高速路网交通运行状态评价与判定方法研究

论文摘要

随着高速公路的发展,车流量的增加,相应的高速公路交通拥挤、交通安全和对环境的污染等问题逐渐表现出来。就目前我国高速公路的运行状况来看,出现了许多亟待解决的新问题,其中包括大部分高速公路路况衰减;高速公路系统的管理缺乏科学性;各种不同类型的车辆以不同运行速度混合行驶导致车流不稳定及通行能力下降;交通量大的一些高速公路个别路段出现交通拥挤,而其它路段通行能力尚有较大余地等,导致整个高速路网处在建而不用或常年拥堵状态。针对上述问题,急需建立一套与我国高速公路运行状况相适应的综合分析方法进行科学的分析评价,为高速公路运营管理部门提供分析、管理、决策的方法和依据,提高高速公路运营管理水平,进而提高高速公路服务水平和运行质量,充分发挥高速公路的效益。本论文结合我国高速公路现状,从运行状况动态综合评价、交通事件自动检测两个方面,对高速公路路网运行状况评价分析的重要问题进行了研究。1.运行状况动态综合评价研究。首先对我国高速公路的交通运行现状进行剖析,建立高速路网运行状况评价体系,并分析指标之间的函数关系,选用路段饱和度、空间平均车速、交通时间占有率、平均车头时距4个指标作为交通运行状态的评价指标。然后,在分析现有综合评价方法的基础上,提出了适合高速公路运行状况的一种动态评价方法。该方法采用状态分类、趋势评价的两步评价方式,将时间序列的动态综合评价方法应用于路网运行状况的趋势评价。最后,进行实例分析,其结果表明该方法能获得比较准确的运行状态分类和运行趋势分析,适用于路网运行状况的动态实时评价。2.交通事件自动检测研究。在分析交通事件检测经典算法的基础上,对DS-ANN算法进行了深入研究。首先对现有交通自动检测算法进行分类、经典自动检测算法的分析,并提出新算法DS-ANN算法、图像处理方法。然后,提出检测算法的评价指标:检测率、误报率、平均检测时间三个指标;对检测算法进行应用性、有效性分析,提出DS-ANN算法的优越性。通过本文的研究发现,针对我国高速公路的交通运行状况的普遍现状,采用DS-ANN算法与图像处理方法相结合,能提高检测结果的精度,具有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 问题的提出
• 1.4 国内外的研究概况
• 1.4.1 国内外高速公路交通运行状态评价的研究概况
• 1.4.2 国内外道路交通状态判别方法研究概况
• 1.5 研究思路与方法
• 1.6 研究步骤
• 第二章 高速公路运行状态与交通特性分析
• 2.1 高速路网运行状态现状分析
• 2.2 高速路网交通特性
• 2.2.1 连续流特性
• 2.2.2 交通量时空分布特性
• 2.2.3 车速特性
• 2.2.4 高速路网交通特性
• 2.2.5 服务水平
• 2.3 动态交通数据的采集预处理
• 2.3.1 丢失数据的识别
• 2.3.2 错误数据的识别
• 2.3.3 动态交通数据故障的修复
• 2.3.4 动态交通数据的滤波处理
• 2.4 小结
• 第三章 高速公路交通运行状态评价指标体系
• 3.1 高速公路交通运行状态指标体系的需求分析
• 3.1.1 交通运行管理对高速公路交通状态信息的需求分析
• 3.1.2 交通管理规划对高速公路交通状态信息的需求分析
• 3.1.3 高速公路规划对交通状态信息的需求分析
• 3.2 高速公路交通运行状态评价目标
• 3.3 评价指标选取的原则与方法
• 3.4 评价指标的建立
• 3.5 评价指标分析
• 3.5.1 评价指标筛选
• 3.5.2 评价标准确定
• 3.6 小结
• 第四章 高速路网运行状态动态综合评价
• 4.1 评价方法分析比较
• 4.1.1 评价方法分析
• 4.1.2 评价方法选择
• 4.2 运行状态分类评价
• 4.2.1 指标预处理
• 4.2.2 指标权重的确定
• 4.2.3 运行评价分类评价
• 4.2.4 评价步骤
• 4.2.5 事例分析
• 4.3 高速公路运行动态综合评价方法
• 4.3.1 基于时序算子的动态综合评价选定
• 4.3.2 指标预处理
• 4.3.3 指标权重的确定
• 4.3.4 评价步骤
• 4.3.5 交通运行状态动态综合评价
• 4.4 评价结果检验
• 4.4.1 基于交通量参数检测
• 4.4.2 基于速度参数检测
• 4.5 小结
• 第五章 高速公路交通事件自动检测
• 5.1 交通事件自动检测的提出
• 5.2 高速公路交通状态判别方法分类
• 5.2.1 事件检测算法分类
• 5.2.2 间接ACI 方法和直接ACI 方法
• 5.2.3 单截面ACI 方法和双截面ACI 方法
• 5.3 交通状态检测算法分析
• 5.3.1 经典ACI 算法
• 5.3.2 新算法——基于ANN 的双截面ACI 算法（DS-ANN）
• 5.3.3 图像处理法
• 5.4 算法比较
• 5.4.1 交通事件检测算法的评价标准
• 5.4.2 算法之间的应用性比较
• 5.4.3 DS-ANN 算法的有效性分析
• 5.5 高速公路交通事件自动检测的应用
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 6.1 论文的主要研究成果
• 6.2 存在的问题及期望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果