时的交通流数据。

这些观测点可以是车辆感应器、摄像头或人工采集。

通过这些数据,我们可以获取到不同时间段、不同路段的车辆流量情况。

同时,我们还可以根据这些数据推断出车辆的速度、密度和流量等指标,并进一步分析交通拥堵及其原因。

在分析交通流和车辆流量时,我们还可以借助于交通模型,如宏观模型和微观模型。

宏观模型主要用于对整个交通网络的分析和预测,而微观模型则更加关注个别车辆和道路的交互作用。

这些模型可以帮助我们理解交通系统的运行规律,并进行交通流量的预测和优化。

除了交通模型,数据挖掘和机器学习技术也可以用于交通流与车辆流量的分析与预测。

通过对大量历史交通数据的分析和建模,我们可以发现交通流量的一些规律和趋势,从而进行未来的流量预测。

同时,我们还可以利用这些模型来识别交通拥堵的原因,并制定相应的交通管理措施。

在进行交通流与车辆流量的分析和预测时,我们还需要考虑一些因素。

首先是交通需求的变化,如人口增长、城市发展、工业布局的变化等。

这些因素都会对交通流量产生影响,并需要在分析与预测中加以考虑。

其次是天气因素的影响,如雨雪天气、大风等都可能导致交通拥堵和车辆流量的变化。

最后是交通基础设施的变化,如道路改建、路段限行等都会对交通流量产生影响。

为了准确分析和预测交通流与车辆流量,我们还需要进行数据验证和模型校正。

通过与实际情况的比对,我们可以评估模型的准确性,并对其进行修正和改进。

高速公路交通流数据挖掘与分析

高速公路交通流数据挖掘与分析

高速公路交通流数据挖掘与分析随着交通工具的发展和道路基础设施的改善,现代交通越来越便捷、快速,但也带来了更高的交通密度和更复杂的交通状况。

在这样的背景下,如何更好地利用交通数据对交通状况进行分析,对路网规划和管理提供科学依据,成为了现代交通领域的热门话题。

其中,高速公路交通流数据的挖掘与分析,尤为重要。

一、高速公路交通流数据的来源及特点高速公路交通流数据的来源就是高速公路上的交通工具。

高速公路上的交通工具可以通过一些设备或传感器来提供诸如速度、车道占用、通行量等数据,这些数据可以被收集并用于后续的分析。

但是,高速公路上的交通工具的速度、方向等信息都是瞬时变化的,因此高速公路交通流数据的采集和处理需要高效、准确的技术手段和算法。

高速公路交通流数据的特点主要表现为以下几个方面:1、交通流数据具有时空关联性,在时间上存在一定的周期性和规律性;2、数据量大,需要借助计算机技术进行处理和分析;3、存在较大的数据噪声和缺失值,需要进行数据处理和补齐;4、数据具有不确定性,需要通过统计学方法进行信度分析。

二、高速公路交通流数据的挖掘与分析方法为了更好地利用高速公路交通流数据对交通状况进行分析,需要借助一定的数据挖掘与分析方法。

常用的方法主要包括:1、时空交通流分析法时空交通流分析法是基于GIS空间技术和交通流量空间可视化技术,对交通地理信息数据进行加工处理,并实现交通流量和速度空间可视化效果的一种交通信息处理方法。

可以快速生成高速公路交通流特性的空间可视化效果,对交通状况有较好的了解。

2、因子分析法因子分析法是利用统计学方法将一组相关的变量转化为一组不相关的因子的一种方法,可以根据高速公路交通流量、速度、占用车道数等多个指标的变化,进一步识别和建立交通流量模型,从而预测交通状况的变化趋势,分析交通拥挤度、瓶颈点等问题。

3、聚类分析法聚类分析法是通过对交通流量数据进行分类分析,得到不同类别交通流量的特性分布,从而对高速公路交通流量进行分群和分类,更好地理解高速公路交通流量的空间分布规律。

高速公路交通流模型

高速公路交通流模型

高速公路交通流模型在现代社会中,高速公路是连接城市之间的重要通道,对于保障交通畅通和提高交通效率起着至关重要的作用。

为了更好地了解和预测高速公路上的交通流量,交通工程师们通过建立交通流模型来研究和分析交通状况。

本文将介绍高速公路交通流模型的基本原理和常见方法。

一、交通流模型的概念和意义交通流模型是指通过数学和统计方法来描述和解析交通流量及其变化规律的理论模型。

它帮助我们深入了解交通状况,并为交通管理和规划提供科学依据。

交通流模型的研究可以帮助我们预测高速公路上的拥堵区域、优化交通信号灯配时、设计出行规划和交通策略等。

二、高速公路交通流模型的分类1. 宏观模型:宏观模型关注的是交通流整体特征,通常以路段为单位进行研究。

它主要基于流量、速度和密度等常规数据进行分析和建模,如流量-速度-密度关系模型、流量理论模型等。

2. 微观模型:微观模型则更关注个体车辆的行为,它模拟车辆在高速公路上的运动轨迹和交互行为。

通过对每辆车进行建模,可以更精细地研究交通流的细节,如车辆之间的相互干扰、换道行为等。

三、高速公路交通流模型的常见方法1. 线性模型:线性模型是高速公路交通流模型的基础。

它基于流量、速度和密度之间的线性关系进行建模和分析。

这类模型常用于高速公路的流量预测和拥堵状况评估。

2. 非线性模型:非线性模型相较于线性模型更能准确地描述交通流量与速度、密度之间的复杂关系。

例如,典型的非线性模型之一是LWR模型(Lighthill-Whitham-Richards模型),它能较好地模拟交通流的凝聚和扩散过程。

3. 混合模型:混合模型是将线性和非线性模型相结合,综合考虑了宏观和微观交通流的特征。

混合模型既能在整体上描绘交通流的行为,又能在局部上分析车辆的交互作用。

四、高速公路交通流模型的应用案例1. 交通拥堵预测:通过建立适当的高速公路交通流模型,可以对未来的交通拥堵情况进行预测。

这有助于交通管理者在实际操作中做出及时的调度和决策,以减少拥堵时间和改善通行效率。

高速公路交通流仿真模拟研究

高速公路交通流仿真模拟研究

高速公路交通流仿真模拟研究随着城市化进程的加速,交通问题越来越成为城市发展的瓶颈。

高速公路作为城市交通的重要组成部分,随着车辆使用量的不断增加和新技术的不断应用,其交通流状况也受到了越来越多的关注。

而高速公路交通流仿真模拟便成为了研究高速公路交通运行状态和进行规划管理的有效手段之一。

一、高速公路交通流高速公路交通流是指在高速公路上,车辆从一个点到另一个点的多个车辆的流动状态。

交通流可以分为三种状态,分别是完全自由流、阻塞流和拥堵流。

完全自由流即车辆在高速公路上以最大速度行驶,道路容量得到最大发挥;阻塞流是指汽车保持最小行驶速度,但车流量没有达到道路最大容量;拥堵流是指车辆密度超过道路的最大容量,车速降低,行驶效率降低。

高速公路交通流状态的变化与许多因素有关,例如车流量、车速、道路布局等。

因此,根据实际情况对高速公路交通流进行仿真模拟,有助于我们更好地了解局部区域的交通运行状况,能够为决策提供更科学的依据。

二、高速公路交通流仿真模拟的意义高速公路交通流仿真模拟是公路运输相关领域中的一项重要技术,其重要性体现在以下几个方面:1. 研究高速公路交通运行状态高速公路仿真模拟可以通过车流量、车速、路权等诸多要素来确定高速公路的交通运行状态,追踪和分析交通信息以判断交通状况是否达标,便于统计各种因素对交通流状态的影响,能够为政府决策者及交通管理者提供有效的决策咨询和技术支持,以优化交通路线规划及交通流组织管理。

2. 评估交通流量的变化通过对高速公路交通流量的仿真模拟,可以评估车流量的变化对交通运行状况的影响,找出车流量大的路段,优化其运行状态,减少拥堵和事故的发生率,提高公路的运输效率。

3. 提高应急预案设计和实施在实施高速公路交通流仿真模拟后,可以根据模拟结果,制定高速公路交通应急预案,提高应急响应的效率,从而减少人员伤亡和财产损失。

三、高速公路交通流仿真模拟方法高速公路交通流仿真模拟的方法有很多种,主要分为宏观仿真和微观仿真两类。

高速公路交通流理论研究及控制策略分析

高速公路交通流理论研究及控制策略分析

高速公路交通流理论研究及控制策略分析随着汽车拥有量的不断增加和城市化进程的加速,高速公路交通流问题日益凸显。

因此,研究和探索高速公路交通流理论及其控制策略成为了当前交通领域的一个热点话题。

本文将从交通流理论、交通流控制策略两方面进行分析和探讨。

一、交通流理论1. 定义和特点交通流是指一定时期内在某个交通网络中通过某个断面或者道口的车辆的数量和通过速率的变化规律。

高速公路交通流的特点是车速较高、车辆密度大,交通需求与交通容量具有一定关系,同时存在着交通流的不稳定性、异质性和非线性等问题。

2. 基本参数和指标高速公路交通流的基本参数包括车辆密度、车速、车流量和车道状况等。

车辆密度是指单位时间内通过道路某给定点的车辆数量,通常以车辆数/公里表示;车速是指车辆通过指定路段的平均速度,通常以公里/小时表示;车流量是指单位时间内通过某给定点的车辆数,通常以辆次/小时表示;车道状况是指车辆行驶过程中所采取的车道选择情况,通常是沿着最短路径驶入最佳车道,然后根据实际交通情况进行车道调整。

3. 交通流模型为了更好地描述和分析高速公路交通流的运行状态和特点,人们提出了多种交通流模型。

最早的交通流模型是微观模型,在当时由于计算资源有限,运用范围有限。

随着时代的变迁,人们相继研究了更高级别的交通流模型,如宏观模型和混合模型等。

其中,宏观模型是在以车流量、车速和车道状况为基础来研究交通流的。

交通流的状态可用宏观变量来描述,常用的包括密度、速度和流率等参数。

宏观模型比微观模型计算量要少得多,但是它们的精度相对较低。

混合模型是微观和宏观模型的结合,它能够同时兼顾每辆车的运动轨迹和流场形态的演变规律,因此精度要高于纯宏观模型。

二、交通流控制策略1. 定义和目的交通流控制策略是指根据实际需要,通过各种手段控制和调整高速公路交通流,以提高交通效率、保证行车安全和减少交通拥堵。

交通流控制策略的目的是在不改变高速公路交通容量的前提下,使交通流维持在无拥堵的状态,以满足汽车运行的需要。

高速公路交通流建模与预测研究

高速公路交通流建模与预测研究

高速公路交通流建模与预测研究一、介绍高速公路是现代化交通网络中的重要组成部分,为人们提供了便捷、快捷的交通方式,成为人们出行的首选。

但是,高速公路的交通流问题一直是交通运输领域的一个重要研究方向。

随着人口的增加、城市化进程的加速,高速公路车流量越来越大,车辆密度越来越大,交通流的稳定性和安全性问题亟待解决。

二、高速公路交通流建模方法(一)微观模型1.基于车辆驾驶行为的微观模型该模型考虑车辆驾驶行为对高速公路交通流的影响,包括车速、跟车距离、车道选择等。

根据车辆的加速度、速度、位置等信息进行建模,具体模型包括OPTIMA、INTEGRATION和VISSIM 等。

2.基于胶球模型的微观模型该模型是最基础的高速公路交通流模型之一,将车辆看作是具有质量、大小和形状的胶球,根据不同车辆之间的碰撞规律建立微观模型。

具体模型包括GAS1、GAS2等。

(二)宏观模型1.基于连续介质理论的宏观模型该模型将交通流看成是一个连续介质,利用质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立流体力学模型,包括LWR和Greenshields模型等。

2.基于波动理论的宏观模型该模型将交通流看作是一个波动,将车辆之间的间距作为波浪传播的距离,建立波动模型,包括KKW模型、Daganzo模型等。

三、高速公路交通流预测方法(一)统计学方法1.时间序列分析该方法使用历史数据分析交通流随时间变化的趋势,采用自回归模型逐步预测,如ARIMA。

2.回归分析该方法根据交通流的主要驱动因素,如天气、节假日、道路状况等,建立回归模型,以预测交通流量。

(二)机器学习方法1.神经网络该方法适用于非线性问题,根据历史数据建立神经网络模型,可以进行较为准确的预测。

2.支持向量机该方法使用核函数映射将多维数据映射到高维空间,建立支持向量机模型进行交通流预测。

四、结论高速公路交通流建模和预测是交通运输领域的重要研究方向,对于解决高速公路交通流的稳定性和安全性问题具有重要意义。

某高速公路交通流组成特征分析

某高速公路交通流组成特征分析

某高速公路交通流组成特征分析现代交通的高速公路是人类交通体系中最为重要的组成之一,随着我国的不断发展,高速公路的建设也在不断加快。

而对于高速公路交通流的组成特征分析,则是众多研究者们长久以来的研究方向之一。

交通流模型是分析高速公路交通流组成特征的关键,它一般包括车辆间隔时间和平均车速两个重要的参数。

现代智能交通系统的出现使得采集交通流数据更加便捷,从而提供了更多的数据样本和分析思路。

一般来说,高速公路交通流的组成特征可以从以下几个方面来分析:1. 车速特征经过多次实验和大量调查数据的分析,研究者们发现高速公路交通流的车速分布较为稳定,除去交通拥挤时段外,大部分情况下车速都集中在同一范围内。

而在拥堵时段则会出现更为极端和离散的车速值分布,甚至出现停车等异常情况。

因此,当进行高速公路交通流分析时,需要针对具体的时段和拥堵情况进行分析。

2. 车道利用率车道利用率是指车道上平均时间内通过车辆数与车道容量的比值。

通过多次实验和模型分析发现,车道利用率会随着车流密度和车速的变化而变化。

当车流密度和车速均较低时,通行车辆占车道容量的比例会相对较小;而当车流密度和车速较高时,车道利用率就会大大提升,高峰时期更是达到极致。

3. 车型特征车型特征是指高速公路交通流中汽车、卡车、客车等车型比例的组成,也是交通流模型设计的一个重要因素。

通常来说,交通流中不同类型车辆的比例和车型的尺寸等都是对车道通行能力的影响。

4. 车流密度特征车流密度是指单位时间内通过公路的车辆数量,它是分析高速公路交通流组成特征的一个重要参数。

在车流密度较低的情况下,交通流的速度会较高,在车流密度较高的情况下,交通流的速度会逐渐下降,如果车流密度持续增加,就会导致拥堵等问题。

在实际中,通常需要针对具体路段和交通流情况进行分析,综合考虑以上几个因素,以便更好地设计交通流模型,进行交通优化和疏导,提高道路通行能力。

总而言之,高速公路交通流组成特征的分析对于交通规划、路况优化和拥堵缓解等方面的工作都具有重要的参考价值。

高速公路交通流量模拟分析

高速公路交通流量模拟分析

高速公路交通流量模拟分析随着城市化进程的推进和经济的发展,交通问题已经成为人们生活中越来越重要的议题。

在中国的交通运输体系中,高速公路在连接城市和推动经济发展方面起到了重要的作用。

然而,近年来随着人口的不断增加和城市化进程的加快,高速公路的交通流量越来越大,交通拥堵问题越来越突出,这也促进了对高速公路交通流量模拟分析的需求。

高速公路交通流量模拟分析是利用计算机模拟高速公路交通,通过对道路、车辆等元素进行建模,预测和评估高速公路的交通流量、车速、车辆密度等指标。

这项技术可以提供交通运输管理部门的决策支持,帮助他们优化路网规划、改进交通组织和管理措施,并且辅助应急处置和灾害预防。

所以,高速公路交通流量模拟分析不仅能够为高速公路交通运输提供重要参考依据,而且可以用于提高公路管理效率,减少交通事故发生率,增加道路使用率等方面的方面。

那么,高速公路交通流量模拟分析到底是如何进行的呢?一、高速公路交通流量模型高速公路交通流量模拟分析的核心是交通流模型。

交通流模型是对高速公路交通流动的基础现象描述的模型。

它是描述行驶车辆数量、速度、密度、服务水平、损失时间等交通流相关指标之间关系的数学表达式。

高速公路交通流量模型可以分为宏观模型和微观模型。

宏观模型主要基于流量、速度、密度三个指标,描述高速公路交通流量变化的总体规律,如瓶颈、拥堵和交通流动状态的变化等。

微观模型则主要描述车辆与车辆之间、车辆与道路之间的交互作用,从而更好地了解交通流量的变化和交通规律。

二、高速公路交通流量模拟软件基于高速公路交通流量模型,交通流量模拟软件可以实现高速公路交通流量的模拟和分析。

交通流量模拟软件的主要应用包括高速公路交通流仿真、道路网络规划、拥堵瓶颈诊断、交通运输规划等。

在仿真过程中,用户可以通过设定不同的参数,观察不同情况下的交通流量、速度、密度等指标的变化情况。

常见的交通流量模拟软件主要包括PTV VISSIM、SUMO、TransModeler等。

高速公路交通流模型与预测算法研究

高速公路交通流模型与预测算法研究

高速公路交通流模型与预测算法研究随着城市化进程的加速和汽车普及率的增加,高速公路交通拥堵问题日益严重。

如何有效地预测和管理高速公路交通流成为了交通管理部门、研究人员和智能交通系统的重要研究领域之一。

本文将介绍高速公路交通流模型与预测算法的研究现状和方法。

一、高速公路交通流模型研究高速公路交通流模型是指对高速公路上车辆运行状态和交通流的描述和分析。

它是预测和优化交通流的基础和核心。

目前,高速公路交通流模型主要包括宏观模型、微观模型和混合模型。

宏观模型将高速公路视为一个整体,主要研究平均流量、密度和速度的关系。

典型的宏观模型包括LWR模型(Lighthill-Whitham-Richards模型)和Greenshields模型。

LWR模型采用偏微分方程描述车辆密度的变化,是最经典的宏观模型之一。

Greenshields模型则基于实测数据,利用速度-密度关系进行插值。

宏观模型的优势在于计算效率高,适用于整体交通流预测。

微观模型则关注单车辆的行为和交互,并考虑车辆与车辆之间的复杂关系。

最典型的微观模型是细胞自动机模型。

细胞自动机模型将道路划分为许多细胞,车辆通过细胞之间的转移来模拟交通流。

细胞自动机模型考虑了车辆之间的空间关系和交互作用,模拟效果较好。

然而,它的计算复杂度较高,不适用于大规模交通流模拟。

混合模型则结合了宏观模型和微观模型的优点,旨在兼顾计算效率和模拟精度。

例如,基于代理人的模型(Agent-based model)将每辆车辆视为一个个体,通过模拟个体间的交互来描绘整个道路的交通流。

基于混合模型的研究一直在进行,以求获得更准确、更高效的交通流模拟。

二、高速公路交通流预测算法研究高速公路交通流预测算法的目标是通过历史观测数据来预测未来的交通流状态,从而为交通管理部门提供决策支持。

现有的高速公路交通流预测算法主要包括基于统计方法和基于机器学习方法两类。

基于统计方法的预测算法主要依据历史数据中的模式和趋势来进行预测。

高速公路交通流模型研究及仿真分析

高速公路交通流模型研究及仿真分析

高速公路交通流模型研究及仿真分析高速公路在现代交通系统中发挥着至关重要的作用。

为了更好地理解和优化高速公路的交通流,研究人员建立了各种交通流模型,其中最著名的有LWR模型、CTM模型和GKT模型等。

本文将探讨这些模型的基本原理和仿真分析结果。

一、LWR模型LWR模型(Lighthill-Whitham-Richards模型)是一种最简单的交通流模型之一。

它基于连续性方程和通量方程,假设道路上的车辆密度和速度是空间和时间的函数。

然后,使用一个自由流速度函数和一个阻尼函数来表示车辆速度和密度之间的关系。

这个模型可以描述交通流的基本特征,如拥堵,瓶颈等。

但由于该模型缺少车辆间互相作用的部分,因此它无法完全捕捉到交通流动态的复杂性。

二、CTM模型CTM模型(Cell Transmission Model)是一种基于单元网格的交通流模型。

该模型将道路划分为许多网格单元,并在每个单元上应用LWR模型。

这种方法可以有效地模拟车辆流量对道路上的拥堵情况的影响。

它还可以处理多个车道和变速公路等复杂的道路拓扑结构。

该模型采用交错网格技术来捕获车辆的交互作用,同时保持模型的简单性。

三、GKT模型GKT模型(Gazis-Koh-Tabak模型)是一种基于宏观观点和马尔可夫过程的交通流模型。

它考虑了车辆之间互相影响的部分,并且通过概率分布模拟车辆的行为。

该模型将道路划分为几个不同的状态,例如自由流状态,饱和状态,拥堵状态等。

车辆会随机地在这些状态之间转移,而这些状态之间的概率转移矩阵可以用实验测量数据来估计。

该模型具有很好的现实逼真性,但是其参数通常比较难以估计。

四、仿真分析为了评估不同模型的预测能力,研究人员通常会使用仿真分析来进行比较。

在仿真过程中,研究人员将建立的模型应用于现实交通流数据,然后对模拟结果进行统计分析和可视化呈现。

通过比较模拟和实际数据之间的差异,研究人员可以评估每种模型的准确性和实用性。

此外,仿真还可以用于评估不同的交通流优化策略的性能,并帮助交通管理人员做出优化决策。

高速公路的交通流模拟

高速公路的交通流模拟

高速公路的交通流模拟高速公路是现代交通中的重要组成部分,为了确保其运行的安全和高效,交通流的模拟成为必不可少的工具。

本文将介绍高速公路交通流模拟的概念、方法和应用。

一、概念高速公路的交通流模拟是基于交通流理论和模型,通过计算机仿真等方法,对高速公路上车辆运行状态和交通拥堵情况进行模拟和预测的过程。

它主要包括车辆的起始速度、加速度、减速度、车间距离等参数的模拟,以及交通拥堵、事故等因素的分析和预测。

二、方法高速公路交通流模拟方法多种多样,常用的包括微观模拟和宏观模拟两种。

1. 微观模拟微观模拟是以车辆为单位进行模拟的方法。

它考虑了驾驶员的行为特征、车辆的动力特性等因素,能够较为准确地模拟高速公路上车辆的运行状态。

常用的微观模拟方法有车辆间距模型、车道切换模型、事故模型等。

微观模拟通常需要大量的数据和计算资源,但结果更准确,能够提供更多细致的交通流信息。

2. 宏观模拟宏观模拟是以整个流量为单位进行模拟的方法。

它将高速公路上的车辆看作流体,通过流量密度、速度、车头时距等参数来模拟交通流状态。

宏观模拟的计算比较简单,数据需求较少,适用于整体交通流的分析和预测。

但它无法表现出车辆个体的细节信息。

三、应用高速公路交通流模拟在实际中有着广泛的应用。

1. 设计规划交通流模拟可以作为高速公路设计规划的重要参考依据。

通过模拟不同道路几何形状、车道数量、交叉口布局等因素对交通流的影响,可以评估和优化设计方案,提高交通流的通行能力和安全性。

2. 拥堵分析交通流模拟可以模拟高速公路上的交通拥堵情况,分析拥堵的原因和影响,为交管部门提供决策支持。

通过模拟交通流的变化,可以评估采取不同交通管理措施的效果,提高交通拥堵状况下的交通流动性。

3. 事故预测交通流模拟可以模拟高速公路上的事故情况,分析事故的发生概率和影响范围。

通过模拟车辆的运行轨迹和相互影响,可以预测事故黑点和事故发生的时机,为交管部门采取预防措施提供依据。

4. 可行性评估交通流模拟可以对新建或改建高速公路项目进行可行性评估。

高速公路交通流建模与仿真分析研究

高速公路交通流建模与仿真分析研究

高速公路交通流建模与仿真分析研究随着城市化进程的不断加快,高速交通对于现代社会的发展具有重要的意义。

高速公路作为主要的交通枢纽之一,其交通流状况对于提高交通效率、解决交通拥堵问题以及保障行车安全等方面非常重要。

因此,对高速公路交通流进行建模与仿真分析研究具有重要的理论和实践意义。

一、高速公路交通流的建模与仿真方法1. 宏观模型:宏观模型主要关注整个高速公路网络的交通流状况。

它以整个交通流为对象,通常通过流量-速度-密度关系来描述交通流的行为。

常用的宏观模型有LWR(Lighthill-Whitham-Richards)模型、CTM(Cell Transmission Model)模型等。

这些模型可以反映高速公路的交通流运行特征以及堵塞传播等现象。

2. 微观模型:微观模型更关注个体车辆的运行行为。

它通过模拟单个车辆的运动来研究整个交通流的演化过程。

常用的微观模型包括车辆追踪模型(如Vissim、Paramics)、流动车辆模型等。

这些模型可以提供更详细的车辆运行信息,对交通流的细节行为进行分析。

3. 混合模型:混合模型是宏观模型与微观模型相结合的方法。

它综合考虑了整体交通流和个体车辆的行为,并对交通流的动态变化进行建模和仿真。

混合模型可以兼顾宏观和微观的优点,更好地反映高速公路交通流的运行状态。

二、高速公路交通流建模与仿真分析的应用1. 交通流预测与优化:通过建立合适的交通流模型,可以对高速公路交通流进行预测和优化。

通过分析交通流的变化趋势,可以预测交通拥堵的产生,并采取合适的措施来调整交通流,提高交通效率。

2. 交通安全评估:交通流建模与仿真分析可以帮助评估高速公路的交通安全状况。

通过模拟交通流的行为,可以识别潜在的安全风险,并采取相应的措施来提高高速公路的交通安全性。

3. 收费策略制定:交通流建模与仿真分析可以为高速公路的收费策略制定提供依据。

通过模拟不同的收费方案,可以评估不同方案对交通流的影响,从而制定出更合理的收费策略。

高速公路交通流模型研究

高速公路交通流模型研究

高速公路交通流模型研究近年来,高速公路交通流越来越成为人们生活中不可或缺的一部分。

然而,随着汽车数量的不断增加,交通拥堵问题也越来越突出。

因此,研究高速公路交通流模型成为了现代交通管理的一个重要方向。

本文将探讨高速公路交通流模型的研究进展,以及这一模型在实际应用中的意义。

在高速公路上,车辆的速度、密度和流量是交通流模型中的重要参数。

常见的交通流模型主要有基于流密度的宏观模型和基于车辆间距的微观模型。

宏观模型通过建立速度-密度函数,将速度和流量作为输入变量,预测交通流的行为。

而微观模型则通过考虑车辆之间的相互影响,研究车辆的运动轨迹和间距分布。

在宏观模型中,最常用的是Lighthill-Whitham-Richards模型(LWR模型)。

该模型假设道路上的车辆受到流速和密度之间的影响,通过一个非线性偏微分方程描述了交通流的演化过程。

LWR模型不仅能够解释交通流的堵塞现象,还能够预测拥堵的传播速度和长度。

然而,LWR模型忽略了车辆之间的相互影响,因此在高密度交通条件下的准确性有待进一步研究。

微观模型中最常用的是车辆间距模型(Car-Following Model)。

该模型通过考虑车辆之间的相互作用,预测车辆的运动轨迹和间距分布。

最简单的车辆间距模型是Gipps模型,它通过考虑加速度和减速度来描述车辆的运动行为。

然而,Gipps模型忽略了车辆之间的感知和反应时间,因此在实际应用中的准确性有一定局限性。

近年来,随着计算机仿真和数据挖掘技术的发展,一些基于人工智能算法的改进模型也得到了广泛研究。

高速公路交通流模型的研究对交通管理和规划具有重要意义。

根据交通流模型,我们可以预测交通拥堵的出现时间和位置,进而采取相应的交通控制措施。

例如,在高峰时段加大交通信号灯的绿灯时长,或者在堵塞路段限制车辆进入。

这些措施可以有效地减少交通堵塞,提高道路的通行能力。

此外,交通流模型还可以用于评估高速公路规划和设计。

通过模拟不同交通流量下的道路通行能力和拥堵状况,可以确定合理的路段容量和车道配置。

高速公路交通流分析

高速公路交通流分析

高速公路交通流分析随着城市化进程的推进和汽车普及率的不断提高,高速公路成为现代交通体系中重要的组成部分。

为了确保交通流动的顺畅和安全,对高速公路的交通流进行准确分析是必不可少的。

一、交通流基础交通流是指在一定时间内经过某一给定路段的车辆所构成的车流量和速度的统计。

在高速公路中,交通流通常分为三种形式:稠密流、稀疏流和拥堵流。

稠密流是指车辆间距相对较小,车辆速度较快,道路通行能力得到充分发挥的状态;稀疏流则是指车辆间距相对较大,车辆速度相对较慢;拥堵流则是指车辆间距非常小,车辆速度极低,甚至停滞不前。

二、高速公路交通流量测算高速公路交通流量的测算通常使用交通流量观测站、视频测量、车辆识别系统等技术手段。

观测站一般设置在高速公路的重要路段,通过检测通过车辆的数量和驶入驶出的时间,可以得到较为准确的交通流量。

视频测量则是通过安装摄像机对路段进行实时监控,并通过图像处理技术进行交通流量测算。

车辆识别系统则是通过车辆的车牌识别等技术手段,实现对交通流量的测算。

三、高速公路交通流速测算高速公路交通流速是指车辆在高速公路上的运行速度。

交通流速的测算通常使用雷达测速仪、视频测量、检测器等技术手段。

雷达测速仪通过向通过车辆发射无线电波,并测量反射波的时间来计算车辆的速度。

视频测量使用摄像机对车辆行驶的时间和距离进行图像处理,计算得到车辆的平均速度。

检测器则是通过检测车辆通过的时间和位置,计算得到车辆的速度。

四、高速公路交通流特点分析高速公路交通流具有以下几个特点:一是流量大,高速公路是城市之间、地区之间交通要道,承载着大量的车辆,交通流量较大;二是流速快,高速公路速度限制较高,车辆运行速度相对较快;三是流密度大,高速公路上车辆间距相对较小,流密度较大;四是流量分布不均匀,交通流呈现高峰和低谷的分布规律。

五、高速公路交通流分析意义对高速公路交通流进行分析可以为交通管理和规划提供决策依据。

通过分析不同时间段和不同路段的交通流量和速度,可以合理调整交通信号灯的配时,优化交通流的组织,提高道路的通行能力和交通效率。

高速公路系统的交通流动分析

高速公路系统的交通流动分析

高速公路系统的交通流动分析第一章:引言高速公路是一项现代交通工程,已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

由于高速公路的通行速度较快,流量大,因此对于交通管理部门来说,如何有效地了解高速公路上的交通流量,成为了非常重要的问题。

本文将涉及到高速公路的流向分析、速度分析、流量分析等相关内容。

第二章:高速公路交通流动分析的基础知识高速公路交通流动分析,是指对高速公路行车道上的车辆流进行研究分析的过程。

交通流指的是在一定时间内通过一个路段的车辆的数量,即单位时间内通过道路某一断面的车辆数。

交通流动分析需要具备以下基础知识:1. 统计学知识高速公路上车流量巨大,需要、统计、处理大量的数据,因此需要掌握一定的统计学知识,如样本总体量是多少,怎样从这些数据中提取有效的信息等。

2. 计算机技术交通流动分析需要使用大量的统计分析工具以及数据处理软件,例如Excel、Python等,因此需要掌握一定的计算机技术。

3. 交通工程知识作为一项交通工程,高速公路交通流动分析需要了解交通工程领域的基础知识,如车流理论、交通信号控制、交通规划等。

第三章:高速公路交通流向分析在分析高速公路交通流动的过程中,第一步需要进行的便是交通流向分析。

交通流向分析旨在了解车辆在高速公路上的流动方向,以保证高速公路通行的畅达性。

交通流向分析需掌握道路设计理念,以及地图阅读和数据处理等技巧,基础流程如下:1. 路段划分将高速公路划分为若干路段,可以采用货车超速道、特别车道、及正常车道等等。

2. 数据收集在每个路段,通过安装交通监控摄像头等仪器设备,采集车流数据,包括车辆类型、车速、流向、车道使用情况等等。

在数据采集的过程中,需要根据交通规律合理安排早晚高峰、节假日等车流量较大的时间段,以保证数据的准确性。

3. 数据分析通过对收集的数据进行分析,可以得出每个路段的交通流向以及流量大小,便于交通管理部门根据实际情况,针对性地制定交通管理策略。

第四章:高速公路车速分析高速公路的车速是影响公路交通流动的重要因素之一。

高速公路交通流参数计算与优化

高速公路交通流参数计算与优化

高速公路交通流参数计算与优化在当今社会,高速公路已经成为人们出行的重要选择,因此,高速公路的交通流参数计算与优化显得尤为重要。

一、交通流参数计算交通流参数计算是对一定区域内的交通流动情况进行统计与分析,主要包括:整体平均速度、平均过程时间、行程可靠度、流量等。

这些参数可以直接反映出高速公路的繁忙程度、通行能力等情况。

其中,流量是交通流参数的一个关键指标,也就是单位时间内通过一定路段的车辆数量。

对于高速公路而言,流量的计算方法比较简单,可以通过摆放计数器或者通过视频监控来实现。

但是,由于车速的不同,不同车道的流量也会有所不同,因此在交通流量的计算过程中,还需要进行流量分流、车辆数量统计等不同的处理。

除了流量以外,平均车速也是高速公路的重要指标之一。

高速公路交通速度对行车的安全和舒适程度有直接关系,因此对于车速的优化十分必要。

而车速的计算可以通过不同的方法进行,如基于GPS定位的车速计算、车牌识别的车速计算等。

二、交通流参数优化在实现交通流参数的计算之后,如何进行优化就成为了下一步的任务。

目前,交通流量过大是造成高速公路交通堵塞的主要原因之一。

所以,通过适当的限制流量,可以有效减缓交通拥堵。

而限制流量的方法有两种:一是通过设置车道限速、加强治超等方式来控制流量;二是通过高速公路建设来提高通行能力。

在实施以上方案之前需要进行交通流量预测,预测交通流量后需要根据实际情况进行调整,以达到有效的优化。

除了以上方法外,传统的定时信号控制方法也可以优化交通流量,通过控制车辆交通信号实现红绿灯的同步和协调。

而随着科技的逐渐发展,智能化交通管理系统以及自动驾驶技术的开发与推广也将成为交通流量优化的趋势。

总之,高速公路交通流参数计算与优化是实现顺畅通行和行车安全的基础。

正确地计算和优化交通流参数,可以改善交通安全状况,促进经济发展和现代化进程。

高速公路交通流预测模型

高速公路交通流预测模型

高速公路交通流预测模型随着城市化进程的加快,高速公路在我国交通系统中扮演着重要的角色。

为了提高高速公路的运行效率和安全性,预测车流量成为一个关键的问题。

本文将探讨高速公路交通流预测模型的方法和应用。

一、交通流量预测意义交通流量预测是对未来某段时间内的交通状况进行估计。

准确的预测可以帮助交通管理部门进行交通规划和管理决策,优化交通信号灯的控制,提前预警交通拥堵,减少交通事故的发生。

因此,交通流量预测对于提高交通系统的效能具有重要的意义。

二、传统交通流预测方法传统的交通流预测方法主要基于统计学和时间序列模型。

这些方法通过对历史数据的分析和建模,来预测未来交通流量。

然而,由于交通流量受许多因素的影响,例如天气、节假日、工作日等,传统方法往往不能准确地预测交通流量的变化。

三、基于机器学习的交通流预测模型近年来,随着机器学习技术的发展,基于机器学习的交通流预测模型逐渐成为研究的热点。

这些模型建立在大量交通数据的基础上,利用数据挖掘和模式识别的方法,能够更好地捕捉交通流量的规律和变化。

1. 线性回归模型线性回归模型是一种最简单的机器学习模型,它通过对历史交通流量数据的拟合,建立交通流量与其他因素之间的线性关系。

然而,线性回归模型往往对于非线性关系的建模效果较差,对于交通流量预测来说,常常不能满足实际需求。

2. 支持向量机模型支持向量机模型是一种常用的分类和回归模型,它通过寻求一个最优的超平面,来分隔不同类别的数据。

在交通流量预测中,支持向量机可以通过学习历史交通数据的模式,来预测未来的交通流量。

相比于线性回归模型,支持向量机模型能够更好地处理非线性关系。

3. 神经网络模型神经网络模型是一种模拟人脑神经元连接的机器学习模型。

它通过多个层次的神经元和权值的组合,来模拟复杂的非线性关系。

在交通流量预测中,神经网络模型可以通过学习历史交通数据的特征,来进行交通流量的预测。

由于神经网络模型的复杂性和强大的拟合能力,它在交通流量预测中取得了较好的效果。

高速公路交通流分流方案的研究

高速公路交通流分流方案的研究

高速公路交通流分流方案的研究随着城市化进程的不断加速,人口和车辆数量的急剧增加,高速公路拥堵问题日益凸显。

为了提高道路通行能力和交通效率,降低交通事故的发生率,并改善驾驶人的出行体验,研究高速公路交通流分流方案成为一项紧迫的任务。

本文将探索高速公路交通流分流的相关研究。

一、交通流分流的背景和意义高速公路作为城市道路网络的重要组成部分,承载着大量的车辆通行,但现实中常常面临交通拥堵的问题。

交通流分流是通过合理调整路段的通行规则、收费政策和道路标志标线等方式,将交通流分散到其他道路上,以减少高速公路的通行量,提高整个道路网络的通行效率。

交通流分流不仅能够减少拥堵,还能降低交通事故的发生率,改善交通运行环境。

二、高速公路交通流分流方案1. 车辆类型限制方案通过限制某些车辆类型进入高峰时段,可以减少高峰时段的交通流量。

例如,限制大型货车和长途客车进入高峰时段,或者设置货车专用道,将大型运输车辆从高速公路上分离出来,以减少交通堵塞的发生。

2. 交通信号控制方案在高速公路出口或连接道路入口设置红绿灯,通过灯光的控制,限制车辆的通行速度和通行流量。

这种控制方案可以将车辆逐段放行,减少堵塞的发生,并且可根据交通情况进行灵活调整。

3. 车道优先方案对高速公路上的不同车辆类型划分不同的车道,并给予特定车辆类型特殊的通行权益。

例如,划分一条车道为快速通道,只允许小型车辆和电动车使用,划分一条车道为慢速通道,专门放行大型货车和长途客车等。

这种方案可以分流不同车辆类型的交通流量,缓解高速公路的拥堵现象。

4. 动态车道规划方案通过动态车道规划,根据交通流量和具体情况,将高速公路的行驶方向进行调整,在高峰时段提供更多的车道用于通行,减少车辆之间的冲突和堵塞。

这种方案能够根据实时交通状况进行灵活调整,提高高速公路的通行能力。

三、交通流分流方案的优势和挑战1. 优势交通流分流方案可以有效减少道路拥堵,提高整个道路网络的通行效率。

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高速公路网络中的交通流Peter Bickel[1],Chao Chen[2],Jaimyoung Kwon[1],John Rice[1],PravinVaraiya[2],Erik van Zwet[1]1.1 引言交通拥堵已成为现代生活中令人烦恼的事实。

虽然很难准确定量化,但拥挤已让加利福尼亚州人花费了数百万美元。

由于更广泛的高速公路建设是不可能实现的,所以信息技术正越来越多地应用于改良中,它通过提供资料使现有高速公路更有效地使用。

在这样的努力中,统计占有重要作用。

一个由教师、博士后、研究生以及加州大学伯克利分校的本科生组成的大型跨学科团队已致力于许多此类问题的研究工作。

其研究人员来自计算机科学、电子工程、统计学和运输工程。

本文给出一些我们活动的概况,着重于收集洛杉矶高速公路交通网络流量统计及关于此网络出行时间的预测。

本文内容安排如下:在洛杉矶高速公路系统,配备了密集部署的阵列感应器和线圈检测器,这是我们将在下一节要描述的。

及时获得来自这些传感器的信息,正如1.3节所描述的,由高速公路性能测试系统显示并存档。

在第1.4节中,我们简要地描述了在交通流极具吸引力的时空领域内使演化模型全球化的目的。

然而,归根结底,我们最好要使用简单、直接的方法,而非试图去适应和更新这种综合模型。

这些内容在第1.5节旅行时间预测的目的给予描述。

第1.6节中包含最后的结语。

图1.1 双环检测器的设置1.2 线圈检测器感应线圈检测器是一个监测高速公路状况的基本传感器,是由埋在道路底下的电线组成的。

交变电流产生一个电磁场,当发动机经过表面时,会引起电感的变化。

这样的线圈非常密集地位于许多高速公路系统中,其每个车道里每半英里左右就有一束线圈(with loops in each lane located in banks every half mile or so)。

图1.1显示了双环检测器。

线圈里的数据通常按30秒到5分范围内的采样率获得的。

能从线圈推导出的基本变量是流量(每秒的车辆数)和占用量(车辆在环内的时间百分比),后者本质上是车辆密度。

利用车辆平均长度的假设,这些测量数据可以转换为平均速度: ()()()()c t v t g t o t T=⨯⨯ (1.1) 这里,()c t 是流量,()o t 是密度,()g t 是时间周期T 内的有效车辆长度,它取决于混合交通(卡车和汽车),也取决于车道和单个线圈电子一天时间(thus upon the lane and the time of day an also on the electronics of an individual loop )。

如果线圈在附近的双车道里被隔开,速度可以被直接测量,而单环检测器则更常见。

由于传输问题,线圈库里的数据会经常丢失。

此外,线圈可能出现故障的原因有很多:包括失灵的传感器、悬挂(上或下)或杂音、两个或两个以上相邻探测器的相互耦合磁场。

1.3 高速公路性能评估高速公路性能评估系统(PeMS )是由美国加州大学伯克利分校研究者与加州运输部合作进行的一个实验项目。

其目的是收集加利福尼亚州高速公路的历史数据和实时数据,为计算高速公路性能措施,于是给管理业务者提供了高速公路性能的综合评估。

它还为运输研究者提供了各种各样的工具来检验线圈检测器的历史数据。

PeMS 收到来自加州交通局地区的线圈30秒实时数据,每天来自洛杉矶7区的大约有1千兆字节。

从单线圈检测器的流量和占有记录出发,速度的计算方法是使用一种自适应算法[3]来估计每个线圈中的有效车辆长度。

在洛杉矶1300个地点的400英里传统公路上有4000个探测器。

70%或更多的探测器通常是实用的。

作为PeMS 中此类可利用信息的例子,考虑以下图解中的关于流量、密度和速度关系的经典交通流理论,如图1.2。

较低的占有率、自由的交通流,如从原点出发的箭头所示,在此阶段,我们有恒线速(它与从原点出发连线的斜率是成正比的)。

除了一些最高效率点,足够高的占有率导致速度减小,流量即系统的吞吐量也降低。

此图的实证版本可由图1.2中显示的PeMS 回路数据来构建。

该系统的最大效率取决于维持临界水平下的占有率,这是匝道控制的主要目标。

图1.2 流量和占有率之间的关系a 典型的流量-密度图b.在特定线圈中流量和占有率的实证价值图1.3 PeMS网站展示的当前洛杉矶高速公路PeMS可以通过网络浏览器交互查询[1],可以显示出整个高速公路网的一个地图,且每五分钟更新一次,如图1.3所示。

这些地图也可以在一个动画中播放,提供一个生动可视化的拥挤传播和消散。

本文中,我们特别注重PeMS的一个方面:旅行时间的预测。

我们描述了一个处于界面下的基本统计方法,它允许用户通过点击鼠标进入查询系统来估计选定地点之间的旅行时间,在未来任意的时间都可以离开。

PeMS还正在致力于通过手机和直接语音查询进入用户界面。

在不太遥远的未来,不断更新整个高速公路系统状态的信息将提供给正在关注的司机。

(will be available to drivers as they negotiate it.)1.4 全球模型全球模型的灵感来自于攻击模式(the pattern of onset)和图1.4中交通拥挤的传播和消散。

需特别注意的是,楔形状反映了拥挤从开始到的消散过程特性。

有各种理论[8]来试图解释这种交通动力学,基于流体流动的模型、细胞自动机和他们当中的微小电脑模拟等等(based on models of fluid flow, cellular automata, and microscopic computer simulations among others)。

由于这种现象的复杂性,所以使用这种模型来控制和预测不是一件简单的事情。

图1.4 1993年3月19日到2月22日下午2至7点之间20个工作日的速度场。

该测量来自加利福尼亚州海沃德附近I-880车道中间的10个线圈检测器(0.6英里以外),每两分钟测量一次。

X 轴对应时间,Y轴对应空间。

车辆在此图中向上旅行(Vehicles travel upward in this diagram)。

最暗的灰度对应的平均速度为每小时20(英里),而最浅的部分对应70英里的平均速度。

第六天左边水平伸长的亮斑是由于传感器的故障引起的。

1.4.1 一个耦合隐马尔可夫模型我们认为,这个耦合隐马尔可夫模型(CHMM)是一个现象学模型,用来来解释高速公路交通宏观动力学是怎样产生于当地的相互作用。

这种模式把各点的速度看做该点潜在二进制交通状态(自由流或阻塞)的喧闹表现,并假设没有观察到的状态向量是一个具有当地依赖关系特殊结构的马尔可夫链。

在图1.5所示的自由流和拥挤状态的明确区分中,这种二进制状态的假设是合理的,虽然有更丰富的状态空间可以合并。

although a richer state space can be incorporated.图1.5。

图1.4中地点2、4、6、8前5天的速度测量。

X 轴是2分钟为间隔的单位(0到150)、Y 轴对应每天的速度。

考虑到固定的一天d ,给出所有的其他变量,点l (l =1,···,L )的观察速度,l t y (mph )和时间t (t =1,···,T)的分布仅仅决定于潜在的变量,l t x 。

通过设置l,t l,t l,t l,t E(Y X =0) < E(Y X =1 )││,这两种状态中的0和1分别对应“拥挤”和“自由流”。

特别是,假设所观察的速度是高斯,它的均值和方差取决于位置上的潜在状态,或2()(),,( ) (,),0,1,s s l l t l t l l P y x s N s μσ== │ (1.2) 这里的2()()(,,0,1)s s l l s λμσ==是排放概率的参数我们假设隐藏的步骤{}21,,(,,)0,1t t L t x x x ⊗=⋯∈不仅是马尔可夫,如111(,...,)()t t t t P x x X P x x ++=││,而且它的转变概率也符合以下公式111,11,,1,1()()(,,)L t t l L t t l t l t l t l t l p x x P x x P x x x x +=Φ++-+===∏∏│││ (1.3)这里的Φ是指转变概率和初始概率。

它意味着在1t +时间某个地点上的交通条件只受t 时其相邻地点的条件影响。

这种当地时空的分解假设在一定的空间和时间尺度中应该是合理的。

那么完成(,)x y 的可能性是11(,)()()()()nt t t t i P x y P x P y x P x x P y x θφλφλ+===∏│││ (1.4)这里的(,)θφλ=是估计参数,y 的可能性是()(,)x P y P x y θθ=∑。

这是单独一天(d )的模型,把每一天都看做一个独立的同分布来实现此模型,那延伸到多天也是显而易见的。

这是一个具有特殊结构的隐马尔可夫模型,被称作耦合隐马尔可夫模型(CHMM [9])。

参见图1.6中代表CHMM 的图形化模型。

图1.6。

一个耦合隐马尔可夫模型表示为一个动态贝叶斯网络。

正方形节点表示多项分布的离散型随机变量(rv ,s ),圆形节点表示高斯分布的连续随机变量。

清除隐藏的节点,就可以看见阴影节点。

在这里,我们展示L 等于 5个链和T 等于 5个时间片。

Here we show L = 5 chains and T = 5 timeslices.1.4.2 计算隐马尔可夫模型的参数估计通常由期望最大化(EM )的最大似然法算法来实现,它试图找到一个局部极大的可能性。

即使CHMM 没有大量的参数,但由于维度,该模型仍然很难实现。

特别是,第E 步一般是难以计算的,而M 步却非常简单。

带有重新抽样的连续重要抽样(SISR [6])Sequential importance sampling with resampling 已经被尝试过,引导蒙特卡罗EM (MC-EM )估计θ值,来自SISR 蒙特卡罗样本的近似E步代替确切的E步。

leading to Monte Carlo EM (MC-EM) estimate of in which the exact E-step is replaced by an E-step approximated by the Monte Carlo sample from SISR.另一种计算方案,迭代条件的模型(ICM[1])已被试过了。

关于计算的详情参考文献[5]和[4]。

1.4.3结果与结论该方法也适用于从I - 880高速公路收集的数据,如图1.4显示和阐释的。

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