基于大数据的宏观基本图研究

摘要

城市交通系统是使人类生活更加便捷的重要组成部分，也是各大城市经济建设和社会高速发展的基础。随着汽车保有量的快速增长，城市交通拥堵问题也越来越明显，在很大程度上已经严重制约了城市发展，同时也影响了居民的正常生活。因此，如何快速地发现交通拥堵现象并及时采取有效的解决措施，是当代智能交通系统(ITS)领域的一个重要研究课题。近些年来，随着各类信息采集技术的发展和广泛应用，智能交通系统进入了大数据时代。相对于传统的固定检测器技术，浮动车信息采集技术具有易于安装维护、数据准确度高、信息量大等特点，已逐渐成为城市交通状态分析的一种重要数据来源。
　　本文以北京市浮动车数据为基础，基于Vissim仿真平台对实际路网的复现，研究了北京市望京城区路网的宏观基本图(MFD)，并从宏观角度分析其宏观基本图的存在性及存在条件，进一步对路网进行了区域划分和分析。
　　首先，本文对实际采集的浮动车数据进行预处理。然后，通过Vissim仿真平台将北京市望京城区的路网进行了复现，并根据相关计算方法得出北京市望京路网24个车辆入口的车流量。通过Vissim的仿真得出路网中各路段的平均速度、时间占有率等参数，进一步通过计算得出整个路网的平均密度、平均速度和平均流量。从而可以得出宏观基本图的三种模型图形，并进行分析和总结。
　　其次，通过Vissim仿真得出的望京路网中各路段的平均速度、时间占有率等参数，可以计算出各个路段的平均速度、平均密度和平均流量。基于单路段和网格，根据主成份相关性分析方法从微观角度分析MFD的存在性，并逐渐增加路段数或网格数，分析需要多少相关路段或网格，使得MFD较为清晰。同时还分析了条状区域（道路）MFD的存在性问题和路网中网格的结构对最终的MFD是否有影响。
　　最后，利用相关性分析方法所得结论，将望京路网区域划分为八个区域进行分析，然后依次合并为四个区域、三个区域和两个区域，并对分区后各个区域的MFD进行对比分析，得出北京市望京城区路网相对更优的区域划分方式。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 概述

1．2．2 研究现状

1．2．3 发展趋势

1．3 论文研究思路及内容

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

1．4 本章小结

2．1．1 大数据技术简介

2．1．2 道路交通信息采集

2．1．3 浮动车数据处理

2．2 Vissim仿真平台

2．2．1 Vissim仿真平台简介

2．2．2 Vissim仿真平台搭建

2．2．3 Vissim仿真平台评价文件

2．3 数据拟合及分析方法

2．3．1 数据拟合及分析方法简介

2．3．2 主成份分析方法

2．3．3 数据拟合效果判别方法

2．4 城市道路交通参数

2．5 宏观基本图

2．5．1 宏观基本图简介

2．5．2 宏观基本图的基本特性

2．5．3 宏观基本图的计算方法

2．5．4 宏观基本图的形状

2．6 本章小结

3 基于大数据的宏观基本图研究

3．1 概述

3．2 Vissim仿真

3．2．1 路网入口输入流量的计算

3．2．2 路网参数的设置

3．2．3 仿真参数的设置

3．2．4 仿真输出结果

3．3 宏观基本图特征参数的计算

3．3．1 路网平均速度的计算

3．3．2 路网平均密度的计算

3．3．3 路网平均流量的计算

3．4 宏观基本图的三种基本模型研究

3．4．1 速度-密度模型

3．4．2 流量-密度模型

3．4．3 流量-速度模型

3．5 本章小结

4．1 概述

4．2 以单路段为基础的MFD研究

4．2．1 主成份相关性分析方法研究

4．2．2 条状区域(道路)MFD存在性研究

4．3 以网格为基础的MFD研究

4．3．1 主成份相关性分析方法研究

4．3．2 网格区域形状对MFD的影响

4．4 本章小结

5．1 概述

5．2 区域划分方法

5．2．1 区域划分的作用

5．2．2 动态区域划分

5．2．3 动态区域划分的特点

5．2．4 动态区域划分的原则和模型

5．3 不同子区个数划分效果及对比

5．3．1 划分为八个区域

5．3．2 合并为四个区域

5．3．3 合并为三个区域

5．3．4 合并为两个区域

5．4 本章小结

6．1 论文的主要工作

6．2 有待研究的问题

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集