基于凝聚层次聚类的城市道路交通运行状态评价研究.pdf

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1、硕士学位论文基于凝聚层次聚类的城市道路交通运行状态评价研究EVALUATIONANDANALYSISOFURBANROADTRAFFICOPERATIONSTATEBASEDONAGGLOMERATIVEHIERARCHICALCLUSTERING张昳哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U491学校代码：10213国际图书分类号：629密级：公开工学硕士学位论文基于凝聚层次聚类的城市道路交通运行状态评价研究硕士研究生：张昳导师：冯树民教授申请学位：工学硕士学科：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大

2、学ClassifiedIndex:U491U.D.C:629DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringEVALUATIONANDANALYSISOFURBANROADTRAFFICOPERATIONSTATEBASEDONAGGLOMERATIVEHIERARCHICALCLUSTERINGCandidate:ZhangYiSupervisor:Prof.FengShuminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:TransportationE

3、ngineeringAffiliation:SchoolofTransportationScience&EngineeringDateofOralExamination:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士论文摘要随着居民出行需求的增长，城市路网结构逐渐成熟，交通出行需求的时空分布也愈加复杂，由城市道路交通资源供需不均衡引起的交通拥挤越来越严重。目前部分城市出现了交通高峰期时间持续增长、拥堵范围逐渐扩大的趋势，交通拥堵已经成为降低居民出行效率

4、、降低人们生活品质、影响行车安全的不可忽视的问题。因此，科学、及时、有效的评价道路交通运行状态、深入挖掘城市路网状态演化规律，对于政府部门的宏观调控以及交通使用者出行决策的制定具有重要的意义。为缓解城市交通拥挤，本文采用实时评价与数理统计相结合的方法，结合采集的交通流数据，对交通流基础数据的处理、路段行程速度的估计、道路运行状态的综合评价以及道路时空相关性演化规律等方面展开了深入的讨论和研究。本文主要研究内容如下：首先，结合动态交通流数据获取技术，明确本文以卡口和浮动车采集到的数据为基础，针对采集的数据存在缺失的情况，提出了基于数据平滑和插值法的缺失数据修复

5、模型，实现了对缺失的交通流数据的修复，并通过实例说明模型的使用方法，对模型的可行性加以验证。其次，界定交通运行状态在本文中的含义，以路段行程速度和路段流量作为全文的交通状态评价参数，进行后续的研究。针对采集到的多源交通流数据，提出了自适应加权平均融合的路段行程速度估计模型，为多源数据的融合方法提供思路。然后，运用凝聚层次聚类法，对路段流量和路段行程速度两个评价指标进行状态划分，确定了评价指标的不同等级区间值。为综合评价城市道路和路段的运行状态，根据模糊熵理论，结合评价指标的等级区间，提出了路段综合评价指数和道路综合评价指数的计算模型，并结合实例说明了模型的计

6、算方法。最后，为探究城市区域路网的状态演变规律，本文结合城市路网的时空相关性，以时空Moran’I指数为基础，针对现阶段对空间权重矩阵考虑不足的情况，提出了考虑多影响因素修正的空间权重矩阵构建方法，根据路段交通状态的演变规律，结合凝聚层次聚类算法，将城市道路划分六种类型，并指出它们的运行状态演变时空特征，以期通过对城市道路状态演变规律的研究，为交通管理者制定决策提供科学依据，为交通使用者在出行路径选择时提供建议。关键词：城市道路；交通运行状态；凝聚层次聚类；模糊熵；时空Moran’I指数-I-哈尔滨工业大学工学硕士论文AbstractWiththeincre

7、aseoftheresidents'traveldemand,thestructureofurbanroadnetworkisgraduallymature,andthespatialandtemporaldistributionoftraffictraveldemandisbecomingmorecomplex.Thetrafficcongestioncausedbytheimbalancebetweensupplyanddemandofurbanroadtrafficresourcesisbecomingmoreandmoreserious.Atpres

8、ent,somecitieshaveatrendof