(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910143149.8
(22)申请日 2019.02.26
(71)申请人 北京隆普智能科技有限公司
地址 101300 北京市顺义区空港街道安华
大街1号1幢1层2159号
(72)发明人 苑贵全
(74)专利代理机构 北京卓特专利代理事务所
(普通合伙) 11572
代理人 段旺
(51)Int.Cl.
G08G 1/01(2006.01)
G06K 9/62(2006.01)
(54)发明名称
一种交通拥堵预测方法及系统
(57)摘要
本申请公开了一种交通拥堵预测方法及系
统，涉及交通技术领域，解决了现有技术中交通
拥堵预测存在的训练速度慢、预测精度低和全局
路网多样性与动态性的问题。一种交通拥堵预测
方法，包括以下步骤：将全路网交通数据按照路
段属性特征聚类划分为多个聚类簇子模型；将每
个聚类簇子模型的特征数据分别输入不同的超
限学习机子预测器中进行训练学习，获得每个聚
类簇子模型对应的某个时间点的预测拥堵值；将
各个聚类簇子模型在各个时间点的预测拥堵值
集成为全路网整体的预测拥堵值。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 109887279 A 2019.06.14
C N 109887279
A
1.一种交通拥堵预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将全路网交通数据按照路段属性特征聚类划分为多个聚类簇子模型；
将每个聚类簇子模型的特征数据分别输入不同的超限学习机子预测器中进行训练学习，获得每个聚类簇子模型对应的某个时间点的预测拥堵值；
将各个聚类簇子模型在各个时间点的预测拥堵值集成为全路网整体的预测拥堵值。
2.根据权利要求1所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，聚类簇子模型的拥堵值
的计算公式为：
其中，i表示路段，t表示车速，为不同路段的参数，e表示无理数，e＝2.71828。
3.根据权利要求2所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，所述特征数据包括时序特征和非时序特征。
4.根据权利要求3所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，时序特征和非时序特征
混合模型的拥堵值预测结果为：
其中，z 1表示时序特征的拥堵值预测结果，z 2表示非时序特征的预测结果，z 1和z 2均由公式一计算得出。
5.根据权利要求4所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，所述时序特征的拥堵值预测结果为：设定在时刻t i 的拥堵值为随着时间的推移，
产生如下序列：
其中，i为从1开始的正整数。
6.根据权利要求4所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，所述非时序特征的预测结果为：设定路段i在j时刻的拥堵值为x i ,j (0≤x i ,j ＜100)，对于一条确定的道路i，该道路一天的拥堵值向量为：
[{x i ,j }]T ；
其中，i为正整数，j为从1至190的正整数，
全路网道路的拥堵值矩阵如下：
{x n ＝[x n ,j ]T }；
其中，n代表第几条道路，n为从1开始的正整数，j为从1至190的正整数。
7.根据权利要求6所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，所述路段i的属性特征包括：路段入口邻接道路数量和路段出口邻接数量。
8.根据权利要求1所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，不同的超限学习机子预测器共享同一个随机权重。
9.根据权利要求1所述的一种交通拥堵预测方法，其特征在于，所述特征数据输入不同的超限学习机子预测器之前，还包括对特征数据进行预处理和标准化的步骤。
权 利 要 求 书1/2页2CN 109887279 A
城市交通拥阻的分析与治理 摘要 随着经济的高速发展和城市化进程的加快，机动车拥有量急剧增加。城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一，严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵，并估计出拥挤在未来一段时间内的扩散范围和持续时间，对于制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。 本文通过调查洛阳市中州中路与定鼎路交叉口车流量与红绿灯的设置等情况，发现此路口南北方向的车辆主要是由关林与洛阳站方向的往返车辆，东西方向的车辆主要是由中央百货大楼与老城方向的往返车辆，且南北方向的车流量大于东西方向的车流量。 模型一，通过我们的调查发现，造成此路口交通拥堵的原因之一是黄灯时间较短，黄灯时间只有3秒，这样会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 又由于红灯亮了而过不了路口, 故而造成交通混乱。针对此问题，我们在力学与动力学原理的基础上，提出一种调整黄灯时间的模型，利用微分方程列出黄灯时间的求解公式，并计算出黄灯闪亮的最佳时间为7秒。 模型二，道路的增长速度跟不上车辆增长速度，这就导致了车辆静止平均密度逐年增大，结果花费了大量人力物力财力修路架桥，但换来的不是交通顺畅，而是越来越严重的交通拥挤。针对此现象，我们以交通工具为研究对象，运用线性规划方法并结合LINGO软件，得出人们出行选用自行车和大型机动车有利于缓解当前交通拥堵现象。 模型三，为了使交通部门有充分的时间来预防交通拥堵，应该在交通流高峰到来之前做出预测, 进而采取及时的措施并通过交通控制系统削减交通流高峰、避免拥堵的发生，我们采用径向基函数预测功能的神经网络[5],对十字路口的车流量进行实时预测，应用MATLAB软件编程[4]预测出交通高峰期可能通过每个路口的车流量，从而可以给交通部门提供数据，让他们有更充分的时间预防交通拥堵的发生。 关键词：微分方程;线性规划;神经网络; LINGO; MATLAB
交通拥堵解决方案设计 2013年5月21日
目录 一、拥堵判断 (3) 1. 视频内容分析 (3) 2. 车速大小分析 (3) 3. GPS 信息分析 (3) 4. 交通事故报警 (4) 二、应用过程 (4) 1. 预案联动 (4) 2. 信息传递 (4) 三、交通疏导 (5) 1. 交通诱导牌 (5) 2. 红绿信号灯 (5) 3. 现场交警协助 (6) 4. 视频分析 (6) 5. 拥堵预测 (6) 四、事后处理 (7) 1. 拥堵解除 (7) 2. 应急宣传 (7) 3. 梳理流程 (7)
一、拥堵判断 1.视频内容分析 视频监控是实时查看交通状况的最好方式，直观呈现道路拥堵情况，基于视频图像智能应用，可以部署200万像素红外高清摄像机，在高清摄像机视频图像中，按照道路范围进行规制划定，根据视频区域内车辆密度，采用视频算法进行智能分析，在3个红绿灯后，仍无密度无明显变化，则产生拥堵告警，向应用平台发送拥堵告警消息。 2.车速大小分析 车速检测由环形速度检测器检测，在路段下铺设检测器，捕捉通过该路段车速大小，依据车速大于该路段的平均车速，则该路段空旷，车速接近平均车速，则属于正常，车速小于平均车速，则可以显示为拥堵，而拥堵产生后，及时向应用平台发送拥堵告警信息。 3.GPS 信息分析 GPS信息获取从出租车，公交车上获取，获取GPS车辆所在地点，当时速度信息，当该路段GPS信号大量聚集，越来越密集，且 GPS显示车辆长时间移动缓慢，正常速度下3个红绿灯未能明显变化，则判断为拥堵。
4.交通事故报警 发生车辆事故，由事故和事故发生现场勘查，引起街道拥堵，求助者电话判断拥堵。 二、应用过程 1.预案联动 2.1.1．指挥中心值班客户端接收视频报警信息，同时间多 个路段发生拥堵报警，依照报警时间，对报警摄像头按照报警 时间先后分组，形成路段拥堵报警列表。 2.1.2．报警列表中，每行信息按照报警摄像头名称，时间， 该路段平均车速，GPS车辆GPS信息，所属管辖片区，片区负 责人信息和联系方式形成。 2.1.3．获取报警摄像头所在路段就近摄像头，分析视频内 容。 2.1.4．调阅实时视频内容，查看路面车辆通行情况，检测 该路段车速信息，gps数量信息，3个红绿灯无明显变化则初 步确认为拥堵路段。 2.1.5．拥堵路段信息上报值班领导，由领导确认，然后向 外界发布该路段为拥堵的信息。 2.信息传递 2.2.1.指挥中心值班客户端地图上调看警力部署图，对已
浅谈交通安全的现状、原因及对策 一、我国道路交通安全的现状 二、造成城市道路拥堵，事故频发的原因 1、驾驶员素质良莠不齐，安全隐患多 2、交通安全意识淡薄，违章现象比较严重， 3、道路交通设施不完善 4、交警队伍力量薄弱，难以适应交通快速发展的需求 5、经费、装备和科技投入不够，科学管理手段落后 三、改善交通安全的现状，消除道路交通事故隐患的对策 1、提高驾驶员的素质 2、加大教育宣传力度，提高全民交通安全意识 3、完善道路交通设施的配置，不断改善道路条件 4、加强交警队伍建设，进一步增强管理力量，提高政府整体管 理交通水平 5、加大投入，改善装备，提高科技监控能力
浅谈道路交通安全的现状、原因及对策 内容提要： 观我国道路交通的现状，近两年来，虽然我国道路交通事故各项指标都有不同程度下降，但交通安全形势依然十分严峻。笔者就严峻的交通事故形势分析了原因并提出了相对应的措施。 关键词：人、车辆、驾驶员、交通事故、道路安全 一、我国道路交通安全的现状 中国经济飞速发展，汽车数量持续增长，交通事故也急剧增加。据相关是数据统计，交通事故与死亡人数稳居世界第一。就2007年，全国共发生道路交通事故327209起，造成81649人死亡、380442人受伤，直接财产损失12亿元。与2006年相比，事故起数减少51572起，下降13.6％；死亡人数减少7806人，下降8.7％；受伤人数减少50697人，下降11.8％；直接财产损失减少3.0亿元，下降19.5％。其中，发生一次死亡三人以上交通事故1472起，造成5781人死亡。与2006年相比，事故起数减少221起，下降13.2%%；死亡人数减少1007人，下降15.2%%。发生一次死亡五人以上交通事故266起，造成1756人死亡。与2006年相比，事故起数减少60起，下降18.4%%；死亡人数减少488人，下降21.7%。发生一次死亡10人以上特大交通事故26起，造成389人死亡。与2006年相比，事故起数减少12起，下降31.6%%；死亡人数减少169人，下降30.2%%。道路交通事故万车死亡率为5.1，同比减少1.1。2008年1至9月份，全国共发生道路交通事故195319起，造成50682人死亡、229484人受伤，直接财产损失7.7亿元。与去年同期相比，分别下降20.1%、12.7%、21.2%和14.5%。发生一次死亡10人以上特大道路交通事故23起，同比持平。奥运会期间（8月8日至8月24日）和残奥会期间（9月6日至9月17日）交通事故死亡人数同比分别下降28%和2.6%。近两年来，我国道路交通事故各项指标都有不同程度下降，但交通安全形势依然十分严峻。 二、造成城市道路拥堵，事故频发的原因
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观点速递 交通拥堵现状 一线城市中上海交通最堵，而深圳地区车主通勤速度最快，平均月车速达到28km/h。面对交通拥堵，驾驶经验丰富的“大叔们”相对通勤速度较快，平均车速达到28.7km/h 。交通拥堵主要原因及治理建议对交通拥堵现状从政策、社会等四个角度出发分析得出交通拥堵原因主要有城市规划与交通规划不协调、车路矛盾、静态交通容量不足。 面对交通拥堵，现行外国政府的解决方案瑞典首都斯德哥尔摩和美国纽约等城市通过交通信息系统解决拥堵问题，另一方面，法国巴黎和丹麦首都哥本哈根等城市通过加大公共交通措施投入，鼓励绿色出行，缓解交通拥堵问题。解决交通拥堵问题未来趋势 通过现代化的智能信息技术，构建人与车、车与车、车与路智能网络，不断采集实时交通路况、传输和处理这些数据，并及时将信息传递给交通参与者，实现车辆有效分布到合适道路网络上，进而提高道路与车辆运营效率。
城市拥堵严重影响各城市通勤车速 一线城市中，上海地区交通拥堵情况最为严重，其次是北京和广州。相对而言，深圳地区在一线城市中拥堵情况较为缓和。 从日均驾驶时间上看，广州驾车时间为86分钟，在一线城市中驾车时间最长。此外上海地区车主平均月车速只23km/h，而深圳地区车主速度最快，平均月车速达到28km/h。 一线城市曰均驾腔时同 78 一线城市交通拥堵指数 不同施区车主月均速度分布 ■ <20kmi'h ■20-6s0krn/h ■ >60fcmiTi
不同年龄车圭平均通勤速屢 25.2 2B.7 面对交通拥堵，驾驶经验丰富的“大叔们”应对自如，相对通勤 速度较快 男性车主的通勤速度要远远快于女性车主，男性在面对交通拥堵上处理得更灵活，驾驶更娴熟。从年龄上看，随着年龄增加，驾驶也越发熟练、通勤速度越快。此外面对交通拥堵，驾驶经验丰富的“大叔们”应对自如，相对通勤速度较快，平均车速达到28.7km/h。 不同性别车主平均通勘速廈 立男
浅谈城市交通拥堵原因和治理对策 发表时间：2018-12-17T16:10:10.327Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：刘涛 [导读] 随着经济社会发展和城镇化进程加快，城市规模和人口不断增加，道路交通、公共交通、停车场等交通基础设施难以跟交通需求增加，造成交通供给与交通需求的严重失衡，交通拥堵日益严重严重。 宜昌市城建项目管理中心湖北宜昌 443000 前言 随着经济社会发展和城镇化进程加快，城市规模和人口不断增加，道路交通、公共交通、停车场等交通基础设施难以跟交通需求增加，造成交通供给与交通需求的严重失衡，交通拥堵日益严重严重。为缓解城市交通拥堵，需要根据城市实际和特点，因地制宜的调整优化城市交通供给和交通需求，使之逐步实现动态平衡。 一、城市交通拥堵的主要原因 （一）交通流量快速增长。一是随着经济社会发展，机动车保有量快速增加。2017年，全国机动车保有量达3.10亿辆。其中，汽车保有量达2.17亿辆，与2016年相比增加2304万辆，增长11.8%。汽车占机动车的比率持续提高，近五年占比从54.9%提高至70.2%，已成为机动车构成主体。二是随着城市化进程加快，人们交往联系更加密集，出行频次增加，同时城市规模不断扩大，出行距离随之增大，步行和自行车出行比例相对减少，机动化出行比例相应增加。 （二）城市形态先天缺陷。一是城市空间结构影响交通效率。很多城市都是依托老城逐步向外拓展发展起来的，为单中心城市，商业、学校、医院及就业岗位等资源集中于老城区，但老城中心由于建设标准低，规划预留不够，有的甚至受到历史文化建筑等限制，老城区内部道路较窄，进入老城区的通道少，进城通道在进入老城区外围时遇到瓶颈，造成系统性或局部性交通拥堵，并且存在明显的潮汐现象。二是城市形态形成先天缺陷。很多城市依山就势发展，被长江等水系或山体分割为不同的组团，特别是大山大江成为城市联系的瓶颈，但跨江大桥、穿山隧道建设限制条件多、施工难、投资大，穿越大江大山路段成为交通瓶颈和短板，城市路网很难形成高效完善的交通网络，较环状、网状道路系统更为脆弱、容错性更低，往往一点受堵、多点不畅，路网形态对城市交通发展的制约日益明显。 （三）路网结构不尽合理。一是路网密度偏低。根据《中国主要城市道路网密度监测报告》，选取36个全国主要城市作为监测对象，其中直辖市4个、计划单列市5个、省会城市27个。截止2017年底，36个城市道路网总体平均密度为5.89公里／平方公里，距离《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出的“到2020年，城市建成区平均道路网密度提高到8公里／平方公里”仍有较大差距。而人口密集的香港，截止至2016年底共有道路2107公里，全港道路网平均密度约2公里/平方公里，建成区道路面积约为11.5公里/平方公里，是世界上道路密度最高的城市之一。二是路网结构不合理。国内城市支路网密度严重不足，有的城市只重视高等级道路建设，忽视次干道、支路建设，同时老城区拆迁成本远高于工程建设成本，导致道路建设难度很大、增量严重不足，经常出现断头路，部分快速路规划建设相对滞后，形成了倒金字塔或“纺锤”型的路网结构，与国家规范要求的快速路、主干道、次干道、支路0.5/1/1.5/4公里/平方公里的密度和金字塔型的路网结构相比也还有不小差距，造成道路交通分工不合理，各种交通集中于城市主次干道而造成拥堵。三是交通供需不匹配。很多城市近年来主要在推进城市新区建设，新建道路主要集中在新区，但新区的商业、文教卫等生活配套没有跟上，造成城市人口和交通量依然集中在老城区，出现老城区“路少人多”和新区“路多人少”并存的局面。 （四）公共交通分担率较低。公共交通特别是轨道交通等大运量公共交通人均占地面积小、交通效率高。研究表明在同等载运能力条件下,公共汽车道路占用面积仅为小汽车的1/7，且前者人均百公里能耗也仅为后者的5%。《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》要求，到2020年超大、特大城市公共交通分担率达到40%以上，大城市达到30%以上，中小城市达到20%以上。大伦敦公共交通（包括国铁、轨道交通、公共汽车）全方式出行分担率为30.1%。东京都市圈公共交通（包括轨道、公共汽车）全方式出行分担率为35%。香港公共交通（包括轨道、公共汽车）全方式出行分担率为45.5%。而国内城市公共交通全方式出行分担率大多低于30%，普遍需要进一步加强公共交通系统建设。 （五）道路配套设施不完善。受城区用地条件限制，城区大部分停车场出入口设置于主干道，人行立体过街设施数量不足，港湾式站台和道路展宽带尚未完全改造，以及现状停车泊位不足等，对日益饱和的城区交通造成更大的压力，导致中心城区局部路段通行效率下降。老城区由于工程投资代价较高，受限于街道绿化、地下管网布局及道路空间不足等因素，导致人行立体过街设施、公交站台港湾式改造等推进难度大。另外，城市公共停车场相对较少，加之配建停车场比例较低，加之部分停车场导识系统不完善，致使动静态交通相互影响，增加相互干扰影响和无效交通。 二、治理交通拥堵的总体措施 （一）推进城市布局与交通系统协同发展。有效缓解城市交通问题，首先要从源头入手，尽快构建更加科学合理高效的城市布局结构。老城区由于受历史条件限制，拓展道路难度大、投资高，城市在拓展新区时要在基础设施建设的同时不同配建文教卫、商业等生活配套设施，完善新区功能，推进职住平衡，加快推动多中心建设，有效疏解老城区功能和人口。同时，在城中村、棚户区等旧城改造工程中，切不可盲目按照经济账提高开发密度，否则将使老城区交通雪上加霜，要根据区域交通情况，合理确定开发密度，配套公交首末站等公交设施，加强支路网建设，建设开放式街区，提高交通效率。 （二）推进公共交通和慢行交通协同发展。推行公交优先，构建快慢结合的绿色交通系统。因地制宜推进大中运量公共交通系统建设。大城市加快建设轨道交通，中等城市可以合理选择快速公交等更加经济、灵活的交通系统方式，构建城市公共交通主骨架，串联重要商圈、居住区、学校等重要节点。科学布局公交专用道及常规公交线路，构建公共交通辅助线路，全面覆盖和合理串联主要交通线路。加快自行车和步行等慢行交通系统建设，特别是要重点加强连接轨道交通站点、公交站点的人行道和非机动车道建设，切实解决最后一公里的问题。 （三）推进城市大动脉和微循环协同发展。围绕金字塔型路网结构的目标，针对倒金字塔或“纺锤”型路网结构的缺憾，根据主要交通方向和路线交通拥堵程度，针对性的加快城市快速路和支路网建设，切实打通大动脉、畅通微循环，构建分工明确、各行其道的道路交通系统。树立“窄马路、密路网”城市道路布局理念，推动城区路网建设重心由“拓骨架、重主路”向“促完善、重支路”转变，按照“控规落实一批、棚改新增一批”的思路建设支路，全面改善城区交通微循环。同时加强重点地段的停车场出入口改造、港湾式站台改造和道路展宽带、渠化岛改造，针对人车混行严重的区域新建一批人行立体过街设施，缓解各种交通之间的矛盾，提高交通效率。
承诺书 我们仔细阅读了2010年湖南大学冬季数学建模竞赛。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 参赛队员(签名) ： 队员1：姓名罗明强学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 队员2：姓名王一学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 队员3：姓名林莉智学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 湖南大学数模指导组 湖南大学数学建模协会
题目：城市交通拥阻的分析与治理 【摘要】 本文联系长沙交通的实际情况，对交通阻塞情况很严重的枫林路丁字路口进行分析，建立仿真模型结合理论给出一个合理的调度方案。并由这个调度理论，进一步分析优化十字路口和多交叉口. 本文首先对现行情况的调查结果进行处理分析，将各方面的数据进行量化，从而得到部分交通参数的具体数值与表达式，再针对现行方案的不足之处进行建模优化，即通过设置缓冲区（模型A），对信号灯进行配时与优化（模型B），以及硬件设施改善（模型C）等方面的进行数学研究讨论，从而得到更加可行的方案。然后对三种方案进行综合考虑和分析，得到最佳的缓解方案。通过计算机模拟验证，从而使得模型理论上成立。本文的较后部分对问题进行加深分析探索，类比三叉路口的优化方案，对十字路口以及更局般意义上的多叉路口进行简单的讨论和分析，从而得到更一般的结论，对缓解交通拥堵起到参考作用。 【关键词】丁字路口交通拥阻缓冲区信号灯的配时与优化 硬件改善计算机模拟类比
2019英语六级翻译预测及解析：交通拥堵 请将下面这段话翻译成英文： 交通拥堵是世界各国普遍面临的问题。近年来，我国城市化水平空前加快，大中城市交通拥堵问题尤其突出，交通阻塞已由局部向大范围蔓延。这不但影响了城市生活的效率和质量，而且带来了环境污染、能源紧张等一系列经济社会问题，严重制约了城市的发展。要想解决这个问题，良好的公共交通是必不可少的。实行低票价政策，是实现公交优先的基本保证。从长远来看，则要大力发展轨道交通(rail transportation)，降低路面拥堵。 参考翻译 Traffic jam has been a problem shared by all countries around the world.In recent years,the urbanization of China reaches an unprecedented level,which leads to especially prominent traffic jam in large and medium-sized cities.The problem of traffic jam has extended from part to a wide range.Traffic jam not only affects the efficiency and quality of uiban life,but also causes a series of economic and social problems like environmental pollution and energy deficiency,which greatly restricts the development of cities.To solve the problem,well-organized public transportation is indispensable.Low ticket price is the basic guarantee of priority of public transportation.In the long term,we must vigorously develop rail transportation to lessen traffic jam. 参考翻译
浅谈中小城市交通拥堵的成因及对策 随着新型城镇化步伐加快，城市交通拥堵已成为影响城市健康发展和影响居民出行的重要问题。一些中小城市的交通拥堵也已成为司空见惯的现象，给居民的日常生活和工作带来许多不利影响，并且成为影响城市经济健康和可持续发展的制约因素。 一、中小城市交通拥堵的主要原因 （一）规划和管理滞后。长期以来城市总体规划未充分考虑和适应城市交通的发展需要，一些路段开发密度过大，功能区分和定位错乱，也是引发交通拥堵的常见因素。一些城市单元的设置未考虑到后期交通流量快速增长等因素，并未按科学合理的要求将生活区、商业区、办公区和交通枢纽区等功能区进行合理区分和设置，许多路段未形成的合理的路网结构，道路设计较为狭窄，一些交通枢纽附近的道路由于过于靠近商业街和步行街且设计不合理，导致交通枢纽附近经常发生拥堵，严重影响了通行效率。一些功能区在设计时对缺乏整体考虑，而又缺乏足够的停车空间和缓冲区域的设置比如一些小学和幼儿园出入口直接靠近马路，致使接送学生的车辆在上下学高峰时堵塞行车道造成拥堵。 （二）城市交通路网结构不合理。中小城市的主要路网结构通常
是环路加主干道，对于次干道和支路网的建设却未给予充分重视，或者受限于城市建设的资金方面的因素，在次干道和支路网建设方面缺乏长远的配套规划，导致城市路网疏导交通功能不足，整体效能低下。特别是许多中小城市主干道距离较远，缺乏快速通道，主、次、支路比例严重不均，一些断头路、瓶颈路的存在也影响了路网功能的发挥。路网之间难以有效串联，次干道和支网的集散性和分流性功能难以发挥，一旦由于施工或上下班高峰时期主干道发生拥堵，车辆难以通过支路进行疏散或分流，极易引发大规模的严重拥堵。 （三）城市交通工具特别是机动车保有量的快速增长。随着城镇居民收入的增加和生活水平的提高，城镇居民的汽车保有量近年来有了快速的增长。虽然市政建设方面对城市道路的投入不断增加，但相对于居民机动车保有量的增加，仍显不足。城市道路资源的有限性和稀缺性使得道路建设速度通常远低于交通工具的增长速度，城市交通工具特别是机动车保有量的快速增加，是形成交通拥堵的直接诱因。 （四）市政建设施工对交通拥堵产生的影响。在市政建设过程中，市政建设施工的不合理因素也容易造成交通拥堵。有时同一方向相邻的几条道路同时进行施工改造，极易造成区域性的交通拥堵。同时，由于整修规划设置方面的一些人为因素，一些原本没必要修缮的道路却经常进行重复修缮，而一些亟待修补的道路却迟迟得不到修复，导致交通效率低下。一些道路工程建设质量不高，刚刚建成就出现问题。
交通流量数学模型 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
交通量优化配置 摘要 城市交通拥挤现象是城市交通规划最为明显的失策现象之一。从某种程度上说，城市交通拥挤现象是汽车社会的产物，特别是在人们上下班的高峰期．交通拥挤现象尤为明显。“据统计，上海市由于交通拥挤，各种机动车辆时速普遍下降，50年代初为25km现在却降为15kin左右。一些交通繁忙路段，高峰时车辆的平均时速只有3—4km。交通阻塞导致时间和能源的严重浪费，影响城市经济的效率。”城市交通拥挤现象是现代我国大中城市存在的普遍问题．由于公交车、小汽车流量较多，加上餐饮业商贸功能聚集，使本来就不宽的道路变得拥挤不堪，给进行物资运输，急救抢险，紧急疏散等状况带来不便。其中，城市各路段交通流量的合理分配可以有效缓解道路发生拥挤。接下来，我们将模拟一个交通网络，用节点流量方程、环路定理、网络图论模型去合理分配该交通网络的交通流量已达到交通量优化配置。 关键字：交通流量、节点、环路、网络图论
一、问题重述 我们模拟某区域道路网络如图1所示，每条道路等级（车道数）完全相同，某时间段内，有N辆车要从节点1出发，目的地是节点0（假设该时间段内，路网中没有其它车辆）。在该时间段内，道路截面经过的车辆数越多，车辆在该路段行驶的速度就越慢。 我们在此要解决的问题是确定有效的行驶路径及其算法，合理分配每条道路的交通流量，使N辆车从节点1到节点0的总行驶时间最小。 二、模型假设 1）各路段单向通车 2）道路截面经过的车辆数与车辆在该路段行驶的速度成反比例函数关系 3）车流密度均匀不变 4）假设N辆车在极短时间内全部开出（即把车当做质点）5）各环路两条支路对时间负载均衡
交通流预测方法 随着社会经济和交通运输业的不断发展，交通拥挤等交通问题越来越凸现出来，成了全球共同关注的问题。那么对于交通流的预测不仅是城市交通控制与诱导的基础，还是解决道路拥堵问题的关键。如果能精确的预测交通网中各个支路上的汽车流量，那么我们可以运用规划方法对交通流进行合理的优化，从而使得道路的利用率达到最大，也可以解决部分拥堵问题。在新建道路的前期也需要对兴建道路的车流量进行一个长期的交通预测，从而对道路的经济效益进行评估，对论证道路修建的可行性研究提供依据。由此可见，对交通流的预测是必要的，在本课题中我对四公里立交车流作一个最优函数估计，旨在对四公里立交的车流进行精确预测。 交通流理论是研究交通随时间和空间变化规律的模型和方法体系。多年来交通流理论有了较快的发展，众多学者在这一研究方向做出了许多优秀的成果，将交通流理论运用于交通运输工程的许多研究领域，如交通规划、交通控制、道路与交通设施设计等。 预测方法从大体上可分为定性预测与定量预测。定性预测中主要有相关类比法、德尔菲法等；定性预测则分为因果分析、趋势分析智能模型。因果分析主要方法有线性回归、非线性回归等模型；趋势分析主要有时间序列模型、趋势回归模型等；智能模型主要包括神经网络模型和非参数回归模型。 短期交通流的预测方法较早期的有：自回归模型（AR）、滑动平均模型（MA）、自回归滑动平均模型（ARMA）、历史平均模型（HA）和Box-Cox法等，随着该领域的发展，预测方法不断趋于精确，在大批学者的共同努力下出现了许多更加复杂、精度更高的预测模型。大体来说可分为两类：一类是以数理统计和微积分等传统的数学方法为基础的预测模型，主要包括：时间序列模型、卡尔曼滤波模型、参数回归模型等；第二类是以现代科学技术和方法（如模拟技术、神经网络、模拟技术）为主要研究手段而形成的短期预测模型，该种方法不追求严格意义上的数学推导和明确的物理意义，更加重视与现实交通流量的拟合接近程度，该种方法主要包括非参数回归模型、KARIMA算法、基于小波理论的方法、谱分析和多种与神经网络相关的复合预测模型等。现阶段广泛应用的主要有以下四种模型。 历史平均模型Stepehanedes于1981年将此方法应用于城市交通控制系统中。其特点有算法简单，参数可用最小二乘法进行估计，操作简单，速度快，但其由于它是一种静态的预测方法，不能反映动态交通流基本的不确定性和非线性性，无法克服随即干扰因素的影响。 时间序列-ARIMA模型由Ahmed和Cook于1979年首次在交通领域提出。在大量连续数据的基础上，此模型没有较好的预测精度，但需要复杂的参数估计，且其对历史数据的依赖性较高，成本较高。该方法技术比较成熟，特别适用于稳定的交通流。该模型只是单纯从时间序列分析的角度进行预测，没有考虑上下游路段之间的流量关系。 神经网络模型人工神经网络诞生于20世纪40年代，Schin 于1992年用之于长期的交通预测，1993年1994年Dougherty 和Clark 分别将其应用于短期交通预测。该方法在一定程度上摆脱了建立精确数学模型的困扰，为研究工作开辟了新的思路。应用较广泛的有BP神经网络-误差反传神经网络模型、单元神经网络模型、基于谱分析的神经网络模型、高阶神经网络模型和模糊神经网络模型等方法 非参数回归模型，由Davis和Smith于1991年应用到交通预测领域，该预测方法是一种适合不确定性、非线性的动态系统的非参数建模方法。无需先验知识，只需足够的历史数据。 鉴于道路交通系统的非线性、复杂性和不确定性等特征，许多无模型的预测方法被应用到短期的交通流预测当中，且取得了良好的效果，研究发现，考虑上下游道路流量的关系的预测方法更能反映实际情况，比起单纯的时间序列预测方法更加贴合实际，有更大的发展空间。
城市交通拥堵的原因分析与解决方案 以前我在碰到堵车第一反应是：自己先生气，给自己下定义是倒霉碰到堵车。第二反应是：想办法绕道（往往是绕道别的路上还是堵，时间费了更多，自己更气）第三反应是：想办法插队，在逆向车道上向前冲。实在没办法就跟得紧点不要让人插上来了。 1、现状分析 1）城市车辆多。 至2010年末上海市的汽车保有量:309万辆 至2010年末北京机动车保有量接近500万辆 2）路堵。上下班高峰时间全上海一片红，但有些时间有些路段不是上下班高峰还是会堵。有些路段，如江苏路，南北高架，大柏树，宛平南路上高架口，延安高架，延安隧道等等 2、原因分析。 1）第一客观原因车多。但我认为这不是重要的原因，车多少是相对而言的，路上能走，不堵就不多，路上走不动了，堵了就多了。如一个路段修路，5辆车过去，不堵，车不多。15辆车来了，堵了，多了。但如果不修路，15辆车不堵，那就不多了。所以，车的多少是相对路通不通而言的。路通不通是还有其他原因的。当然如果真的太多，如上海有5000万辆车，光停下就困难了，那就是多的原因了。但现在不是这个状况。 2）路少。这与车多一个道理，相对的。不多说了。 3）道路的通行效率。对了，我要讲的就是这个。路的通行效率高了，车多少的标准就不一样了。 道路的通行效率的分析
关于通行效率方面，有以下几个方面来描述。 1、以单个车道来分析，如果车速40公里/小时，每个车道的每分钟的通行车 辆的能力是：每分钟53.4辆车。车速40公里/小时，行车间距5 -10米之间，我们以平均数7.5米加本身长5米。每通过一辆车为12.5米，车速40公里/小时每秒行进为了11.1米，每秒通过为0.89辆× 60秒 = 53.4辆。我们的城市道路大部分能满足每小时40分里的车辆通行，但实际通行速度度远低于40公里/小时。 2、红绿灯的通行效率。我们的城市道路是网状，一条道路由路口红绿灯分隔 成了无数段。每个红绿灯将路口时间分配给了4-6不同方向的行使（自己方向的前进、左转或右转，相交路的前进、左转或右转）。车辆到路口后只剩下四分之一或六分之一的通行时间，别的时间要让给其他方向的车辆通行。 然而，车辆停下来，从新起步与车辆不停一直在走的通行效率是不一样的。 数据： 单个车道不停车时时速40公里的每分钟通行53.4辆时。 车辆处于停车状态，从起步开始，前四秒只能通过一辆，后面慢慢加速。
交通预测模型【对各种交通流预测模型的简要分析】 摘要:随着社会的发展，交通事故、交通堵塞、环境污染和能源消耗等问题日趋严重。多年来，世界各国的城市交通专家提出各种不同的方法，试图缓解交通拥堵问题。交通流预测在智能交通系统中一直是一个热门的研究领域，几十年来，专家和学者们用各种方法建立了许多相对精确的预测模型。本文在提出交通流短期预测模型应具备的特性的基础上，讨论了几类主要模型的结果和精确度。 关键词:交通流预测;模型;展望 20世纪80年代，我国公路建设项目交通量预测研究尚处于探索成长阶段，交通量预测主要采用个别推算法，又可分为直接法和间接法。直接法是直接以路段交通量作为研究对象；间接法则是以运输量作为研究对象，最后转换为路段交通量。 进入90年代后，我国的公路建设项目，特别是高速公路建设项目的交通量分析预测多采用“四阶段”预测，该法以机动车出行起讫点调查为基础，包括交通量的生成、交通分布、交通方式选择和交通量分配四个阶段。
几十年来，世界各国的专家和学者利用各学科领域的方法开发出了各种预测模型用于短时交通流预测，总结起来，大概可以分为六类模型：基于统计方法的模型、动态交通分配模型、交通仿真模型、非参数回归模型、神经网络模型、基于混沌理论的模型、综合模型等。这些模型各有优缺点，下面分别进行分析与评价。 一、基于统计方法的模型 这类模型是用数理统计的方法处理交通历史数据。一般来说统计模型使用历史数据进行预测，它假设未来预测的数据与过去的数据有相同的特性。研究较早的历史平均模型方法简单，但精度较差，虽然可以在一定程度内解决不同时间、不同时段里的交通流变化问题，但静态的预测有其先天性的不足，因为它不能解决非常规和突发的交通状况。线性回归模型方法比较成熟，用于交通流预测，所需的检测设备比较简单，数量较少，而且价格低廉，但缺点也很明显，主要是适用性差、实时性不强，单纯依据预先确定的回归方程，由测得的影响交通流的因素进行预测，只适用于特定路段的特定流量范围，且不能及时修正误差。当实际情况与参数标定时的交通状态相差较远时，
浅谈我国道路交通拥堵现象及解决方案 随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们的出行方式也更加多样化，方便快捷的出行方式成为人们对交通的追求目标。但是，汽车数量的增多造成了城市交通负荷的增加，交通非但没有快捷，反而产生了拥堵的现象，给人们的出行带来了不便，影响了人们的幸福感。本文通过分析我国道路交通拥堵现象，指出造成道路交通拥堵的主要原因，进而提出针对交通拥堵的解决方案，希望能够对缓解我国交通拥堵，提高人们出行的效率，促进交通资源的合理分配提供借鉴与帮助。 标签：交通拥堵交通拥堵缓解拥堵治理对策智能交通 引言 交通拥堵问题是城市化进程中各大城市普遍存在的问题，在工业化与城市化的背景下，交通拥堵问题尤为突出并且呈现出新的发展态势，它已经成为人们关注的重要问题之一。交通拥堵不仅影响着人们的日常生活，同时也制约着城市的经济和社会的可持续发展。本文以现在大城市的交通现状为基础，分析交通拥堵的原因，并结合实际，提出相应的对策。 一、我国道路交通拥堵现象的具体表现 1.工作日道路拥堵 工作日人口流动比较集中，居民上课、上班时间也比较固定。因此工作日上班期间交通拥堵已成为常态，这种现象已经逐渐开始影响到人们的正常工作、生活，使人们花费在路上的时间也越来越长。 2.主干道拥堵 随着人们生活水平的提高，很多家庭有了私家车，在车流量增加的情况下，主干道路等区域路段经常处于饱和状态，这就造成了交通拥堵的现象，从而给人们的出行造成了极大的不便。 3.特定地点拥堵 一些特定地点容易出现交通拥堵，主要包括旅游景点、学校、商业街、餐饮中心等。如学生放学时，由于学生人数多且放学时间固定，很多家长都会去接孩子，这就引发了学校所在路段交通拥堵现象。 二、道路交通拥堵的原因 交通拥堵现象，首先影响了居民的正常工作、生活，特别是在上下班高峰期，
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/eb8047484.html, 公路交通拥堵现象的建模与分析 作者：陆睿得 来源：《科学家》2017年第11期 摘要公路交通的便利程度直接影响着社会经济的发展步伐，随着我国汽车保有量的增加，道路交通的拥堵问题日益严重。通过对交通拥堵现象的观察，本文对该问题进行了理论建模。相对于经典的模型，该理论模型的计算结果更加符合人们的日常经验。此外，我们还分析了车祸等因素对交通的影响，并根据计算结果提出了几种解决拥堵现象的可能方案。 关键词道路；拥堵；车流量；车祸 中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0023-02 “要致富，先修路”的顺口溜说明了一个朴素的道理：公路交通的便利可以降低运输成本，促进不同地区之间的合作交流，吸引外来投资，并促进社会经济健康发展。近些年来，国家对于公路建设的重视程度不断提高，在高速公路建设方面尤为突出，比如，2016年全国新增高 速公路里程达到4 500千米，相当于北京到上海距离的3.7倍。 伴随着城市化进程的加快，城市人口的暴增引发了严重的交通问题。资料显示，我国市区的汽车行驶平均速度已经从60年代的25km/h～30km/h下降到了现在的10km/h～15km/h[1]。交通的拥堵不仅增加了人们出行的成本，制约了社会发展的步伐，降低了道路建设的效用，更带来了巨额的经济损失。只有深刻理解道路拥堵问题产生的原因，我们才能对症下药，提出合理的解决对策。因此，建立有效描述道路拥堵现象的理论模型是非常必要的。 通过观察车辆在道路上的运行规律，本文建立了道路拥堵的理论模型，并用该模型的结果与前人的经典理论进行了比对。基于本文的理论模型，还进一步分析了影响车流量的因素，提出了几种降低道路拥堵的可能方案。 1 拥堵现象的理论建模 为了描述道路拥堵现象，我们需要考虑总车流量Q，平均车流速度v和车流密度K这几个量之间的关系。根据车流现象的物理过程，我们有： （1） 当道路拥堵（即车流密度较大）时，车流速度v较慢；反之当道路车辆较少（即车流密度较小）时，车速较快。描述该现象的一个经典理论模型为Greenshield模型[2-3]，它假设车流密度K与车流速度v之间存在线性关系，且当道路上车流密度K最大时，车行速度v为0。如图 1（a）所示，该关系可写为：
交通量优化配置 摘要 城市交通拥挤现象是城市交通规划最为明显的失策现象之一。从某种程度上说，城市交通拥挤现象是汽车社会的产物，特别是在人们上下班的高峰期．交通拥挤现象尤为明显。“据统计，上海市由于交通拥挤，各种机动车辆时速普遍下降，50年代初为25km 现在却降为15kin左右。一些交通繁忙路段，高峰时车辆的平均时速只有3—4km。交通阻塞导致时间和能源的严重浪费，影响城市经济的效率。”城市交通拥挤现象是现代我国大中城市存在的普遍问题．由于公交车、小汽车流量较多，加上餐饮业商贸功能聚集，使本来就不宽的道路变得拥挤不堪，给进行物资运输，急救抢险，紧急疏散等状况带来不便。其中，城市各路段交通流量的合理分配可以有效缓解道路发生拥挤。接下来，我们将模拟一个交通网络，用节点流量方程、环路定理、网络图论模型去合理分配该交通网络的交通流量已达到交通量优化配置。 关键字：交通流量、节点、环路、网络图论
一、问题重述 我们模拟某区域道路网络如图1所示，每条道路等级（车道数）完全相同，某时间段内，有N辆车要从节点1出发，目的地是节点0（假设该时间段内，路网中没有其它车辆）。在该时间段内，道路截面经过的车辆数越多，车辆在该路段行驶的速度就越慢。 我们在此要解决的问题是确定有效的行驶路径及其算法，合理分配每条道路的交通流量，使N辆车从节点1到节点0的总行驶时间最小。
二、模型假设 1）各路段单向通车 2）道路截面经过的车辆数与车辆在该路段行驶的速度成反比例函数关系 3）车流密度均匀不变 4）假设N辆车在极短时间内全部开出（即把车当做质点）5）各环路两条支路对时间负载均衡 三、变量说明 m节点到n节点支路的车流数量 车辆从m节点到n节点经过所花费的时间 Q 流量 v车速 L纵向路长 2L 横向路长 K反比例系数 车流密度随时间的函数
基于L V Q神经网络 的交通拥堵预测研究 沈小军陈 峻王 晨 东南大学，交通学院，南京 210096 摘 要：面对大量的交通参数数据，如何快速建立高效的分类预测模型以尽快地对拥堵状态进行判别是一个重要的问题。本文利用检测器提供的车速、流量和占有率等相关参数信息，提出了基于学习向量量化(LVQ)神经网络的交通拥堵预测模型。通过使用Matlab7.3数学软件的神经网络工具箱对该神经网络不断地训练，最终可以对道路正常状态和拥堵状态进行分类，通过交通流参数数据的输入预测出路段交通拥堵状况。最后，给出算例进行网络训练和测试，训练结果表明，运用该算法进行交通拥堵预测取得了良好的效果，具有一定的现实意义。 关键词：学习向量量化神经网络；交通拥堵；预测；Matlab 中图分类号：U491.2+65 文献标识码：A 文章编号：1672-4747（2009）03-0097-06 Prediction of Traffic Congestion Based on L VQ Neural Network SHEN Xiao-Jun CHEN Jun WANG Chen School of Transportation，Southeast University， Nanjing 210096，China Abstract：For a large number of traffic parameter data, it is an important issue that how to set up an efficient model of classification and prediction to identify the congestion state as soon as possible. The article provided a model to predict traffic congestion based on the learning vector quantization neural network by using the traffic parameters such 收稿日期：2008-11-26. 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划（2006BAJ18B01）和国家高技术研究发展计划（2008AA11Z201）。 作者简介：沈小军（1985?），男，江苏海门人，东南大学交通学院硕士研究生，研究方向为交通规划与管理。 97
浅析成都市交通拥堵成因及对策 课题背景： 近年来，成都的发展的速度和成就有目共睹，其未来发展的潜力和提升空间也是相当巨大的。但是，作为或准备作为一个国际化一流城市，都必须坚持走可持续发展道路，而成都还有一段长路要走，还有很多重大问题亟待解决，城市交通问题拥堵问题就是其中之一。虽然，政府和社会各界都做出了很多努力，但是问题依旧严重。本次课题就重点从成都交通拥堵问题的成因及对策两方面来探讨这个问题。 一、交通拥堵形成的原因 成都市政府对缓解交通拥堵一直非常重视，其在交通建设方面的投入是比较多的，占全市每年GDP的6%，而在全国来看，这一数字是3%。但是，在世界城市化的大潮中，成都作为中国西部发展的首要地区，其城市化加速，规模不断扩大，人口数量迅速增长，人民生活水平的逐渐提高及居住郊区化，使其出行次数与距离不断增加，造成了城市交通流量大幅度提高，城市道路供给与交通需求之间存在严重不平衡，交通拥堵现象依旧严重，甚至较以前有过之而无不及。 1、供不应求——人多、车多、路少 在世界城市化的大潮流中，成都作为中国西部发展的首要地区，其城市化加速，规模不断扩大，人口数量迅速增长，如今成都常住人口达近1400万且人民生活水平的逐渐提高及居住郊区化，使其出行次数与距离不断增加，造成了城市交通需求大幅度提高，城市道路供给与交通需求之间存在严重不平衡，致使交通拥堵现象严重。人口增加和居住郊区化，这些带来交通需求量的剧增，使道路交通设施的供应、管理，还有空间不足的这些矛盾，使城市交通堵塞严重加剧。 90年代中期，随着国家汽车产业政策的颁布，“轿车进入家庭”被确定为国家扶持汽车工业发展的战略安排，国产汽车的生产开始转向小汽车，小汽车的销售价格大幅度下降，小汽车的拥有量逐年增加，且增长速度越来越快直至近乎疯狂，如今，成都机动车辆有三百多万辆。成都市人均生活水平提高，加之社会浮躁，人们存在炫耀心理，拥有私家车已成为很多现代成都人的奋斗目标或成功的标志，私家车数量与日俱增。很多人已经不愿委屈的去挤公交车。在一些恶劣天气下很不容易打车，大多数人选择自己开车或派私家车来接自己。方便、快捷、舒适、已成为现代人们的无上追求。 道路建设的速度始终跟不上机动车增长的速度。成都市道路面积年增长率远远落后于机动车年增长率；再加上占全市面积16%的中心城区承载了全市40%以上的交通负荷。 2、公共交通系统不完善 公交吸引力下降，应有的功能没有得到尽量发挥。随着成都的城市空间不断扩展，市民的出行距离日渐加大，而公共交通却没有及时跟上，公交方式的出行等候时间和运营速度还不够理想，等车难，挤车更难，极其的不够舒适。汽车站、高铁、地铁等公交枢纽站综合配套设施不齐全，不能在一处就满足人们的一般需