资源描述：
《基于Unscented Kalman Filter 算法的一个快速路动态OD 矩阵估计模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国科学E辑:技术科学2009年第39卷第7期:1347~1356《中国科学》杂志社www.scichina.comtech.scichina.comSCIENCEINCHINAPRESS基于UnscentedKalmanFilter算法的一个快速路动态OD矩阵估计模型①*①①②李俊卫,林柏梁,耿雪霏,孙智慧①北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京100044;②哈尔滨商业大学轻工学院,哈尔滨150076*E-mail:04114190@bjtu.edu.cn收稿日期:2008-06-06;接受日期:2008-12-
2、28国家自然科学基金项目(批准号:60674011)资助摘要基于主干道和匝道出入口的交通流量计数及起迄点旅行时间分布假设,论文提出了关键词一个新的快速路动态Origin-Destination(OD)矩阵估计状态空间模型及其在线估计算法.论文OD估计通过引入一阶宏观交通流模型以计算OD旅行时间,并假定相同起讫点、相同时刻出发的车快速路通道辆到达时间分布遵从正态分布.由于引入的宏观交通流模型参数受交通状况的影响,因此模卡尔曼滤波型参数也作为状态变量进行估计,这将增加了新的测量方程.模型的求解采用了一种新的适合于非线性状态空间方程的
3、在线估计算法(UKF,UnscentedKalmanFilter).特别地,论文考虑了约束条件下UKF算法截断问题,这将为运用UKF算法求解存在约束的其他模型提供了新的思路.模型运用了仿真数据进行评估.实验结果达到了很好的精度,这为处理动态OD估计问题提供了新的方法,并可应用于实际的在线动态OD估计.在早期的研究中,OD矩阵估计仅限于用于发展用如下假设:拥有一个可靠的历史OD矩阵和一个能[3,4,9~11]长远运输规划的方法.然而,这些静态的方法并不考够预测路径选择的动态配流模型.考虑到获得虑交通流和OD出行的时变本质.对于这些
4、静态的方一个可靠的、预先的时变OD信息的实际困难,一些法,在NguyenandCascetta的论文中作了比较深入的研究者者仅利用实时交通流量信息发展了各种估计[1,2]回顾.由于动态起讫点(OD)矩阵是许多在线交通方法,从而减少了对于预先的时变OD信息和动态交[5~8,12]控制、动态交通配流模型以及实时路径诱导系统等的通配流模型的依赖.本文将沿着基于非配流方重要输入信息,这增加了对于时变OD信息的需求.法的研究线进一步研究.然而,即使估计静态的OD矩阵也是相当困难的,对若路网旅行时间是固定的或者被忽略,这类动于动态的将更加困
5、难,这主要是因为无论静态或者态OD估计只适用于小规模的路网和交叉口.考虑到动态的待估计变量远远大于能够提供的信息量.在驾驶者速度的变化和拥堵状况,旅行时间固定或忽过去的几十年中,交通工作者已经发展了各种方法略的假定将不适用实际的路网.目的是应对嵌入的[3~12]应对这个困难.旅行时间变化,Bell(1991)提出了一个扩展的线性模按照有关文献,目前动态OD估计研究可分为两型,模型引入了Robertson的车队离散关系以描述出[7,8][6]大类:基于配流方法和基于非配流方法.前者使入口流之间的动态关系.Chang和Wu运用非线性
6、的1347李俊卫等:基于UnscentedKalmanFilter算法的一个快速路动态OD矩阵估计模型宏观交通流模型代替了Bell模型中的车队离散方程,时间的正态分布假设,并修改了旅行时间分布的区并由此创立了一个新的路段流约束集合以说明拥堵间;第五节,构建标准OD估计状态空间模型;第六[7]对于到达流范式的影响.Lin和Chang提出了具有一节,详细地描述约束的UKF算法;第七节,提出了用个容许旅行时间超过一个可控的单位时间间隔和在于评估所提出模型和算法的有效性的数值试验;第一个更大范围内变化的嵌入函数的一个初步模型,八节,结论
7、.并指出Chang和Wu提出的模型并不适合于严重拥堵1快速路OD问题描述和公式[8]状况.考虑一个快速路通道(图1),包含了N个路段,随着城市交通系统的发展,城市快速路作为承标号从0到N−1.对于路段的分法,一般地,一个路担城市重要客运和货运的高等级干道已迅速发展起段最多有一个入口匝道和一个出口匝道(开始和结束来.快速路的OD估计对于优化交通控制和管理系统的路段除外).按照图论,可以把一段快速路通道影与高速路有着同样重要的意义.尽管快速路与高速射到的一个有N+1个节点和N条连接(link)的所组成路有许多相似之处,但在设计标准和
8、承担功能方面却有着明显的区别.如快速路有车流密度大、高峰期的网络上.在模型中用到的符号定义如下:持续时间长以及智能化水平高等特点[13].论文将以q0:在第k个时间间隔内,由路段上游边界进入城市快速路通道为研究对象,提出一个适合于快速通道的车辆数目;路通道的动态
