基于kalman濾波的高速公路交通流實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)方法研究

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1、？來(lái)兩：ｋ?yún)ⅲ崳姶T壬學(xué)位論文基于Ｋａｌｍａｎ濾波的高速公路交通流實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)方法研究專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理研究生姓名：楊萬(wàn)波導(dǎo)師姓名：王臭２０１５年３月ＲＥＡＬ－ＴＩＭＥＦＲＥＥＷＡＹＩＣＴＲＡＦＦＡＴＩＯＮ－ＳＴＡＴＥＥＳＴＩＭＢＡＳＥＤＯＮＫＡＬＭＡＮＦＩＬＴＥＲＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ（Ｔｈｅｓｉｓ）Ｓｕｂｍｉｔｅｄ化Ｓｏｕ化ｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ出ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅ巧ｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＹａｎｇＷａｎｂｏＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂ

2、ｐｙＡｓ；ｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆＷＡＮＧＨａｏｔＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｉｏｎＳｏ山ｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｉｎｊｇＭａｒｃｈ２０１５東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研巧成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。研巧生簽名：日期；而這和＼東南大學(xué)

3、學(xué)位論女使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研巧所、國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可Ｗ采巧影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)一致，，可容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相。除在保密期內(nèi)的保密論文外允許論文被查閱和借閱Ｗ公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。：／師簽名；研究生簽名；為嘻日期節(jié)摘要近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷的提高，我國(guó)高速公路有了迅猛的發(fā)展，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中扮演著重要的運(yùn)輸作用，但是頻發(fā)的高速公路交通事故也給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，?？焖佟?zhǔn)確地掌握和估計(jì)高

4、速公路交通流狀態(tài)對(duì)于制定合理、有效的高速公路管控策略具有重要的意義，有利于緩解高速公路交通擁堵和提高高速公路安全，，性。然而，由于有限的檢測(cè)設(shè)備無(wú)法提供高速公路全方位交通運(yùn)行狀態(tài)因此本文依＂＂托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目高速公路車(chē)速離散特征、機(jī)理及控制方法研巧和南京市科＂＂技局項(xiàng)目高速公路交通流狀態(tài)估計(jì)與安全預(yù)答系統(tǒng)，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，深入研巧高速公路連續(xù)多斷面交通流參數(shù)的時(shí)空關(guān)聯(lián)特性，通過(guò)建立基于卡爾曼濾波的高速公路交，通流實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)方法，實(shí)時(shí)估計(jì)路段檢測(cè)盲區(qū)的交通流狀態(tài)為制定高效的高速公路管控策略提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。，首先，，從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)在統(tǒng)計(jì)學(xué)層面上引入

5、交通流參數(shù)時(shí)空相關(guān)系數(shù)分析高速公路多斷面連續(xù)檢測(cè)器交通流參數(shù)的時(shí)間相關(guān)性和空間相關(guān)性，為下文檢測(cè)盲區(qū)的交通流狀態(tài)估計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)確定下文模型狀態(tài)估計(jì)的路段區(qū)域長(zhǎng)度。其次，，研巧不同宏觀交通流模型實(shí)際估計(jì)效果通過(guò)遺傳算法對(duì)不同宏觀交通流模，型參數(shù)進(jìn)行在線標(biāo)定，并將標(biāo)定后的模型應(yīng)用于時(shí)空關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的斷面進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)Ｗ統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)最優(yōu)為目標(biāo)，選取交通流狀態(tài)估計(jì)的最佳交通流模型；同時(shí)對(duì)模型的一步對(duì)模型精度與檢測(cè)間隔和路段距離的關(guān)系進(jìn)行探討參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。進(jìn)。最－－終選?。剩椋幔睿纾冢瑁酰祝跄Ｐ妥鳛榻煌鳡顟B(tài)估計(jì)模型，其中自由流速度和阻塞傳播速度為模型關(guān)鍵

6、參數(shù)，模型在檢測(cè)間隔為３０ｓ、路段劃分距離為８００ｍ時(shí)狀態(tài)估計(jì)效果最優(yōu)。＂＂ｍａｎ－－再次，ｌ，ＷＫａｌ濾波遞推估計(jì)修正原理為基礎(chǔ)分別構(gòu)建了基于擴(kuò)展Ｋａｍａｎ濾波和基于無(wú)跡Ｋａｌｍａｎ濾波的高速公路交通流狀態(tài)估計(jì)模型，并給出狀態(tài)估計(jì)的步驟。最后，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所構(gòu)建的的交通流狀態(tài)估計(jì)模型進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用并評(píng)價(jià)其效，主要包括兩種狀態(tài)估計(jì)模型對(duì)交通流狀態(tài)突變的追蹤能力果、狀態(tài)估計(jì)誤差的對(duì)比分析等，。同時(shí)亦對(duì)不同檢測(cè)器布設(shè)方案下交通流狀態(tài)估計(jì)模型的實(shí)施效果進(jìn)行探討給出不同布設(shè)方案的誤差，為檢測(cè)器布設(shè)提供參考依據(jù)。：關(guān)鍵字高速公路基本路段：宏觀交通流模型；交通流狀態(tài)估計(jì)；Ｋ

7、ａｌｍａｎ濾波ＩＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ化ｅｓｏｃｉａｌｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｆｒ說(shuō)ｗａｙｓｙｓ化町ｉｔｈａｓｐｌａｙｓａｎｉｏｒｔａｎｔｌｉｉｌｉｔｉｉｉ．ｅｅｒｌｉｍｉｔｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｉｍｅｎｔｓｃａｎｍｒｏｅｎｓｏｃａａｎｄｅｃｏｎｏｍｃａｃｖｔｅｓＨｏｗｖｐ，ｑｕｐｎｏ－ｔｒｏ