【摘 要】
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城市道路运行车速是城市路网运行效益的重要体现,也是进行路网规划设计和运营管理的重要评价指标。本文旨在探究在道路条件和交通负荷影响下道路运行车速的预测方法,建立预测模型,为城市路网规划与管理提供支持。主要研究内容如下:（1）调查和分析了城市道路运行车速特性和影响因素。依托广州实际数据,统计城市道路和区域运行车速基本特性和时序变化规律;针对潜在影响因素,利用多因素方差分析探究交通条件和道路条件对运行车
【基金项目】
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国家自然科学基金项目面上项目《基于四维状态空间模型的城市路网空间时效性能研究》（项目批准号:52072129）；
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城市道路运行车速是城市路网运行效益的重要体现,也是进行路网规划设计和运营管理的重要评价指标。本文旨在探究在道路条件和交通负荷影响下道路运行车速的预测方法,建立预测模型,为城市路网规划与管理提供支持。主要研究内容如下:（1）调查和分析了城市道路运行车速特性和影响因素。依托广州实际数据,统计城市道路和区域运行车速基本特性和时序变化规律;针对潜在影响因素,利用多因素方差分析探究交通条件和道路条件对运行车速影响的显著程度,并深入分析与规划设计高度相关的道路条件因素对运行车速的影响。（2）调查和分析了交叉口车辆不同流向延误和影响因素。利用实测数据分析不同流向延误对运行车速的影响;设计实验并分析不同因素与左转和直行延误的关系和影响程度;分析右转机动车与行人产生冲突时的让行行为,并基于Logit模型建立右转车辆让行行为模型,对因让行产生的延误进行统计分析。（3）提出了考虑交叉口流向特征的城市道路运行车速估计模型。基于路段基本图,建立考虑交通负荷和道路条件影响的道路基本通行能力时间模型;通过实验分析经典延误模型的适用性,建立交叉口左转和直行延误模型;基于右转车辆让行行为模型,建立考虑右转车辆让行概率的延误模型;结合道路基本通行时间模型和交叉口各流向延误模型,建立考虑交叉口流向特征的城市道路运行车速估计模型。（4）提出了基于IPSO-BiLSTM的运行车速短期预测模型。使用改进粒子群算法优化BiLSTM模型的超参数,构建基于IPSO-BiLSTM的运行车速短期预测模型;应用广州市道路运行数据进行训练和测试,并与LSTM、GRU模型进行对比分析。结果表明,IPSO-BiLSTM模型具有较好的预测精度。（5）利用仿真实验,分析了本文所提出的两种模型预测精度和适用性。实验结果证明:IPSO-BiLSTM模型在交通流的短期预测上具有较好的预测性能,预测时序随机波动的能力佳;考虑交叉口流向特征的运行车速估计模型在估计车速的统计特征和变化趋势方面具有较好的效果,能够较好地反映出道路整体运行车速水平,特别适用于缺少基础运行车速数据的情况。
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