基于生长曲线模型的公路网规模预测
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高速公路交通流量预测的模型与算法高速公路是现代交通网络中的重要组成部分,它连接着城市之间的各种交通枢纽,是人们日常生活和商业活动中不可或缺的一部分。
随着全球经济的快速发展,越来越多的人开始使用高速公路作为出行方式,这使得高速公路的交通流量成为交通规划中需要重点考虑的问题。
交通管理部门需要了解高速公路的交通流量趋势和变化,以便能够采取及时有效的措施来应对各种情况。
交通流量预测是一种提前分析和预测交通流量的方法,它基于历史数据和未来预测来预测未来交通流量。
交通流量预测在智能交通系统中是非常重要的一环,因为它可以帮助交通管理人员制定科学的交通规划,改善城市交通运输状况。
在本文中,我们将探讨高速公路交通流量预测的一些模型与算法。
一. 时间序列分析法时间序列分析法是一种通过分析历史数据的趋势和周期等信息来预测未来交通流量的方法。
在高速公路交通流量预测中,时间序列法可以分为两类: 简单平均法和指数平滑法。
简单平均法是最直观的一种方法,它将历史数据的平均值作为未来预测值。
指数平滑法则是将历史数据的平均值和当前值进行加权平均,并根据加权系数来预测未来交通流量。
这种方法既考虑了历史趋势,又考虑了当前数据的影响,预测结果更加准确。
二. 神经网络法神经网络法是一种模拟人脑神经线路的机器学习方法,在高速公路交通流量预测中也得到了广泛的应用。
神经网络法通过训练网络模型来寻找数据之间的关系,然后将学习到的关系用于预测未来值。
通过选择合适的网络架构、参数和激活函数等,可以得到非常准确的预测结果。
而且,神经网络法可以自动处理多个输入变量和输出变量之间的关系,适用于复杂的高速公路交通流量预测。
三. 非参数回归法非参数回归法是一种通过拟合数据点之间的关系来预测未来数值的方法。
它不需要预先假设一个函数的特定形式,而是通过对输入变量和输出变量之间的非线性关系进行拟合来生成预测模型。
这种方法对于大量变量有很好的适应性,能够处理各种复杂的非线性关系。
高速公路交通流建模与预测一、引言高速公路是现代交通运输体系中的重要组成部分,其在改善道路交通条件、提高经济社会发展水平、促进区域经济一体化等方面发挥着重要作用。
然而,随着汽车保有量的快速增加和人口城镇化进程加快,高速公路交通流量日趋庞大,存在交通拥堵、安全隐患等问题,这对交通管理和路政部门提出了更高的要求和挑战。
在高速公路交通管理中,对交通流量进行建模和预测是非常必要的。
本文旨在介绍高速公路交通流量建模与预测的方法,以期为交通管理和路政部门提供参考。
二、高速公路交通流模型高速公路交通流模型是研究高速公路交通流动态特性和交通控制的数学模型系统。
在高速公路交通管理中,常用的交通流模型包括传统的基于宏观守恒和微观仿真的模型。
1.基于宏观守恒的模型宏观守恒模型采用宏观角度分析高速公路交通流的基本特性,能够较好地反映高速公路交通流的动态特性。
宏观守恒模型的主要假设是道路上的车辆是连续的物理流,在道路上的分布是连续的,并且车辆的平均速度是整个车流速度。
宏观守恒模型的基本方程是流量密度方程、速度密度方程和密度波方程。
这些方程有助于分析高速公路流量和车速之间的交互关系。
2.微观仿真模型微观仿真模型则从细粒度的角度分析高速公路车辆行驶过程,构建车辆的细节行为,从而模拟高速公路交通流特征。
微观仿真模型的主要特点是车辆之间采用个体行为,能够反映道路上地形、交叉口、限速区等环境对车速的影响。
微观仿真模型能够用于设计道路交通运行控制策略、道路建设和改建方案的评价和优化。
三、高速公路交通预测模型高速公路交通预测模型是利用高速公路历史数据和外部因素预测未来交通流量变化趋势的模型。
高速公路交通预测模型主要包括时间序列模型、回归模型、神经网络模型和遗传算法等。
1.时间序列模型时间序列模型是通过对历史数据进行数学统计分析,分析历史数据的变化规律,从而推算未来交通流量的一种数学模型。
常用的时间序列模型有ARIMA模型、AR模型、MA模型、ARCH模型和GARCH模型等。
公路网规划编制办法2010年3月目录公路网规划编制办法 (1)附件公路网规划报告格式及内容要求 (4)附录公路网规划研究主要技术方法 (12)公路网规划编制办法第一条为规范公路网规划编制,加强公路网规划工作管理,提高规划的科学性,根据《中华人民共和国公路法》等相关法规,制定本办法。
第二条本办法适用于各类公路网规划的编制。
第三条公路网规划是公路建设前期工作的重要环节,是公路合理布局、协调发展的重要手段,是编制公路建设五年规划的依据,是确定公路建设项目的基础。
公路网规划期限一般为10—20年。
第四条编制公路网规划必须贯彻国家的方针和政策,严格执行国家颁布的有关法规、制度,以及相关技术规范、标准;满足经济社会发展要求,与生产力布局、国土规划和城镇体系规划相适应,与其他运输方式相衔接;注重经济和社会效益,集约利用土地,保护环境,实现可持续发展。
第五条公路网规划的主要内容包括:评价公路网现状,研究未来经济社会和交通发展需求,明确公路发展目标,确定路网规模、布局和技术标准,提出公路网建设总体安排以及保障规划实施的政策与措施。
第六条公路网规划按公路行政等级划分,可分为国道规划、省道规划、县道规划、乡道规划,以及专用公路规划;按区域范围划分,可分为各级行政区域的公路网规划和特定区域的公路网规划。
第七条国道规划由国务院交通运输主管部门会同国务院有关部门并商国道沿线省、自治区、直辖市人民政府编制,报国务院批准。
省道规划由省、自治区、直辖市人民政府交通运输主管部门会同同级有关部门并商省道沿线下一级人民政府编制,报省、自治区、直辖市人民政府批准,并报国务院交通运输主管部门备案。
县道规划由县级人民政府交通运输主管部门会同同级有关部门编制,经本级人民政府审定后,报上一级人民政府批准。
乡道规划由县级人民政府交通运输主管部门协助乡、民族乡、镇人民政府编制,报县级人民政府批准。
县道、乡道规划应当报批准机关的上一级人民政府交通运输主管部门备案。
高速公路交通流建模与预测研究一、介绍高速公路是现代化交通网络中的重要组成部分,为人们提供了便捷、快捷的交通方式,成为人们出行的首选。
但是,高速公路的交通流问题一直是交通运输领域的一个重要研究方向。
随着人口的增加、城市化进程的加速,高速公路车流量越来越大,车辆密度越来越大,交通流的稳定性和安全性问题亟待解决。
二、高速公路交通流建模方法(一)微观模型1.基于车辆驾驶行为的微观模型该模型考虑车辆驾驶行为对高速公路交通流的影响,包括车速、跟车距离、车道选择等。
根据车辆的加速度、速度、位置等信息进行建模,具体模型包括OPTIMA、INTEGRATION和VISSIM 等。
2.基于胶球模型的微观模型该模型是最基础的高速公路交通流模型之一,将车辆看作是具有质量、大小和形状的胶球,根据不同车辆之间的碰撞规律建立微观模型。
具体模型包括GAS1、GAS2等。
(二)宏观模型1.基于连续介质理论的宏观模型该模型将交通流看成是一个连续介质,利用质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立流体力学模型,包括LWR和Greenshields模型等。
2.基于波动理论的宏观模型该模型将交通流看作是一个波动,将车辆之间的间距作为波浪传播的距离,建立波动模型,包括KKW模型、Daganzo模型等。
三、高速公路交通流预测方法(一)统计学方法1.时间序列分析该方法使用历史数据分析交通流随时间变化的趋势,采用自回归模型逐步预测,如ARIMA。
2.回归分析该方法根据交通流的主要驱动因素,如天气、节假日、道路状况等,建立回归模型,以预测交通流量。
(二)机器学习方法1.神经网络该方法适用于非线性问题,根据历史数据建立神经网络模型,可以进行较为准确的预测。
2.支持向量机该方法使用核函数映射将多维数据映射到高维空间,建立支持向量机模型进行交通流预测。
四、结论高速公路交通流建模和预测是交通运输领域的重要研究方向,对于解决高速公路交通流的稳定性和安全性问题具有重要意义。
基于宏观经济因素的中国高速公路交通量增长预测模型交通量是打算高速公路项目经济效益的核心内容。
国内外许多学者都做过相关研究,国内学者对交通量的预估大多数采用了神经网络预估方法。
这种方法是在分析影响某条高速公路所在地的国道、县道等历史数据的基础上进行的。
一些学者也利用影响交通量的其他因素直接对交通量的大小进行估计。
分析过程中许多不确定因素只能依靠预估者的主观猜测,因此,找到影响交通流量的宏观经济因素是非常必要的,而得出一种基于宏观数据的精确预估模型更是迫在眉睫。
一、影响交通量增长的经济因素目前,国内外学者普遍认为影响高速公路交通量增长有两个方面的因素:一是收费公路本身的一些物理参数(比如:隧道和桥梁的数量,这一地区受洪水、山崩等的倾向);二是国家的经济指标或者地区的经济指标。
Matas(20XX)的研究模型是建立在1981年~1998年的72条公路的数据的基础上回归而得出的。
Matas利用GDP作为国家经济指标进行研究。
他的研究显示交通量变化的百分比直接受国家经济指标变化的百分比影响。
与他的研究相符和的是,一些学者利用地区经济指标的变化量作为影响交通量的变量。
影响交通量的地区经济指标包括:失业人口,就业人口,失业率,工资,零售量,税收收入,CDP和人口数。
AshandBazile在20XX年做过的相关研究显示:在发展中国家,长期的交通量增长近似等于经济增长的水平。
而Matas 的研究结果显示影响交通量变化的最显著因素是地区经济变量中的失业人口。
因而,本文的选取地区生产总值,地区人口总数,地区失业人口作为影响交通流量变化的经济因素。
二、交通量增长预估模型1.回归预估模型预估模型本文利用的回归方程模型为:Yit=β0+β1iEit+μit其中Yit表示在第t年,高速公路的第i段交通量增长的百分比。
EIt表示第t年,经济指标的增长百分比。
μit表示误差项。
回归选定的经济指标因子包括:GDP,地区人口总数,地区失业人口数,分别用这些经济指标的年变化百分比进行计算。
高速公路路况预测模型的研究与分析随着现代交通工具和目的地网络的不断发展,人们的出行需求也越来越强烈,这也促进了交通领域技术创新和智能化生产的进一步深化。
近年来,高速公路作为重要的交通干线,不仅能将地域间的距离缩短,还能为经济和社会的发展做出重要贡献。
但是,由于交通流量集中、天气变化等原因,高速公路的路况常常难以预测,给行车带来了不小的不便和安全隐患。
因此,研究高速公路路况预测模型具有重要意义。
高速公路路况预测模型是一种可以基于高速公路的历史数据,来预测未来路况的模型。
预测模型的核心是采集数据、分析数据、建立和验证模型。
路况预测模型的研究在近年来有了很大的发展,尤其是随着大数据和人工智能等技术的发展,相关领域也得到了广泛的注意。
关于高速公路路况预测模型的研究,本文将从以下三个方面进行分析和探讨。
一、高速公路的数据采集和处理采集高速公路的数据,是建立路况预测模型的重要前置条件。
目前,主要采集高速公路的数据方式有两种:一种是基于安装在路面上的传感器的数据采集,主要是以人工的方式布置以及维护传感设备和数据线,需要消耗大量的人力、设备、和经费,并且只能提供局部的或者快照式的路况,具有局限性;另一种则是基于车联网技术的大数据采集,利用GPS、车载传感器等设备,可在车载电子设备中自动采集车辆的位置、速度、寿命以及其他相关数据,并将其上传到高速公路监测系统。
因此,车联网技术的使用不仅可以在公路全域内实时采集数据,而且还可以大大降低采集成本和提高采集效率。
对于采集到的数据,需要经过预处理和数据清洗等步骤,以提高数据质量和可靠性。
二、高速公路的数据分析和路况预测模型通过数据挖掘和机器学习等技术,可以对采集到的高速公路数据进行处理和分析,以便建立路况预测模型。
数据分析的主要任务是挖掘和识别不同的交通模式和数据特征,如车流量、车速、拥堵程度等。
根据这些特征,可以为不同的高速公路路况设计不同的预测模型,如预测交通拥堵和可通过性等。
河南科技Henan Science and Technology交通与土木工程总第875期第4期2024年2月收稿日期:2023-05-08作者简介:张思琪(2003—),女,本科生,研究方向:公路运输规划。
国家公路里程预测模型建立与研究张思琪(长安大学长安都柏林国际交通学院,陕西 西安 710086)摘 要:【目的】在交通强国建设背景下,交通发展由依靠传统要素驱动向注重创新驱动转变,前瞻规划、科学预测成为国家交通建设的前提和基础。
【方法】以2006—2020年国家统计局发布的公路里程为基础数据,运用指数法、对数法、多项式法、幂函数法建立预测模型。
【结果】经过对比与检验,结果表明,6次多项式拟合预测模型最优,通过增加新增年度数据可对其进行优化。
【结论】添加年度新增数据的6次多项式预测模型可以为国家公路建设规划提供参考。
关键词:公路里程;多项式;预测;模型中图分类号:U412.1 文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2024)04-0071-04DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.04.013Establishment and Research of National Highway Mileage PredictionModelZHANG Siqi(Chang'an Dublin International College of Transportation at Chang'an University, Xi'an 710086, China)Abstract: [Purposes ] Under the background of building a powerful transportation country, the transporta⁃tion development has changed from relying on traditional factors to focusing on innovation. Forward-looking planning and scientific forecasting have become the premise and foundation of national transpor⁃tation construction. [Methods ] Based on the data of highway mileage published by the National Bureau of Statistics from 2006 to 2020,the prediction models are established by index method, linear method, logarithmic method, polynomial method and power function method. [Findings ] After comparison and testing, the results show that the 6-degree polynomial fitting prediction model is the best, and it is opti⁃mized by adding new annual data.[Conclusions ] The 6-degree polynomial prediction model with added annual new data can providereferencefor national highway construction planning.Keywords: highway mileage; polynomial; forecast; model0 引言2019年9月19日,中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》,对我国新时期交通建设与发展提出了两个阶段的发展目标,并指明了方向。
高速公路交通运行预测模型的建立与实现第一章:引言高速公路是连接城市之间的主要交通干线,其运行状态对于城市之间的联系和经济发展至关重要。
随着人口的增加和交通工具的普及,高速公路交通流量也越来越大,为了更好地管理和规划高速公路交通,建立高速公路交通运行预测模型是必不可少的。
第二章:高速公路交通运行的特点高速公路交通的运行具有以下特点:1.高速公路交通流量大、变化快高速公路上的车流量跟时间具有显著的相关性。
早上的车辆主要是上下班和送孩子上学,下午和晚上是回家时间,周末和节假日通行量明显增加。
交通流经常处于高峰和低谷之间的周期性波动状态,在不同时间段对路段的通行能力需求也不同。
2.高速公路事故频发由于许多车辆在高速公路上的高速运行,路况及天气变化等因素的影响,高速公路事故频发。
一旦发生事故,会对路段通行能力造成明显影响,因此必须采取有效的应对措施。
3.交通流与时空关系密切高速公路交通流与时间和空间密切相关。
交通流的流量和速度都受到时间和空间因素的影响。
同时,路段间的距离也影响交通流的运行时间和路段的通行能力。
第三章:高速公路交通运行预测模型的建立建立高速公路交通运行预测模型是为了更好地了解交通状态,规划交通流,增强高速公路通行效能和安全,提高城市的发展水平。
高速公路交通运行预测模型主要有以下几种:1.时间序列模型时间序列模型是把交通流量当做一种时间序列,通过统计分析来描述这种重复出现的交通流量模式。
常用的时间序列分析方法有ARIMA模型、GARCH模型等。
2.神经网络模型神经网络模型是一种模拟人类神经系统的计算系统,通过不断学习和调整参数来建立模型,以预测未来的交通流量。
常用的神经网络模型有BP人工神经网络模型、RBF神经网络模型等。
3.灰色系统模型灰色系统模型是把交通流量看作一个不确定的、未知的系统,通过分析数据序列的规律,以预测未来交通流量。
常用的灰色系统模型有GM(1,1)模型、GM(2,1)模型等。
高速公路交通流量预测模型构建与分析摘要:随着交通运输的不断发展,高速公路成为现代交通系统中重要的组成部分。
预测高速公路交通流量对于交通管理者和驾乘人员都具有重要意义。
本文将从数据采集和预处理、特征工程、模型构建和分析四个方面,探讨构建高速公路交通流量预测模型的方法和步骤。
1. 引言随着城市化的加快和经济水平的提高,高速公路的规模和重要性日益增长。
高速公路交通流量的准确预测,对于交通管理者能够合理规划路网、优化交通流量,对于驾驶人员能够调整出行计划、避免拥堵和事故,都至关重要。
2. 数据采集和预处理高速公路交通流量预测模型的建立,需要大量的数据作为支撑。
在开始建模之前,我们需要收集和预处理相关数据。
数据采集可以通过交通摄像头、车辆传感器等手段进行,同时也可以利用已有的历史数据进行预测建模。
2.1 数据收集数据收集是构建交通流量预测模型的第一步。
可以利用交通监控系统、传感器和人工巡视等方式,获取到一定时期的交通流量数据。
收集到的数据应该包括交通流量和其它与交通流量相关的信息,如时间、天气等。
2.2 数据预处理在数据预处理过程中,需要对原始数据进行清洗、筛选和转换,以便更好地支持后续的建模工作。
- 清洗:删除重复数据、缺失数据和异常值等。
- 筛选:根据实际需求选择有代表性的子集数据。
- 转换:将数据转换成模型所需的特定格式,如将时间戳数据转换成时间序列,将字符型数据转换成数值型数据等。
3. 特征工程特征工程是构建交通流量预测模型的关键一环,它可以通过提取和构造相关的特征变量,来辅助模型进行预测。
以下是常见的特征工程方法:3.1 时间特征时间特征是交通流量预测中重要的特征之一。
可以利用时间戳数据提取出年、月、日、小时等不同的时间维度,用以描述交通流量的规律。
3.2 天气特征天气状况对于交通流量有着直接的影响。
可以从气象台获取到相关天气数据,并将其转换成可用的特征变量。
例如,温度、降水量、能见度等。
3.3 路段特征对于高速公路的交通流量预测,考虑到不同路段的特征是非常重要的。
基于生长曲线模型的公路网规模预测摘要:本文首先分析了公路网规模发展规律,引入公路网规模发展模型;其次,选取公路网和社会经济指标,构建公路网规模极限认定模型;最后以山东省公路网为实例对模型的合理性进行了验证。
结果表明,公路规模发展极限是进入饱和发展阶段数据的1.1倍,由此可求公路网规模发展极限值,进而确定公路网规模的合理性。
关键词:公路网;生长曲线模型;发展规模;极限认定1.前言公路网规模预测,既是公路网规划研究的核心内容,又作为一个国家或地区经济发展水平的重要标志[1]。
因此,其发展规模必须要与国民经济发展相适应,路网规模过大,超过交通需求,造成土地资源浪费;规模过小,通行能力很难满足实际交通需求,造成一系列交通后果,制约经济健康发展。
因此有必要对公路网规模进行合理预测,明确路网规模发展极限[8]。
本文对公路网规模发展规律及模型方法进行大量研究,进而明确公路网合理规模,为公路网规划建设提供科学依据。
2.公路网发展规模认识为科学掌握公路网发展规律,对比分析多个发达国家路网发展历程,定量与定性相结合,得出公路网发展特性。
其一,具有明显阶段性,公路网发展一般需经过缓慢发展期、快速发展期及饱和发展;其二,要与经济发展水平相适应;其三,发展具有极限性。
据此,可选定生长曲线模型描述公路网发展规模,并对其拟合度进行研究。
3 路网生长曲线模型构建由公路网发展规律显示,公路网发展与经济发展息息相关。
在最初产生和成长阶段,公路网会出现超前发展趋势;在饱和阶段,会出现滞后经济发展趋势。
据此,可以通过构建生长曲线模型方式,预测公路网规模。
3.1 模型简介结合路网发展生长特性,选取时间因子作为首要影响因素,构建生长曲线模型。
(1)式中,为规划年公路网规模预测值;为公路网规模极限值;为预测年限;作为模型系数。
通过对上式两边同取对数,确定生长曲线的拟合度。
(2)式中,为规划年公路网规模预测值;为公路网规模极限值;为预测年限;作为模型系数。
基于道路工程的神经网络预测模型摘要:本文将提取出基础设施投资主要风险,分析了外汇风险和主要材料市场风险和工程质量以及进度风险,通过设置所能接受的投资扩大的上限值,当投资出现或即将出现偏离的时候,通过分析其对其资金的有效利用率与资产负债比率和流动资金等与项目运营现状紧密相关的财务指标的影响程度来准确判断其影响程度,对其及时采取措施或者未雨绸缪。
关键词:基础设施投资风险外汇材料风险工程质量及进度投资上限值研究背景2006年以来,中资的大型建筑公司企业开始积极投生海外投资项目,这其中涉及外交政治很多方面,对外项目要实地考察,充分考虑各种因素,比如外国汇率政策,当地拆借市场供需情况,以及贷款融资的金融政策等。
这些需要从整体的金融环境和整个宏观政策来预测与及时采取稳健的措施。
比如选择保险分摊风险,管理和利用好合同处理。
如果签约时仅仅利用概念设计,那么业主就将承受巨大的工程量的风险,如果考虑以后价格浮动和其他不可能预见的重大政治影响对价格的影响,那么就必须预先估计可能的最坏情况,考虑所有情况的最坏情况,考虑政治上的风险,国家经济政策的风向标对价格和进度的最大影响,比如价格上调或下降的最大限,进度最有可能被影响到什么程度,而预测出一个最坏的结果,由此来考虑应对方法,如果工程量存在特大偏差,那么承包方就可能受到很到损失。
凡是有业主原因造成的工程量大幅增加,那么在结算时必然会认这部分工程量,这部分,这要报价得当,那么很可能会盈利,但是现实状况是,如果出现气候异常的务工,二者大多都属于承包商应该估计到的风险,还有政策法规导致的不能开工,市场因素导致的原材料价格大幅上涨。
外汇风险的预测与控制,包括所能接受的最大限度,即阀值与其对总目标的影响权重的确定,因为在工程实践中,不能每一次都以身试法,才从中吸取教训,而且对于整体的把握也难以仅靠经验和预估取得,为此我们将对对外投资的项目外汇风险进行预测,为经营管理者提供决策的理论依据。
生长曲线预测模型摘要:生长曲线预测模型是一种基于统计学原理的模型,它旨在通过对观测值与其他值的比较,来预测一个特定的变量的趋势。
本文将对生长曲线预测模型的历史、应用和优缺点进行深入探讨,以及它在社会科学和其他学科中的重要性。
Introduction生长曲线预测模型是一种基于统计学原理的在社会科学和其他学科中广泛使用的模型,它旨在预测特定变量的长期发展趋势,是研究人口、社会、经济等领域的重要组成部分。
本文将对生长曲线预测模型的历史、应用和优缺点进行深入探讨,以及它在社会科学和其他学科中的重要性。
History of Growth Curve Forecasting Model生长曲线预测模型的发展始于20世纪20年代,当时,美国经济学家约翰威尔在他的作品《经济分析》中提出了“生长曲线理论”,这是一种不像以往经济理论那样给趋势图上所有变量都赋予固定值,而是根据观测值和其他变量之间的关系较为科学地确定趋势图上每个变量的特定值。
此后,很多研究者都对生长曲线预测模型进行了改进和发展,使其可以更好地应用于各种社会科学和其他学科。
Applications of Growth Curve Forecasting Model 生长曲线预测模型可以用于各种领域,包括:1. 人口学:可以根据社会环境的变化,利用生长曲线预测模型来预测地区或国家的总人口变化趋势。
2.济学:可以利用生长曲线预测模型来分析一个国家或地区的经济指标,其中包括国内生产总值、投资、消费等。
3.会学:可以利用生长曲线预测模型来预测社会环境的变化,比如社会结构变化、社会阶层的变化等。
Advantages and Disadvantages of Growth Curve Forecasting Model生长曲线预测模型有许多优点,如:1.型精确度高:生长曲线预测模型可以准确地预测变量的趋势,这是因为它利用了观测值与其他值之间的关系,可以更准确地预测变量的趋势。
近年来,我国经济高速发展,公路交通发挥的作用功不可没;经济的发展同时促进了公路交通的发展,近20年,我国公路里程快速增长。
截至2005年底,我国公路里程达到193.1万公里,其中高速公路里程已达4.1万公里,位居世界第二,仅次于美国。
一方面,公路建设满足了社会经济发展对公路交通运输的需求,显示其积极一面;另一方面,公路建设占用土地甚至是耕地,破坏生态环境,消耗能源,有其不利一面。
因此,从可持续发展理念看,因受到土地资源、生态环境的制约,某一区域公路网里程不可能无限增长,必定有一个合理规模,公路里程将最终趋于稳定。
本文从可持续发展角度出发,分析影响公路网合理规模的因素.提出区域公路网合理规模的预测方法。
一、影响因素合理的公路网规模既要最大限度的满足社会经济发展对公路交通运输的需求,还要考虑土地资源、生态环境、节约能源等方面的制约,归纳起来,主要有三个方面因素:I.人口数量、城市化水平及城镇布局。
公路的基本功能就是满足居民日常出行的需要,根据国外发达国家公路发展的经验,在一定的经济发展水平状况下,人口数量、城市化水平及城镇布局与公路的发展有着密切的联系。
2.经济发展水平、经济结构及产业布局。
公路建设的目的是满足社会经济发展的需求,改善交通运输的环境和质量。
为社会经济发展服务,是公路建设前提和最终目标。
3.土地资源和地理环境特征。
公路建设受区域地理环境特征等影响,不同地区对公路的需求也不相同。
同时,我国人多地少,特别是耕地资源稀少,而公路建设需要占用大量土地,在东南沿海地区甚至占用大量耕地,公路建设也受到土地资源稀缺的制约。
根据可持续发展的要求,公路网不可能无限地建设,最终将达到一个合理的规模。
考虑上述因素,在预测公路网合理规模时,可采用下列方法,即国土系数法、连通度法、类比法,然后将三种方法的预测结果进行比较,经专家咨询,最终确定区域公路网的合理规模。
二、国土系数法运用国土系数理论可以较好地分析公路网在一定时期的合理规模。
基于高分遥感影像的农村地区公路网规模预测
范文涛;马骁;崔应寿;周舟;张淑珍;昌宏哲
【期刊名称】《交通运输研究》
【年(卷),期】2022(8)1
【摘要】为准确预测农村地区公路网中短期发展规模,研究提出了基于高分遥感影像与地形、区域功能及周边环境划分的农村地区公路网中短期发展规模预测模型。
模型采用基于地形区域分类的方法,以深度神经网络提取的路网高分遥感影像为基础数据,综合考虑路网分布、自然村分布及路网提取算法精度等客观情况,并对遥感影像质量偏低导致的识别率下降进行了里程修正。
不同地区、不同地理区域下的应用实验结果表明,模型预测结果与当地交通运输主管部门基于项目建设计划汇总的发展目标相比,其拟合度在以山地为主的区域达到95.5%,以平原耕地为主的区域达到94.2%。
以上结果表明,预测模型在农村地区公路网中短期规模预测方面具有较好的实用性。
【总页数】7页(P12-18)
【作者】范文涛;马骁;崔应寿;周舟;张淑珍;昌宏哲
【作者单位】交通运输部科学研究院数字交通实验室;河南省交通事业发展中心【正文语种】中文
【中图分类】U495
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高速公路流量预测模型的研究一、引言高速公路是现代化交通网络中的重要组成部分,它的安全和畅通直接关系到国民经济的发展和人民群众的生产生活,因此高速公路交通状况的研究和控制一直是学术界和工程实践者关注的热点问题。
其中,高速公路流量的预测是高速公路交通控制、管理和规划等领域中最重要的问题之一。
本文旨在介绍现有的高速公路流量预测模型及其研究进展,并探讨未来的研究方向。
二、高速公路流量预测模型1. 基于统计学的模型高速公路流量预测可以通过基于统计学的模型,如回归分析、时间序列分析、灰色预测模型等来完成。
这些模型通常是根据历史数据建立的,能够比较容易地获取高速公路不同路段车流量数据,并通过适当的处理方法来预测未来的车流量。
回归分析模型是一种建立因变量(车流量)和自变量(影响车流量因素)之间关系的模型,时间序列分析模型则是将历史的车流量作为时间序列,对未来的车流量进行预测,而灰色预测模型则通过对非常不确定或者未知的影响因素的分析来预测未来的车流量,由于其简单性、计算速度快以及适应性强等特点,这些模型被广泛地应用于高速公路流量预测。
2. 基于机器学习的模型随着机器学习技术的不断发展,越来越多的学者和工程实践者开始使用基于机器学习的模型来进行高速公路流量预测。
这些模型通常是根据历史高速公路流量数据进行训练,并使用更大的数据集对模型进行测试和验证。
其中,最著名的是人工神经网络(ANN)模型,它是一种模拟人脑神经元网络行为的数学工具,它能够适应复杂的非线性关系,并能够通过学习历史数据来预测未来的车流量。
此外,基于支持向量机、决策树等机器学习方法的模型也被用于高速公路流量预测。
3. 基于传感器数据的模型最近,越来越多的高速公路采用了大量的传感器来进行车流量监测,这为基于传感器数据的高速公路流量预测提供了数据来源。
这些模型通常是通过采集传感器数据来建立流量预测模型。
例如,可以采用车辆传感器数据、视频数据和车辆定位数据等,结合机器学习方法,建立高速公路流量预测模型。
基于生长曲线模型的公路网规模预测摘要:本文首先分析了公路网规模发展规律,引入公路网规模发展模型;其次,选取公路网和社会经济指标,构建公路网规模极限认定模型;最后以山东省公路网为实例对模型的合理性进行了验证。
结果表明,公路规模发展极限是进入饱和发展阶段数据的1.1倍,由此可求公路网规模发展极限值,进而确定公路网规模的合理性。
关键词:公路网;生长曲线模型;发展规模;极限认定
中图分类号:x734 文献标识码:a 文章编号:
1.前言
公路网规模预测,既是公路网规划研究的核心内容,又作为一个国家或地区经济发展水平的重要标志[1]。
因此,其发展规模必须要与国民经济发展相适应,路网规模过大,超过交通需求,造成土地资源浪费;规模过小,通行能力很难满足实际交通需求,造成一系列交通后果,制约经济健康发展。
因此有必要对公路网规模进行合理预测,明确路网规模发展极限[8]。
本文对公路网规模发展规律及模型方法进行大量研究,进而明确公路网合理规模,为公路网规划建设提供科学依据。
2.公路网发展规模认识
为科学掌握公路网发展规律,对比分析多个发达国家路网发展历程,定量与定性相结合,得出公路网发展特性。
其一,具有明显
阶段性,公路网发展一般需经过缓慢发展期、快速发展期及饱和发展;其二,要与经济发展水平相适应;其三,发展具有极限性。
据此,可选定生长曲线模型描述公路网发展规模,并对其拟合度进行研究。
3 路网生长曲线模型构建
由公路网发展规律显示,公路网发展与经济发展息息相关。
在最初产生和成长阶段,公路网会出现超前发展趋势;在饱和阶段,会出现滞后经济发展趋势。
据此,可以通过构建生长曲线模型方式,预测公路网规模。
3.1 模型简介
结合路网发展生长特性,选取时间因子作为首要影响因素,构建生长曲线模型。
(1)
式中,为规划年公路网规模预测值;为公路网规模极限值;为预测年限;作为模型系数。
通过对上式两边同取对数,确定生长曲线的拟合度。
(2)
式中,为规划年公路网规模预测值;为公路网规模极限值;为预测年限;作为模型系数。
3.2 模型构建
选择饱和判定指数,作为衡量路网饱和程度重要指标。
认为当
比值达到最大时,表征公路网的发展即将进入饱和阶段。
其中,构建饱和判定模型如下所示。
(3)
式中,为公路网发展规模饱和判定指数;为公路网规模达到饱和的时期;为公路网规模发展水平指数;为社会经济发展水平指数;为某时期研究区域公路网总里程;为某时期研究区域面积;为某时期研究区域的地区生产总值;为某时期研究区域人口数。
3.3 模型标定
选取公路网总里程作为表征公路网发展水平的指数,取区域人口、面积和经济的加权平均值作为表征社会经济发展水平的指数,对模型进行标定。
(4)
式中,为公路网发展规模饱和判定指数;为公路网规模达到饱和的时期;为某时期研究区域公路网总里程;为某时期研究区域面积;为某时期研究区域的地区生产总值;为某时期研究区域人口数;为权数。
3.4 模型检验
以美国、英国和法国作为研究对象,采用层次分析法及专家咨询,确定各自公路网发展饱和判定指数权数,分别为,进而最终得到公路网规模饱和判定模型。
(5)
式中,为公路网发展规模饱和判定指数;为公路网规模达到饱和的时期;为某时期研究区域公路网总里程;为某时期研究区域面积;为某时期研究区域的地区生产总值;为某时期研究区域人口数。
通过模型计算,得出美国、英国、法国公路网综合密度峰值与进入饱和发展的时期相对应,可以认为上述模型合理可行。
4.案例分析
4.1 山东省公路网规模发展规律
选取公路规模增长率、公路网密度、人均地区生产总值、高速公路所占比例作为聚类因子,采用模糊聚类分析方法,结合国际定位标准,认为在1978-1992年间,山东省公路网规模处于缓慢增长阶段;在1993-1999年间,处于快速增长阶段;在2000-2010年间,处于高水平发展阶段。
但从整体规模上来看,是否进入饱和阶段尚待进一步研究。
采用增长率法、饱和指数法,结合山东省实际,最终认为山东省公路网饱和阶段为2025年-2030年,快速成长周期为35年-40年。
4.2 构建生长曲线模型
以1978年作为研究基准年,取历年公路网(不含村道)建设里程为基础数据,相应提出超前方案、适中方案、滞后方案三种方案,得出三种方案公路网发展极限值,取三者平均值,约为16.63万公
里。
由拟合度检验,得出为1.6527,为0.0547,决定系数为0.9408,拟合度较高,可构建山东省公路网发展规模生长曲线模型。
(6)
式中,表示公路网总里程合理规模值;代表规划年度。
4.3 公路网合理规模确定
4.3.1 公路网规模预测值
通过上述生长曲线模型,结合历年发展规律分析及规划实际情况,最终确定山东省在特征年公路网规模。
预测山东省公路网规模2015年为10.1万公里、2020年为11.1万公里、2025年为12.1万公里、2030年为12.9万公里。
4.3.2 公路网发展阶段判定
基于极限认定模型求解,计算公路网总里程饱和判定指数,得出公路网总里程饱和判定值在2026年出现高峰,可认为该阶段会成为山东省公路网发展的饱和期。
基本上与定性分析达成一致,进而验证模型的科学性。
5. 结语
采取生长曲线模型描述公路网发展规律,利用极限认定方法,最终确定公路网饱和发展阶段。
一般地,公路规模发展极限是进入饱和发展阶段数据的1.1倍,据此求得公路网规模发展极限值,最后以山东省路网规模的发展验证了模型的合理性。
本文有助于为公路网的建设规划提供可靠依据,进而实现公路网的建设与社会经济
协调可持续发展。
参考文献
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