城市道路交通流分形特性研究

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1、密级：公开学校代码：硕士学位论文城市道路交通流分形特性研究作者姓名熊杰学科专业交通运输规划与管理指导教师陈绍宽副教授培养院系交通运输学院二零一五年三月硕士学位论文城市道路交通流分形特性研究作者：熊杰导师：陈绍宽北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用

2、户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字闩期：年士月令闩：年月円签字日期学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文城市道路交通流分形特性研究作者姓名：熊杰学号：导师姓名：陈绍宽称：副教技学位类别：工学位级别：硕士学科专业：交通运输规划与管理研究方向：城市交通流北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师陈绍宽副教授的悉心指导下完成的。在确定论文研究方向、建立论文研究体系、选择研究方法、分析分形特性和开展案例研究等论文撰写过程中，陈老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我很大的帮助和影响。在此衷心感谢研究生

3、期间老师对我的指导和关心。感谢城市轨道交通系毛保华教授、彭宏勤副教授以及刘爽老师在学习和生活上给予的关心和帮助，在此向各位老师表示由衷的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，与韦伟、周洋帆、彭丰、丰富、李芳、吴一娜、赵亚辰、史荣丹、冯瑜等同学进行的学术研讨与交流给我很多启迪，在此表示真挚的感谢。与同门师兄师弟们一起的学习、生活给我留下美好的回忆。在生活中，非常感谢我的家人，他们的理解使我能够在学校专心完成我的学业，他们的支持让我没有生活、经济上的压力。此外，论文的研究工作中，参考、引用了很多国内外学者的研究成果，给予了我很多启迪和帮助。他们的

4、研究成果带我进入并更深入、全面地了解分形领域，拓宽了我的研究思路。站在前人的肩膀上让我看得更远，在此向他们表示深深的感谢。论文撰写得到了国家高技术研究发展计划（计划）（和国家重点基础研究发展计划（计划）、的支持和资助。北京交通大学硕士学位论文摘要交通流是个复杂的混沌系统，经过假设后建立的线性模型，较难准确描述混沌交通流的特征。为解决复杂交通流系统中不确定因素较多带来的交通流特征研究困难等问题，本文引入了复杂系统中的分形理论。分形理论是复杂系统中非线性理论之一，为复杂系统提供了强有力的系统描述工具，其在数据处理具有稳定性高等优点。论文通过建

5、立交通流分形研究指标及方法体系，进行交通流分形特性的研究；并针对交通流在时间、空间及节假日方面的分形特性展开研究，得到交通流特性变化规律，为交通流管控工作提供参考。论文主要内容包括以下方面。通过对交通流中存在的分形现象进行分析，与分形理论中各分形特性相结合，建立交通流分形特性指标；针对交通流分形特性中局部不均匀分布规律分析不足的情况，引入了多重分形指标；结合各项指标，构建交通流分形特性研究指标体系，为分形算法和实际交通流数据分析奠定基础。现有分形算法在交通流应用中存在不足：重标极差法不能较好分析时变的交通流；缺乏稳定的交通流无标度区间识别

6、方法；交通流多重分形研究中，未考虑无标度区间对计算结果的影响。针对上述算法中的不足进行改进，分别为：引入移动时间窗数据处理技术，改进重标极差法；通过分析交通流特点和传统分形无标度区间算法特点，提出交通流分形无标度区间识别算法；在多重分形算法中加入合适的无标度区间识别步骤，完善多重分形算法。这些算法与分形指标一一对应，从而建立了分形研究算法体系。采用实际交通流数据，对交通流分形特性展开研究。结合交通流数据处理技术、采用基于交通流特点而建立的分形算法，对交通流分形指标体系中各指标进行计算。通过结果分析，探索分形特性与实际交通现象之间存在的关系

7、，从而明确各分形特性的物理意义。针对实际道路交通流的一周内各天、二环内外环路段空间和国庆节假日三种案例场景，应用本文提出的分析方法对交通流分形特性进行研究；通过各个分形指标的变化情况，研究交通流在时间、空间及国庆节假日的变化规律；通过各个指标相互之间的关联关系，进一步探索各交通流现象之间的关系，为交通特性研究及治理等应用提供参考。通过综合案例分析，验证本文提出方法在城市道路交通流分析中的适用性。关键词：交通流；分形理论；多重分形；无标度区间；长相关性北京交通大学硕士学位论文北京交通大学硕士学位论文：北京交通大学硕士学位论文腫目录躲研究背景

8、及意义研究现状分形理论发展现状交通流分形研究现状论文研究内容及技术路线研究内容技术路线交通流分形概述交通流分形现象交通流分形现象的验证配分函数法关联维数法（算法）交通流分形结构交通流长相关性指