基于模糊熵的混沌交通流复杂性分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于模糊熵的混沌交通流复杂性分析论文作者：李一凡学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：交通运输工程指导教师：陈亮职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCommunicationandTransportationEngineeringTHECOMPLEXITYANALYSISOFCHAOTICTRAFFICFLOWBASEDONFUZZYENTROPYbyLiYifanSupervisor:AssociateProf.

2、ChenLiangMarch2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要关于复杂度的研究已经渗透到各个领域，复杂性科学挖掘了数据的内在潜力，为各个领域的科学研究提供了新的思路和方法，被公认为二十一世纪的新科学。目前用复杂度的思想分析交通流还并不广泛，“熵”作为一种度量随机变量和不确定度的复杂性测度理论，被引用到交通混沌系统中，作为一种新颖的方法用以挖掘车流运动中潜在的混沌现象。交通系统中有两种不确定性，一种是与发生的概率相关，另一种与判断事件具有某种特性的程度相关，本文

4、用熵理论方法量化了这两种不确定性并确定其适用性；由交通系统的混沌特性引出复杂性的概念，并对交通系统的复杂性进行了描述：复杂度的大小定量地表明交通系统中随机性成分。通过对比分析改进模型：近似熵、样本熵与模糊熵，提出运用模糊熵测度模型对交通流复杂系统进行分析，分别基于交叉口和高速公路的实测车头时距样本进行复杂性测算，并与统计复杂度和近似熵模型测算结果进行对比分析，证明模糊熵测度方法与其它两种测度方法相比具有对数据长度要求不高、参数敏感性良好、系统针对性强以及模型可调整的优点，是分析复杂度的优良模型。本文采用复杂度对交通流进行分析，使用VISSIM软件仿真交叉口区域交通流的状况，提出将速度差作为

5、样本序列进行模糊熵计算，仿真主次干道相交的交叉口，测试主干道上不同流量下的交通流状态，通过运用模糊熵分析不同条件下交通流的速度差序列，得出信号交通管制方法适用的流量边界条件，同现行规范具有较强的一致性，从而得出交通控制策略与交通流复杂性具有紧密相关特性的结论。关键字：混沌、复杂性、模糊熵、交通控制IABSTRACTResearchoncomplexhaspenetratedintoallfields.Itdigsthepotentialofinternaldataandprovidesanewthoughtforscientificresearch，thatwidelyregardedas

6、thenewscientistin21stcentury.However,complexisnotenoughtoanalysistrafficflowinthetrafficfield.Asametricrandomvariablesanduncertaincomplexitymeasuretheory，entropycanbereferencedtothetrafficchaossystemandasanovelmethodtoexcavatetheflowmotioninthepotentialchaosphenomenon.Therearetwokindsofuncertainty

7、inthetrafficsystem,oneisrelatedtotheprobabilityofoccurrence,andtheotherisrelatedtothedegreeoftheoccurrenceofacertaincharacteristic.Themainideaofthispaperistouseentropymethodtoquantifythesetwokindsofuncertaintyand