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基于大数据的城市交通流量分析,基于神经网络的交通量预测模型

2024-06-05  本文已影响 558人 
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  随着我国经济社会高速发展、收入提高,城市数量和规模日趋扩展,城市人口激增、小汽车快速普及,交通引发的社会环境问题日益突出.合理的城市公交系统,具有运量大、效率高、节能环保、分流作用成效显著,是缓解市内交通拥堵,节能减排,构建绿色出行的重要途径。

  城市公交线网设置是否合理,对吸引居民采用公交方式出行具有显著影响.国内外有关城市公交研究在公交服务质量因素分析、定量合理性评价指标体系和评价方法研究等方面都取得较好经验,其中r对公共服务质量中重要维数的集合识别研究》;"以可达性、出行时间、直达系数、服务频率等作为服务质量水平评价指标;王海涌等对城市公交线网的网络技术性能、服务水平、效益水平、持续发展等方面提出的模糊综合评价方法;王艳天应用可靠性理论构建基于AHP的公交线网综合评价模型M;王炜等提出了一种基于GIS的公共交通系统服务水平模糊聚类分析方法张辉等提出了基于图论和复杂网络理论的城市公交网络结构分析方法.本文提出一种基于计算机网络图论的城市公交线路评价模型,具有原理明晰,评价过程简单,评价结果客观等优点。

  1研究范围

  宝鸡市区位于关中平原西部,南部是秦岭山地,北部为渭北台原,地形狭窄.市区公共交通线网主要集中于渭河平原的老城区、高新开发区和东部陈仓区城市中不同居住地的居民,如果到该城市中任一地点都可乘坐公交车到达,且换乘次数越少,则公交线路设置愈合理•若从城市中m个公交车站任意一站点^均可直达其他站点,则该站点的便捷度最大,其值为100,即T,值最大.T,愈大,表示该站点的便捷度愈高,公交车线路设置愈合理;T,愈小,则表示该地(站点)需要多次换乘才能到达,需要增加或调整公交线路。

  此模型以公交车站为评价对象,针对宝鸡市公交车站点众多,数据处理量过大,所以将往返站点合并为一个站点并建模.实践中可将城市内居民小区、商业中心、文化中心、交通中心、医院、学校、公园等乘客量大的主要功能区作为主要站点建立评价模型,这样既做到评价上城市主体功能区公交线路设置的总体优化,又可有效的减低数据处理的工作量,提高评价效率.3宝鸡市公交线路设置的通达度评价。

  3.1数据获取

  以2013年宝鸡市出版的《宝鸡市区图》及2014年底宝鸡市交通局《宝鸡市公交线路运行图》为基础数据,对宝鸡市区基础地图、公交站点、公交线路建立数据库.其中公交站点经临近合并后278个,公交车线路40条。

  首先以该278个公交站点建立通达度矩阵;其次分别对每条公交线路通过的站点、或换乘线路通过站点提取站点对站点通达度值最后计算每个站点的通达度评价值T,和换乘频次值F1、F2、F3(即从某一站点出发到其他各站点的换乘频次,如从火车站出发,有218个车站可一次乘车到达,59个车站需换乘一次,全市278站点均不需三次换乘。

  3.2乘车便捷性分析3.2.1便捷度分析

  对便捷度的数值分析(详见表1)表明,最大值84.03,最小值23.09,方差118.34,说明宝鸡市各公交站点的便捷度差异较大;中位数41.19,总体便捷度较低;众数27.38,说明便捷度低的站点较多.运用SPSS软件对便捷度T,进行单要素聚类,通过计算界定将全部278个公交车站分为5类:第一类为宝鸡火车站,1值84.03,高出第二类最高值21.08%;第二类有经二路中、东段、红旗路口及胜利桥南、老火车站、三陆医院、宝鸡南站等9个站点,弋值在64.79〜69.40之间,经二路站点分布相对分散;第三类为新建路、经二路西段、姜谭路东段、清姜路、火炬路、宝光路、公园路、金台大道、东风路、大庆路、高新大道中段,乃值在47.05〜61.28之间,计83个站点;第四类为中山路、宏文路、陈仓大道、滨河南大道等处站点,T,值在39.04〜45.85之间,有53个站点;最后一类主要分布在宝福路、新福路、姜潭路西段、川陕路、宝平路、群众路、陈仓东大街、高新大道东段等城市边沿区,T,值在23.09〜38.66之间,共132个站点。

  3.2.2频次统计分析

  对频次F1、F2、F3的聚类分析结果如表1与图4.换乘频次最少的第1类只有火车站,平均便捷度84.03,—次乘车可直达78.70%,去全市任何站点不必三次乘车,为全市公交唯一的中心,•其次是第2类以老火车站、经二路、红旗路南段、三陆医院等9个站点组成,平均便捷度66.76,平均一次乘车可达55.76%的站点,只有0.44%的站点需三次乘车(换乘2次);第3类有86个站点,平均便捷度52.76,平均一次乘车可达37.25%,只有1.46%的站点需三次乘车,该区域以宝鸡老城区的商业老区人民路、老工业区的宏文路、新建路、经二路西段、姜谭路东段、清姜路、火炬路和高新区发展较早的宝光路、公园路、金台大道、东风路、大庆路、高新大道为主,亦是交通比较便利的区域;第4类站点,共168个站点,平均便捷度只有35.88,只有4结论。

  1.宝鸡市城市公交站点总体布局表现为单中心效应明显,便捷度空间差异大.是典型的以火车站为单中心的城市公交模式,这种单中心城市布局不能适应目前宝鸡市经济快速发展产生的交通需求,需要对公交线路优化调整,逐步形成多副中心的公交模式。

  2.较便捷地区(第2、3类)受历史条件、自然因素和新的经济增长点影响,公交站点数量显著不足.第2类以80年代后新兴起的商业中心经二路为最集中,便捷度平均值66.76,但数量少(9个站点)只占全部站点的3.24%.第3类与现代工业水平较高的工业区重合,平均便捷度53.11,交通运力不能够满足该区域经济发展的需求,分布范围含盖全市核心区域,但站点数只有83个,占全部站点的29.86%.主要原因表现为:1.经济增长点空间上的变迁.2.渭河横穿宝鸡市,将宝鸡分成南北两个部分,铁路,高速公路等造成的交通物理阻隔和老街区道路狭窄等影响.解决方案:根据交通量适当增加和加大公交站点和线路,在河道,铁路交汇处增建立交桥,降低相互影响,提高公交车运行效率,在老旧街区设立环线,增大单位时间流量.调整、增加公交线路,提升交通便捷度。

  3.便捷度较低地区(第4、5类)主要分布在城市外围边沿区.远离市中心区域,便捷度低.城市中心的集聚效应不能充分发挥.第4类平均便捷度42.80,站点数量53个;第5类平均便捷度33.63,站点数量132个,两类站点占总站点的66.55%.是实现城市扩展的区域,应加强公交系统规划和建设,特别是城市东、西、南、北与外界交联的门户区,需要加大与城市核心区线路的密度,提便捷性,实现周边地区与城市核心区方便快捷的连接。

  4.通过对宝鸡市公交站点评价的实例验证,说明基于计算机网络图论的城市公交网络评价模型,采用换乘次数作为衡量便捷度量化指标.能够比较客观的体现出人们对公交便捷性的心理感受;便捷度矩阵能够真实的体现城市空间地域核心区的联系,从而揭示核心区与区域交通便捷度的空间关系.但是,该方法没有考虑城市居民日常工作和生活的空间活动规律,存在不足,应深入研究加以改进。

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