交通流量数学模型
交通量优化配置
摘要
城市交通拥挤现象是城市交通规划最为明显的失策现象之一。从某种程度上说，城市交通拥挤现象是汽车社会的产物，特别是在人们上下班的高峰期．交通拥挤现象尤为明显。“据统计，市由于交通拥挤，各种机动车辆时速普遍下降，50年代初为25km 现在却降为15kin左右。一些交通繁忙路段，高峰时车辆的平均时速只有3—4km。交通阻塞导致时间和能源的严重浪费，影响城市经济的效率。”城市交通拥挤现象是现代我国大中城市存在的普遍问题．由于公交车、小汽车流量较多，加上餐饮业商贸功能聚集，使本来就不宽的道路变得拥挤不堪，给进行物资运输，急救抢险，紧急疏散等状况带来不便。其中，城市各路段交通流量的合理分配可以有效缓解道路发生拥挤。接下来，我们将模拟一个交通网络，用节点流量方程、环路定理、网络图论模型去合理分配该交通网络的交通流量已达到交通量优化配置。
关键字：交通流量、节点、环路、网络图论
一、问题重述
我们模拟某区域道路网络如图1所示，每条道路等级（车道数）完全相同，某时间段，有N辆车要从节点1出发，目的地是节点0（假设该时间段，路网中没有其它车辆）。在该时间段，道路截面经过的车辆数越多，车辆在该路段行驶的速度就越慢。
我们在此要解决的问题是确定有效的行驶路径及其算法，合理分配每条道路的交通流量，使N辆车从节点1到节点0的总行驶时间最小。
二、模型假设
1）各路段单向通车
2）道路截面经过的车辆数与车辆在该路段行驶的速度成反比例函数关系
3）车流密度均匀不变
4）假设N辆车在极短时间全部开出（即把车当做质点）5）各环路两条支路对时间负载均衡
三、变量说明
I i m节点到n节点支路的车流数量
t i车辆从m节点到n节点经过所花费的时间
Q 流量
v车速
L纵向路长
2L 横向路长
K反比例系数
ρ*t 车流密度随时间的函数
四、问题分析
若直接对该交通网络进行优化配置则存在很多阻碍，对此我们对此模型进行了一些理想化的处理。
首先我们假设道路截面经过的车辆数与车辆在该路段行驶的速度严格成反比函数的关系，由此排除了双向通车的可能性。例如位于56支路上不可能既有5开向6的车也有6驶向5的车，因为由假设可知车越多行使速度越慢，因此为了使速度最大化我们不能将空间给予车流走“回头路”。
接着由于该图的“树枝”较多，我们把车流当作流量模型（即对每条支路的车流量对时间进行积分然后再找最优配置方案）显然是不切实际的，所以在此我们假设车流密度不随时间发生变化，也就是说我们把车看作质点进行分析。
最后我们来解释一下我们模型的重点，也就是假设5）。就一般而言我们可以任意选取一环路（带进出口的环路）
如图所示：我们假设，那么必有或，不管是哪种可能我们必然
可以通过上调时间花费短的路径负载I使得该路径的行车速度v下降、行使时间t上升，以及下调时间长的路径负载I使得该路径的行车速度v上升、行使时间t下降，那么在这个动态变化中总有一个“时刻”使得以此达到对时间的负载均衡。又因为，所以这个静态点的配置优于原配置。
换而言之，在一个环当两条支路对于时间负载不均衡时，我们总可以通过调整支路的车流负载以此找到一个静态点使得该点对时间负载均衡，使得该点的时间值小于原状态的时间值。而不管多复杂的电路网络我们总可以把其分解成为一个又一个环路的，所以我们认为交通网络中的所有环路在对时间负载均衡时达到最优化配置。
在接下来的模型建立中，我们将以我们的分析假设作为基础进行数学建模，最终用matlab编程完成对该交通优化配置的求解。
五、模型建立
对于该网络的优化配置，首先我们定义一下几点：
●树枝：
（1）串联的节点我们视它为一条树枝；
（2）进入该树枝的车流量等于出去的车流量
●2、节点：
（1）树枝与树枝的连接点；
（2）两条以上的树枝的连接点；
●3、环路：
（1）闭合的树枝；
（2）闭合节点的集合。
1）每条路径上的车流量与行车速度之间的函数关系
现实生活经验告诉我们这两者成反比关系，那么在这里我们理想的认为两者成严格的反比例函数关系
2）车流密度函数
生活经验告诉我们车流密度与某时刻的车间距，车长等关系相关，在这里我们近似认为与车流密度是时间，但为了模型的简化我们不
得不认为那么constant
3）流量
流量大了就必然要控制车速，我们用量纲分析结合这个常识可以得到流量与车速成正比关系
4）每条路径上的行车时间（道路是否优化的标准）
行车时间即为道路的车流数量与车流量的比值
5）时间，流量，路径之间的函数关系
通过上述公式的等效变换我们最终可以得到即
现在我们对最优解下的交通网络列线性方程组，然后求解该线性方程组即可以得到最优解下个路段的交通负载。
该线性方程组的组成分为2部分
（注：由于假设5）中所述对于一个开放的环路两条树枝对于时间负载均衡，所以沿着该环对时间进行线积分其结果必然是0，那么对于环路就可以用环路定理列出方程组）
由网络图论知识可列有效的节点方程9-1=8个，有效的环路方程5
个，那么13条树枝的最优负载即可通过以下这13个方程进行确定
关于解决城市交通堵塞问题的数学模型的探究
城市交通拥阻的分析与治理 摘要 随着经济的高速发展和城市化进程的加快，机动车拥有量急剧增加。城市道路交通拥堵问题成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一，严重影响着城市的可持续发展和人们的日常工作与生活。快速、准确地发现路网中发生的交通拥堵，并估计出拥挤在未来一段时间内的扩散范围和持续时间，对于制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。 本文通过调查洛阳市中州中路与定鼎路交叉口车流量与红绿灯的设置等情况，发现此路口南北方向的车辆主要是由关林与洛阳站方向的往返车辆，东西方向的车辆主要是由中央百货大楼与老城方向的往返车辆，且南北方向的车流量大于东西方向的车流量。 模型一，通过我们的调查发现，造成此路口交通拥堵的原因之一是黄灯时间较短，黄灯时间只有3秒，这样会造成有些车辆因来不及停车而越过十字路口的停车线, 又由于红灯亮了而过不了路口, 故而造成交通混乱。针对此问题，我们在力学与动力学原理的基础上，提出一种调整黄灯时间的模型，利用微分方程列出黄灯时间的求解公式，并计算出黄灯闪亮的最佳时间为7秒。 模型二，道路的增长速度跟不上车辆增长速度，这就导致了车辆静止平均密度逐年增大，结果花费了大量人力物力财力修路架桥，但换来的不是交通顺畅，而是越来越严重的交通拥挤。针对此现象，我们以交通工具为研究对象，运用线性规划方法并结合LINGO软件，得出人们出行选用自行车和大型机动车有利于缓解当前交通拥堵现象。 模型三，为了使交通部门有充分的时间来预防交通拥堵，应该在交通流高峰到来之前做出预测, 进而采取及时的措施并通过交通控制系统削减交通流高峰、避免拥堵的发生，我们采用径向基函数预测功能的神经网络[5],对十字路口的车流量进行实时预测，应用MATLAB软件编程[4]预测出交通高峰期可能通过每个路口的车流量，从而可以给交通部门提供数据，让他们有更充分的时间预防交通拥堵的发生。 关键词：微分方程;线性规划;神经网络; LINGO; MATLAB
小波神经网络的时间序列预测-短时交通流量预测
%% 清空环境变量 clc clear %% 网络参数配置 load traffic_flux input output input_test output_test M=size(input,2); %输入节点个数 N=size(output,2); %输出节点个数 n=6; %隐形节点个数 lr1=0.01; %学习概率 lr2=0.001; %学习概率 maxgen=100; %迭代次数 %权值初始化 Wjk=randn(n,M);Wjk_1=Wjk;Wjk_2=Wjk_1; Wij=randn(N,n);Wij_1=Wij;Wij_2=Wij_1; a=randn(1,n);a_1=a;a_2=a_1; b=randn(1,n);b_1=b;b_2=b_1; %节点初始化 y=zeros(1,N); net=zeros(1,n); net_ab=zeros(1,n); %权值学习增量初始化 d_Wjk=zeros(n,M); d_Wij=zeros(N,n); d_a=zeros(1,n);
d_b=zeros(1,n); %% 输入输出数据归一化 [inputn,inputps]=mapminmax(input'); [outputn,outputps]=mapminmax(output'); inputn=inputn'; outputn=outputn'; %% 网络训练 for i=1:maxgen %误差累计 error(i)=0; % 循环训练 for kk=1:size(input,1) x=inputn(kk,:); yqw=outputn(kk,:); for j=1:n for k=1:M net(j)=net(j)+Wjk(j,k)*x(k); net_ab(j)=(net(j)-b(j))/a(j); end temp=mymorlet(net_ab(j)); for k=1:N y=y+Wij(k,j)*temp; %小波函数 end end
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未来城市交通系统发展的设想 摘要：城市里人越来越多，这是一个非常明显的趋势，在1800年时，世界上大概有3%的人是城市人口，到了2007年这个数字变成了50%，人类历史上第一次城市人口超过了农村人口，如今全球的城市人口，每年会增加七千万人，这是人类历史上最大规模的迁徙，高度集约化的城市，不单是经济增长的集中点，而且也降低了能耗和服务成本，城市允许高度专业化分工的人群存在，大概80%到90%的国内生产总值增长发生在城市当中，2.8%的土地容纳了50%50以上的人口,教育，医疗，水电，在城市提供这些公共服务所需要的成本比在农村要低得多，然而城市同样面临巨大的问题，人口密度的增加，给交通带来巨大的压力，交通压力意味着能源的消耗，时间段浪费和空气污染，在城市当中，人多平均资源消费确实更低，但是更为集中，把资源运送到这里。也是需要成本的，城市还很脆落，它需要持续不断的维持，很多小的变故，都能使得城市的运转失灵，乃至瘫痪。随着时代的发展，人类在科技生产，文明飞速发展的同时，面临着随之而来的许多问题，在物资，人口的流动量上，将面临巨大的考验，未来人类对生活也将有着更高的要求。所以，更加快速，便捷的交通系统将是未来城市的主流发展需求。 关键词：城市交通现状三维 城市是人类文明纪念碑。随着时代的发展，人类在科技生产，文明飞速发展的同时，面临着随之而来的许多问题，在物资、能源的消
耗，人口的快速增长以及日益增大的人口流动量方面，人类将面临巨大的考验，未来人类对生活也将有着更高的要求。所以，更加快速，便捷的交通系统将是未来城市的主流发展需求。而如今，城市交通面临着以下几个问题： 1、基础设施短缺与其利用的低效率并存； 2、基础设施建设速度落后于车辆增长速度。截至2013年，全国汽车保有量为1.37亿辆，近十年汽车年均增加1100多万辆，增长量是2003年汽车数量的5.7倍，而城市道路每年仅增长3—5%； 3、交通拥堵已成为大中城市交通中的普遍现象； 4、交通安全形势严峻，造成的损失巨大。1999年，全国共发生412，800起交通事故，其中83，529人死亡，286，808人受伤，因交通事故引起的直接损失折款多达21亿元人民币； 5、机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源。一些大城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到60%以上，正在严重地危害着人们的身体健康； 6、运输效率低，能源消耗不断上升。抽样调查表明，全国货运汽车实载率不足70%，而在车辆技术不断提高的今天，运输汽车油耗却从1992年的百公里6.9升增加到1998年的7.4升。 所以如何有效地解决这些问题为未来城市交通系统提供了发展方向。如今有待普及的智能交通系统是一个复杂的综合性的系统，
2016数学建模国赛B题
用方格因子影响模型探究小区开放对道路通行的影响 摘要 目前我国人口增长，各种大型小区增多，各小区家庭拥有小汽车量也在增多，根据我国的道路交通设计和城市规划设计，我国的道路交通存在着严重问题，所以对交通的通行能力有着较大需求，本题将要分析的是，如果常规的封闭性小区开放，那周边道路通行会出现怎样的变化。 关于第一问，本文选取五个交通参数，道路通行能力、道路网的饱和度、车道交通流量比、车辆的延误时间、饱和流量；可以由各个指标来衡量小区开放以后对周围道路的交通状况的影响。 关于第二问，先将城市交通道路网格化，再建立方形小区内点对之间的最优路径寻模型，通过分析交通网格化下的封闭性小区开放之后，小区内的各个点对之间的各个路径中，最优路径是否存在，同时可以计算得出小区的面积及位置对点对间交通便捷度影响因子的影响，通过因子分析法来计算并寻找最优路径，从而判断周边道路的交通状态，是否会因为小区的开放而得到缓解。 关于第三问，分析其开放前后小区对周边道路的交通通行带来的影响；从参考资料中选取一个城市小区，通过对小区结构以及道路结构对其道路通行能力的分析。同时构建一个方形小区，通过假设其开放前和开放后的各类数据，进行一个辅助比较，通过这两种类型的小区，并应用第一问与第二问中的模型，发现打破一个封闭小区，可以使得周边道路上车辆的通行能力增加，即使得交通状况有所改善。 第四问要求从交通通行的角度提出建议，通过以上三问对开放性小区评价指标、周边道路交通体系、长沙市某具体小区与构建的虚拟小区等的研究结果，向相关部门提出了对小区开放的合理建议。 关键字：小区开放；道路通行能力；最优路径；饱和流量；交通便捷度影响因子
中型城市出租车交通规划综合模型(终审稿)
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和货格尺寸的标准匹配十分科学合理；以托盘物流为标准恒量运输、仓储、装卸搬运、包装、流通加工、配送等物流各环节的组合与衔接程度，可避免物流过程中的浪费，大幅度节约成本；从托盘物流的角度审视物流是否科学、合理，能明显提高物流全过程的效率。 人们对托盘作用的认识时间虽说不长，但也早在太平洋战争时澳大利亚就成立了托盘联营公司，上世纪五、六十年代，美国、英国、法国、德国、瑞典、瑞士、荷兰、澳大利亚、加拿大等国家开始在码头、货运站等运输枢纽建立托盘租赁和回收站点，后来又建立了欧洲托盘联营组织和欧洲托盘协会。日本起步虽说稍晚一些，但也至少在40年前就成立了托盘协会。我国1965年开始在北京和上海区间开展对口托盘联运，80年代交通部曾拨专款推广上海和大连区间的托盘联运。进入新世纪以后，托盘生产和使用出现了前所未有的可喜局面，变化之大、发展势头之猛令世人瞩目。究其原因，是由于进入21世纪以后，我国物流“热”持续升温，托盘在快速发展的物流中显得滞后，成为物流高速发展的“瓶颈”，迫切要求尽快改变现状。为此，中国物流与采购联合会2002年决定设立托盘专业委员会，委托北京科技大学物流研究所负责筹备工作。同年6月,该联合会发出物联行字[2002]89号文件,任命吴清一为托盘专业委员会(筹)主任委员,靳伟为秘书长。.托盘专业委员会(筹)成立后即展开了大规模的托盘调研活动,基本掌握了我国当时的托盘生产和使用状况.发现当年全国只有135家托盘生产企业,托盘的流通量在5000至
交通拥堵数学模型
承诺书 我们仔细阅读了2010年湖南大学冬季数学建模竞赛。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 参赛队员(签名) ： 队员1：姓名罗明强学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 队员2：姓名王一学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 队员3：姓名林莉智学院数学与计量经济学院专业年级09级信息与计算科学 湖南大学数模指导组 湖南大学数学建模协会
题目：城市交通拥阻的分析与治理 【摘要】 本文联系长沙交通的实际情况，对交通阻塞情况很严重的枫林路丁字路口进行分析，建立仿真模型结合理论给出一个合理的调度方案。并由这个调度理论，进一步分析优化十字路口和多交叉口. 本文首先对现行情况的调查结果进行处理分析，将各方面的数据进行量化，从而得到部分交通参数的具体数值与表达式，再针对现行方案的不足之处进行建模优化，即通过设置缓冲区（模型A），对信号灯进行配时与优化（模型B），以及硬件设施改善（模型C）等方面的进行数学研究讨论，从而得到更加可行的方案。然后对三种方案进行综合考虑和分析，得到最佳的缓解方案。通过计算机模拟验证，从而使得模型理论上成立。本文的较后部分对问题进行加深分析探索，类比三叉路口的优化方案，对十字路口以及更局般意义上的多叉路口进行简单的讨论和分析，从而得到更一般的结论，对缓解交通拥堵起到参考作用。 【关键词】丁字路口交通拥阻缓冲区信号灯的配时与优化 硬件改善计算机模拟类比
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Research on neural network prediction of traffic flow [Abstract] Traffic flow forecasting is the core problem of traffic information prediction,theory system in the prediction of traffic flow,is very important for improving our countrytraffic congestion has academic value and practical significance.Th is paper based on summarizing the domestic and foreign research results,analyzes and introduces the existing traffic flow forecasting methods, andanalysis to predict the traffic flow by neural network. based on centralized distribution of traffic flow and combined with the actual traffic flow data. We use the inter partition of data processing during the process of BP neural network can be used to traffic flow prediction by comparing the predicted results ,proves that BP neural network has the good forecast effect. [Keywords] Traffic Information Traffic flow Prediction BP neural network
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交通预测模型【对各种交通流预测模型的简要分析】 摘要:随着社会的发展，交通事故、交通堵塞、环境污染和能源消耗等问题日趋严重。多年来，世界各国的城市交通专家提出各种不同的方法，试图缓解交通拥堵问题。交通流预测在智能交通系统中一直是一个热门的研究领域，几十年来，专家和学者们用各种方法建立了许多相对精确的预测模型。本文在提出交通流短期预测模型应具备的特性的基础上，讨论了几类主要模型的结果和精确度。 关键词:交通流预测;模型;展望 20世纪80年代，我国公路建设项目交通量预测研究尚处于探索成长阶段，交通量预测主要采用个别推算法，又可分为直接法和间接法。直接法是直接以路段交通量作为研究对象；间接法则是以运输量作为研究对象，最后转换为路段交通量。 进入90年代后，我国的公路建设项目，特别是高速公路建设项目的交通量分析预测多采用“四阶段”预测，该法以机动车出行起讫点调查为基础，包括交通量的生成、交通分布、交通方式选择和交通量分配四个阶段。
几十年来，世界各国的专家和学者利用各学科领域的方法开发出了各种预测模型用于短时交通流预测，总结起来，大概可以分为六类模型：基于统计方法的模型、动态交通分配模型、交通仿真模型、非参数回归模型、神经网络模型、基于混沌理论的模型、综合模型等。这些模型各有优缺点，下面分别进行分析与评价。 一、基于统计方法的模型 这类模型是用数理统计的方法处理交通历史数据。一般来说统计模型使用历史数据进行预测，它假设未来预测的数据与过去的数据有相同的特性。研究较早的历史平均模型方法简单，但精度较差，虽然可以在一定程度内解决不同时间、不同时段里的交通流变化问题，但静态的预测有其先天性的不足，因为它不能解决非常规和突发的交通状况。线性回归模型方法比较成熟，用于交通流预测，所需的检测设备比较简单，数量较少，而且价格低廉，但缺点也很明显，主要是适用性差、实时性不强，单纯依据预先确定的回归方程，由测得的影响交通流的因素进行预测，只适用于特定路段的特定流量范围，且不能及时修正误差。当实际情况与参数标定时的交通状态相差较远时，
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摘要了解和预测铁路客流量对于铁路部门而言是实现利润最大化和保证市场竞争力的重要环节，本文通过对某铁路公司至2015年一月至2016年3月的客流情况进行研究分析，得出了铁路客流量的一般规律并构建了良好的客流量预测模型，借此实现对未来两周客流量的预测以及对车辆资源分配方案的优化. 问题一：根据旅客列车梯形密度表中包含的大量数据，利用图表分析法我们绘制了十二张包含饼图、折线图、散点图等多种形式的图表，这在一定程度上帮助我们很好地实现了客流规律的可视化展现.通过这些图表我们分析研究了不同种客运列车的优劣势、客运量的峰值规律以及站点与客运量的相关性，总结出了客流量的一般规律. 问题二：我们针对附件一所提供的大量数据进行了分类整理，将数据按照控制变量法的原则大致分为三类，即考察车站、车次、时间段三个变量对于客流量的影响.在对原始数据进行研究分析后，我们认为车站对于客流量的影响最为显著，于是我们将车站这个因素选定为了主要变量，然后从这个主要变量着手，我们基于MATLAB平台构建程序，程序的核心思想是通过对系统行为特征指标建立一组相互关联的灰色预测模型，预测系统中众多变量间的相互协调关系的变化，这种模型能够帮助我们很好地挖掘和利用原始数据，同时我们参考了在问题一中所得出的客流量的一般规律，最终采用累减生成的放松得到了一组灰色序列以弱化数据的随机性和预测未来客流量.当然，我们也采用了残差修正的衡量方法来对模型和预测结果进行了完善和校准. 问题三：为了求得铁路车辆资源配置方案的最优解，一方面考虑到问题二中对于未来两周客流量的预测，另一方面为了实现两个基本假设中对于客座率达到75%利润最大的假设，我们决定采用模拟退火算法来对结果进行优化，这可以帮助我们在减少算法耗时的同时得到一个符合生活实际的最优解. 一、问题重述 铁路部门为保持市场竞争力，实现利润最大化，需要了解日常铁路客运流量、淡旺季变动指数、冷热门线路.其中，为了准确把握市场，需要对客流进行充分的了解和预测.铁路客流量受多种因素影响.
交通流量数学模型
交通流量数学模型 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
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一、问题重述 我们模拟某区域道路网络如图1所示，每条道路等级（车道数）完全相同，某时间段内，有N辆车要从节点1出发，目的地是节点0（假设该时间段内，路网中没有其它车辆）。在该时间段内，道路截面经过的车辆数越多，车辆在该路段行驶的速度就越慢。 我们在此要解决的问题是确定有效的行驶路径及其算法，合理分配每条道路的交通流量，使N辆车从节点1到节点0的总行驶时间最小。 二、模型假设 1）各路段单向通车 2）道路截面经过的车辆数与车辆在该路段行驶的速度成反比例函数关系 3）车流密度均匀不变 4）假设N辆车在极短时间内全部开出（即把车当做质点）5）各环路两条支路对时间负载均衡
网络流量预测模型研究
2017年第8期信息通信2017 (总第176 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. N o 176) 网络流量预测模型研究 陈广居\梁鹏2,王坤3 (1.94750部队福建连城366200;2.94937部队浙江杭州310021 ;3.94872部队江西樟树331204) 摘要:针对当前网络通信业务量大，业务种类多的特点，对近年来网络流量预测模型研究现状进行了综述，分析了多种网 络流量预测模型，针对网络流量的不同特点对各种模型从计算复杂度、应用场合及适用范围等方面展开比较分析。比较 结果表明，预测模型与所分析流量特性及应用场合关系密切，在具体应用中应充分考虑预测目标和具体的网络流量特 点，选择合适的预测模型。 关键词:短相关；长相关;线性预测；非线性预测；组合预测 中图分类号:T H393文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)08-0191-04 The R eserch o f N etw ork Traffic Prediction M odel C h e n G u a n g ju1, L ia n g P e n g2, W a n g K u n3 (1. U n it 94750 o f P L A, L ia n che n g F u jia n 366200, C h in a; 2. U n it 94937 o f P L A, H a n g zh o u Z he jia n g 310021, C hin a; 3. U n it 94872 o f P L A, Zhangshu Jia n gxi 331204, C h in a) A b s tra c t:F o r the characteristics o f the current ne tw o rk com m unication traffic, this paper presents an o ve rvie w on the study o f m odels for ne tw o rk traffic prediction in recent years, analyzes different kinds o f ne tw o rk traffic prediction m odels. In v ie w o f the different characteristics o f ne tw o rk traffic, the m odels are analyzed and com pared fro m the aspects o f com putational co m-plexity, application and scope o f application. T h e results p ro ve that prediction m o d e l should correlate to traffic characteristics and scene tightly. It needs to select the appropriate prediction m odels according to the target and the specific characteristics o f ne tw o rk traffic. k e y w o rd s: lo n g range dependence; short range dependence; linear prediction; nonlinear p rediction; com bination Prediction 〇引言 网络流量是网络运行的重要指标，其反映了网络的运行 状态，近年来网络流量建模和预测成为人们的研究热点。针 对网络流量特性进行建模是网络设计规划和网络状态分析的 前提，也对网络管理与故障处置、新的网络协议的开发以及提 高网络运行服务质量具有重大意义；网络流量预测模型的研 究对于更好地理解网络业务的性能和规律、规划网络设计、决 定网络拥塞控制、应用于网络安全、网络管理的异常检测、提 高服务质量意义深远。网络流量预测以过去的流量数据为依据，通过建立适当的数学模型对将来的流量状态进行预测。因此，掌握网络流量的特点对提高预测的精度和深入分析预测 本质尤其重要。在当前的一些网络流量预测资料中，大部分 的研究重点是对网络流量特性的数学分析，单纯针对网络流 量进行预测的研究不多，与之对应，这一领域的研究在河流流 量、道路交通、金融分析等领域中有较多的应用。本文对近年 来网络流量预测算法研究现状进行了综述，分析了多种网络 流量预测模型，并结合不同的网络流量特性对各种模型的适 用范围及应用场合进行了分析比较,最后得出结论，虽然智能 通信机房监控系统采用S O A P传输协议，这个协议是新时期 W e b S e r v ic e服务和物联网体系中的一种存在的标准传输协 议，S O A P协议定义了一个完善的逻辑业务服务请求者和逻辑 业务服务提供者之间相关的信息传输规范，促使X M L数据传 输更加安全，S O A P协议采用了传统的互联网传输协议，使物 联网作为数据传输的标准模式进行传输，可以为用户提供一 个格式化的相关协议信息，并且能够承载相关的物联网传输 协议，这些协议主要包括以下几个关键方面,S O A P封套信息、S O A P编码规则、S O A P R P C进行逻辑业务处理表示等。S O A 能够更好的实现信息的加工和服务，首先用户可以获取相关 的信号数据，接着可以分析信号的类型，如果信号为抽取信号，就可以实现数据抽取功能;如果信号为引用数据失效信号，则 可以将其划分到响应弓丨用数据失效弓丨擎中；如果信号为数据 已变更信号，则可以将数据推送到数据库中;如果信号为即时 获取，可以启动即时获取数据操作引擎。操作完成之后，这些数据均可以持久化地保存到数据存储器中，保证数据的及时 处理，进一步实现数据的加工和服务。通信机房监控系统是 现代无线通信的一个重要标志，物联网采用自适应技术，可以保证通信质量达到最优化,根据信道的传输环境的变化，适时 地改变N B-I O T的发送、接收参数。 3结语 随着我国通信事业的发展，通信机房包含的设备越来越多， 这些设备承载着数以亿计的资源，保?2联网软件的正常运行。 因此提高机房的智能化管理已经成为人们研究的重点,本文提 出利用物联网的数据感知、信息采集和数据分析功能，构建一个 实时的、动态的智能化机房，提高机房的运行管控成效。 参考文献： [1]陈武.物联网信息技术在数据机房建设中的应用研究[J]. 信息系统工程,2016(12):70-72. [2]李铁.基于物联网的机房温度报警系统设计与实现[J].中 国新通信，2017(3):65-66. [3]胥志强，何国平，杨漾.物联网技术在气象部门智能机房 建设中的应用[J].网络安全技术与应用,2017⑵:130-131. [4]王有为.基于物联网思维的高速公路变电所机房监控系 统[J].中国交通信息化，2016(8):116-117. 191
数学建模--交通问题
摘要 近年来随着机动车辆的迅猛增长，城市道路的交通压力日渐增大，各大城市对旧城改造及城市道路建设的投入也不断扩大，交通拥挤问题却仍旧日益严重。因此，科学全面地分析和评价城市的绩效，进而找到适合我国的城市交通规划模式，已成为我国城市交通迫切需要解决的课题。 本文通过大量查阅城市交通绩效评价指标，结合目前我国交通发展现状，以兰州为例，首先建立了绩效评价指标的层次结构模型，确定了目标层，准则层（一级指标），子准则层（二级指标）。 其次，建立评价集V=(优，良，中，差)。对于目标层下每个一级评价指标下相对于第m 个评价等级的隶属程度由专家的百分数u 评判给出，即U ＝[0,100]应用模糊统计建立它们的隶属函数A(u)， B(u)， C(u) ，D(u)，最后得出目标层的评价矩阵Ri ，（i=1,2,3,4,5）。利用A,B 两城相互比较法，根据实际数据建立二级指标对于相应一级指标的模糊判断矩阵P i （i=1,2,3,4,5） 然后，我们经过N 次试验调查，明确了各层元素相对于上层指标的重要性排序，构造模糊判断矩阵P ，利用公式 1 ,ij ij n kj k u u u ==∑ 1 ,n i ij j w u ==∑ 1 ,i i n j j w w w ==∑ []R W R W R W R W R W W R W O 5544332211,,,,==计算出权重值，经过一致性检验公式RI CI CR = 检验后，均有0.1CR <，由此得出各层次的权向量()12,,T n W W W W =K 。然后后， 给出建立绩效评价模型（其中O 是评价结果向量），应用模糊数学中最大隶属度原则，对被评价城市交通的绩效进行分级评价。 接着，为了优化兰州安宁区道路交通，我们建立了评价城市交通的指标体系，继而构造模糊判断矩阵P ，计算出相应的权重值。我们挑选了道路因素进行优化，以主干道利用率约束、红绿灯效率约束、公交站点数目约束、非负约束为约束条件建立了安宁区道路交通优化方案的权系数模型，最后利用实际测算数据给出最终优化模型，提出合理化的优化建议，希望能为更好的建设兰州交通体系作出贡献。 关键词：城市交通 层次分析 模糊综合评判 绩效评价 隶属度
智能化趋势下的城市交通规划发展构想
智能化趋势下的城市交通规划发展构想 发表时间：2019-07-19T15:29:47.450Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：唐炜 [导读] 摘要：随着社会经济的快速发展进步，我国当前在智慧城市建设过程中已经获得了极大的成就，智慧化理念的应用极大程度地提升了城市交通规划工作的质量与效率。 深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司广东省深圳市 518000；深圳市交通信息与交通工程重点实验室广东省深圳市 518000摘要：随着社会经济的快速发展进步，我国当前在智慧城市建设过程中已经获得了极大的成就，智慧化理念的应用极大程度地提升了城市交通规划工作的质量与效率。因此，为了满足我国广大人民群众出行的实际需求，本文主要针对智能化趋势下的城市交通规划发展构想进行简要分析。 关键词：智能化；城市交通；规划发展；构想 1智能交通和城市规划之间的关联 1.1智慧城市规划与交通联系 交通在很大程度上可以为人们提供更具体的交通条件。在正常交通运行的背景下，保证交通的分布，充分开发周边环境，利用交通通道，促进城市建设和经济发展。因此，在城市规划过程中，应充分重视交通规划。通过关注城市交通规划，为社会各阶层的发展进步提供了重要的动力。交通、城市规划与城市绩效相互渗透、相互促进。因此，城市规划人员在规划城市的布局和功能时，应充分重视交通规划工作，注重交通疏散的相关内容。 1.2智慧城市房产与交通的关系 房地产开发项目在城市建设过程中具有重要的价值。研发工作往往需要大量的时间和地点，但国家的经济政策对其影响很大。此外，房地产的研究开发在很大程度上也直接影响到城市规划的效果。在这种背景下，城市智能交通规划也提高了房地产的研发效果，因此我们必须对其给予足够的重视。 1.3城市规划与交通规划编制系统间的关联 在城市智能化规划过程中，其具体内容是：城市总体规划、设计施工图及建设阶段。因此，在城市规划过程中，必须充分明确城市交通规划的核心地位，确保总体规划、审计和实施的同步性。但是，相关法律明确规定，交通规划的内容主要包括在城市规划中，导致城市规划人员与交通规划人员之间存在较大差异。 2城市交通变革方向 随着我国交通业的不断发展，城市交通解决了传统城市交通发展的“有无”问题。随着我国城市交通的不断发展，在土地的规划中以及相应的限制条件下，城市交通的发展通过增强内需逐步托大到控制内需的转变。从当前来看，我国的经济水平在不断提高，人们对于城市交通的要求逐步提高，未来的城市交通的发展必将成为城市发展的中心力量，同时也会对城市的运输系统产生影响。因此，城市交通在发展的过程中应当注重公共交通的运行质量。因此，首先应当将交通运输的质量与人们的交通需求进行有机结合，然后逐步提升交通服务的质量。随着科学技术的不断进步，解决城市居民的交通出行便利性仍是城市发展的主要工作。随着城市化的不断推进，提供居民的生活质量以及交通便利更需要我国政府和各界领导的关注。 3城市交通变革方向及发展重点 3.1城市物流配送系统 随着我国物流运输的不断发展，城市物流的配送已经由传统模式的配送方式逐渐到城市外部运输系统和城市内的配送运输系统有阶级和方式形成我国较为完整的物流配送系统。城市的物流配送系统主要由航空运输、铁路运输、公路运输以及船舶运输。我国改革开放40年来，“一带一路”的大力开展，为我国的物流运输带来了全新的发展面貌。在“一带一路”的新形势下，形成了多式联运的物流运输，进一步完善了我国的物流运输系统。城市内部分配系统主要由货物配送中心到各级配送点组成，基本上由公路运输承担，从配送点到定居点需要人工或者非机动车辆派遣。经过多次的运输和配送，增加了多种手动操作，成为制约物流成本下降的关键问题，也是压缩货物交付时间的主要原因。 目前，随着智能化物流运输的开发，机器控制操纵对象已经克服了物流运输过程中出现的问题，形成了专用的城市的交通物流配送空间以及提高了自动配送系统的发展。 3.2休闲旅游交通系统 休闲旅游交通系统由两部分组成，一部分是城市内的基本生活和休闲需求，它主要用于从城市居民区到城市内部医院、学校、公园、购物中心等的人民生活服务和娱乐设施的运输。服务原则主要基于交通缓慢，这是城市需求的主要的公共交通工具来源。另一部分是长途旅行运输，在长途旅行运输的过程中，有必要根据城市的内部交通系统将各个住宅区连接到主要枢纽，通过飞机，铁路（高速，一般火车）和城市高速公路网之间的连接，现旅游目的地（城市所在的地方）。 3.3快速商务交通系统 随着科学技术的不断发展，虽然可以通过技术手段实现大规模的工作沟通，但仍有一些商务沟通需要面对面进行，商务旅行仍将占据一定的比例，但这种类型将不再显示出来，旅行“自由度”将得到改善，这种改善体现在旅行时间、运输方式的使用等方面。跨省市商务旅游往往采用飞机、高铁和出租车等交通出行方式。城市的商务旅行将乘汽车、出租车、地铁（停车困难，地铁密度高的地区）等交通主要工具。 4未来城市交通规划工作的重点 根据以上对未来城市交通发展需求的分析，城市交通规划必须适应新的发展要求，并提早谋划，重视以下几点工作。 4.1将“物流通道”规划纳入城市空间规划范围 公路建设同时也应用大量的物流运输。随着我国在不断发展过程中的物流运输业的不断发展，大部分的物流运输必须通过高速公路才能顺利完成运输工作，在这个过程中占据了一部分的城市交通空间，对于高速公路的正常通行以及交通出行环境带来了极极大的影响。因此，应当将物流运输纳入城市空间的交通规划，利用城市中可用的空间环境，形成一套有序的物流运输系统，形成基本的物流运输，以提高城市空间的利用率，提升物流运输的速率，同时也大大降低了物流运输的成本。此外，运输系统的空间结果与城市的规划以及相应的设
交通问题中的数学模型的分类与研究
学校代码： 学生学号：052094110 白城师范学院 毕业论文（设计） 交通问题中的数学模型的分类与研究Classification and mathematical model of the traffic problems in the 姓名：刘荣鹤 指导教师：李春沅教授 学科专业：信息与计算科学 所在单位：数学学院 2013年6月
目录 摘要： (1) 关键词： (1) 引言 (1) 一、交通问题中数学模型的分类 (1) 1、数学微分模型 (1) 1.1交通流的基本函数： (1) 1.2间断交通流 (3) 1.3应用范围 (4) 1.4模型优缺点 (4) 2、动力学模型 (4) 2.1交通流的流体力学模型 (4) 2.2交通流的气体动力论模型 (5) 2.3元胞自动机模型 (6) 二、基于元胞自动机理论模型及其模拟研究 (8) 1、交通流元胞自动机模型概述 (8) 1.1 一维交通流元胞自动机模型 (8) 1.2 FI模型 (9) 2、交通流元胞自动机模拟 (8) 2.1元胞参数定义 (10) 2.2 元胞自动机规则 (11) 2.4 结果分析 (12) 2.5 结论 (13) 三、小结 (14) 四、参考文献 (14)
交通问题中的数学模型的分类与研究 摘要：本课题对以往交通问题中的数学模型进行分类总结，然后着重分析每种方法比如动力学模型等模型的使用范围以及相应的缺陷，并且在各种方法总结比较中，挑选动力学模型中元胞自动机模型进行使用，把车辆在路段上运动的变化规律表述为元胞自动机的演变规则，建立基于元胞自动机理论的交通流模拟模型。标定了元胞长度和最大速度等参数，继而提出反映车辆在路段上自由行驶、跟驰行驶和减速行驶等交通行为的元胞自动机规则。 关键词：交通流数学模型分类元胞自动机 引言：随着我国改革开放的不断深入，城乡经济的进一步繁荣，城市规模的日益扩大，城市交通中的各种机动车辆和非机动车辆数量迅速增加，从而使城市道路更为拥挤和难以管理，交通堵塞和拥挤严重、城市公共交通发展较慢，公交工具数量不足，结构单一，运营效率和效益低、交通管理设施、技术差，从而导致交通问题屡见不鲜。因此，研究城市交通问题能帮助我们深入分析城市交通系统中交通需求与交通供给之间的内在作用规律，探究新的解决途径，为城市交通的良好运作与人们安全出行提供必要的理论保证。 一、交通问题中数学模型的分类 1、数学微分模型 微分模型也是研究交通问题的一类重要方法，它以微积分学为基础，把车辆看成连续的质点，建立连续的交通流模型。下面以红绿灯下的交通流模型为例介绍数学微分模型。 各种类型的汽车一辆接着一辆沿着公路飞驰而过，其情景就像湍急的河流中奔腾的流水一样。在这种情况下，很难分析每辆汽车的运动规律，而是把车辆对看作连续的流体，称为交通流。研究每一时刻通过公路上每一点的交通流的流量、速度和密度等变量间的关系。 1.1交通流的基本函数： 研究对象是无穷长公路上沿单向流动的一条车流。假定不允许超车，公路上也没
短期交通流量预测
短期交通流量预测 摘要 交通流量是一种对于一段时间在某个路口通过的交通实体量，在现在的社会中，智能运输系统等交通理论的研究已经渐渐成为发达国家的研究对象，而交通流量预测分析是其中的核心研究之一。所以，对于交通流量的预测成为叩开智能交通系统大门的最有力的那一把钥匙。 在前面，我们首先面临的一个问题是对于数据的处理。题目以15分钟为一个时间段来测量交通流量，一共有三天的数据，应该有288个数据，但是题目只给出了276个。另外，在数据中还有两个为负的数据。面对缺失数据和异常数据，我们分别使用了热卡插补法和平均值填补法来解决。 然后在进行预测时，我们分别使用了不同的软件来建立不同的预测模型。首先我们使用了灰色预测GM软件来进行灰色模型的预测，在预测前，我们先用模型和前两天的交通流量来预测第三天的交通流量，然后将第三天的真实交通流量与预测交通流量进行相关性检验，检验通过后，再用于预测第四天的交通流量，最后评价模型的好坏。 接着，我们使用了spss软件来进行回归分析模型的预测。在预测之前，我们需要先对数据进行相关性检验，若没有相关性，则回归方程会没有意义。接下来，通过对回归方法的决定性系数检验和方差分析检验，得到最合适方法。之后再进行第四天的预测及预测结果的评价。 然后，我们使用了metlab软件来实现BP神经网络模型的预测。BP神经网
络的实质是用已给出的数据来推出需要的数据，并将新预测出的数据重新返回输入中，得到误差，一直重复，直到误差到达合理的围。在预测之前，我们先得出了误差在合理围，并且看到已给出数据的真实值与预测值得对比。在确保模型是可用的之后，在进行预测与预测结果的评价。 最后，我们使用了eview软件来进行时间序列的预测。时间序列预测要求数据必须是平稳的，所以在预测前，先要对数据进行ADF检验，在检验通过后，才能进行预测，得到预测后的表达式和残差。在最后，还必须对残差进行分析估计。这样之后，对模型进行评价。 在本文的最后，我们进行了进一步的讨论和改进，对四种预测方法进行了一个比较，判断出那个模型是最适合这个题目的。并且对文章中所涉及的模型进行推广，使其更便于运用于生活实际中。 关键词：eviews 热卡插补法相关性检验神经网络时间序列ADF检验