混沌理論在路段旅行時間預(yù)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、旅行時間預(yù)測對于交通誘導(dǎo)、交通信息化服務(wù)和交通控制等均具有重要的意義，已成為交通工程和智能交通系統(tǒng)ITS領(lǐng)域的研究熱點。由于交通系統(tǒng)的高度復(fù)雜性、隨機性和不確定性，既有旅行時間預(yù)測方法已經(jīng)難以滿足實際應(yīng)用中快速、精確的要求，本文將混沌理論引入到路段旅行時間預(yù)測領(lǐng)域，著重討論了旅行時間的時間序列混沌特性、旅行時間時間序列的混沌加權(quán)動態(tài)局域預(yù)測和旅行時間時間序列的混沌局域區(qū)間預(yù)測問題。 論文分析和歸納了國內(nèi)外旅行時間數(shù)據(jù)的采集和計算

2、方法以及既有旅行時間預(yù)測方法的局限性。 研究了路段旅行時間的混沌特性及其識別方法。討論了混沌時間序列特征量一最大Lyapunov指數(shù)的計算，以及相空間重構(gòu)參數(shù)，即時間延遲、嵌入維數(shù)的選取得方法。采用Rosenstein小數(shù)據(jù)量法計算最大Lyapnuov指數(shù)；互信息量法選取重構(gòu)相空間的延遲時間；偽鄰近點法和Cao法選取重構(gòu)相空間的最佳嵌入維數(shù)。通過對實際路段旅行時間時間序列的應(yīng)用研究表明，所研究的時間序列表現(xiàn)出混沌特性，存在著低維

3、的奇異吸引子。 在對路段旅行時間混沌識別的基礎(chǔ)上，研究了路段旅行時間的加權(quán)動態(tài)局域預(yù)測方法。在動態(tài)局域預(yù)測模型(NSCGDF)基礎(chǔ)上，采用鄰近點與中心點的歐氏距離來描述不同鄰近點對預(yù)測結(jié)果的影響，提出了一種改進(jìn)的加權(quán)動態(tài)局域預(yù)測模型(NWAGDF)，該預(yù)測模型綜合考慮了鄰近點數(shù)、鄰近點權(quán)重和廣義自由度，給出了確定最鄰近點的判斷指標(biāo)。以實際旅行時間數(shù)據(jù)作為實例進(jìn)行計算分析，結(jié)果驗證了NWAGDF模型的有效性。 研究了路段旅