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一、研究背景

随着国民经济快速发展，城市化、机动化成为显著的特色，目前，我国机动车的保有量正以17%以上的速度逐年递增。交通拥挤不仅使道路通行能力降低、行车速度下降、交通延误增大、燃油消耗量增加，同时还造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。

二、设计原理

1.设计思路结构图

2.瓶颈特征：

1）当瓶颈拥挤发生时，上游路段出现拥挤排队且同时下游路段畅通；

2)当瓶颈处于“激发状态”时，从上游行驶过来的车辆排队数不断增加，导致拥挤不断向上游蔓延；

3)当排队拥挤结束或下游拥挤蔓延至该瓶颈处时，瓶颈拥挤结束。 3.算法分为两大模块

1）交通状态定性判别模块；

采用模糊C-均值聚类分析算法对断面交通状态模式进行分类，结合本算法需要，将数据分为两类：畅通和拥挤。再根据断面交通状态得到“路段交通状态模式”后，即可获得道路某一观察时间内“交通定性状态矩阵” DS。如图：

2）道路瓶颈定位及拥挤时间（拥挤持续时长）、空间（最大排队长度）影响识别模块。

首先确定瓶颈位置，令

t?Nc?1Aij=1，判断[t1,t2]内

?j?tAij?raNc(?t?[t1,t2?Nc?1])是否成立，若判断成立则认为瓶颈拥挤持续时

间段为[t1,t2]。下一步判断[t1,t2]内各个时间间隔拥挤向上游蔓延的最大位

置。

瓶颈拥挤自动识别流程图：

数据采集 模糊C均值聚类 交通状态判别矩阵 瓶颈识别 拥挤频次 拥挤时长 影响范围 拥堵评价

三、实例验证

根据所设计的自动识别算法，对上海市南北高架路东侧10天线圈检测数据进行验证，证实算法的有效性和可行性。