基于出行目的的模拟电子云出行分布模型参数标定

基于出行目的的模拟电子云出行分布模型参数标定作者：梁春岩，曲昭伟，王殿海作者单位：吉林大学交通学院长春130025相似文献(10条)1.学位论文梁春岩基于电子能量的出行分布模型研究2004本论文是依托国家自然科学基金项目“居民重组和出行分布中的复杂问题及模型研究”和吉林省杰出青年基金资助项目“宏观交通流理论研究”完成的。全文共分为五章，第二章和第四章是本文的重点，其中第四章是本文的核心部分。第一章介绍了本论文的研究背景、研究意义、研究内容及研究方法。自改革开放以来，我国逐渐由计划经济体制向市场经济体制转变，在这个转变过程中，我国的经济体制、人事制度、土地使用制度以及住房制度等均发生了较大的变化。市场经济制度的不断深入，使得各种商品、技术、信息、人才等都在逐渐走向市场，当然包括人们所关心的住房，进而打破了我国原有的与计划经济体制相匹配的职工宿舍住宅区，使商品房住宅区占据了主导地位。在由职工宿舍住宅区向商品房住宅区转变的过程中，两种住房制度并存，出现了一个特殊现象—居民重组。居民重组将打破原有的居住区居民结构和城市交通平衡系统，将导致居住小区间的明显差异性，从而影响城市的可持续发展。研究居民重组规律，并找出适合这种规律的定量数学模型，就成了我们亟待解决的课题。通过研究居民的重组规律，建立在居民重组过程中的居民出行分布模型具有很深远的现实意义。其研究成果可以指导我们进行城市土地利用规划、居住区和就业区的建设以及城市交通规划等，对城市的外延扩大与城市“郊区化”现象的研究也可以提供一定的理论依据。第二章分析了房改后的居民出行分布特征和居民的重组规律及其对交通影响。本章从住房制度改革入手，以住房制度改革的进程为主线，探讨住房制度改革发展到不同阶段对居民出行分布的影响情况，它是一个由量变到质变的过程，即只有当房改进行到一定程度的时候，对居民出行分布才会有一个质的影响。为了找到新的住房模式下的居民出行分布特征，本文应用长春市三个商品房住宅区居民的出行情况实际调查数据，从出行时间、出行距离和出行方式的角度分析了商品房住宅模式下的居民出行分布特征。通过与职工宿舍住宅区模式下居民的出行分布规律进行对比，我们发现居民的出行距离和出行时间都有所增加，出行方式多样化，居民趋向于选择速度较快的出行方式，但是除了步行方式以外，基于不同出行方式的居民出行时间分布变化并不大，这说明不管采用什么样的出行方式，居民都有一个可以接受的时间极限值，这对研究居民的出行分布规律很重要。而基于不同出行方式居民的出行距离分布并没有明显的规律可循，所以作者以居民出行的时间距离为研究对象。通过对居民出行分布变化的研究可以揭示居民重组规律，并从中找到居民重组对交通所产生的影响。第三章是本文的理论基础部分，本章就所应用到的量子力学中相关的电子能量和能级跃迁理论作了详细地阐述。玻尔为解决原子结构问题上实验与经典理论的矛盾，于1913年提出了两条量子假设。由波尔的原子定态假设我们知道电子的能量是不连续的存在的，即是量子化的；而波尔频率条件告诉我们电子当从一个能量为En的定态跃迁到另一个能量为Ek的定态，它辐射或吸收单|E-E|色辐射的频率γkn与电子能量的变化量成正比关系，即γkn=|Ek-En|/h，比例系数h为布朗克常数。在此基础上，重点论证了电子能量，它是由动能和势能两部分组成，以氢原子为例，找到了电子能量与电子轨道半径之间的关系，用此来描述居民个人收入与出行距离之间的关系。另外，引入电子云描述核外电子径向几率密度，通过电子云立体剖面图所得到了电子云平面投影示意图，我们可以看到，与基于出行时间的居民出行分布情况非常相似，作者即以此为切入点进行研究。能级跃迁理论表述的是两个变化量之间的关系，即能量变化与吸收或发射单色辐射频率之间的关系，以此为理论基础研究城市总体经济水平与居民出行距离变化量之间的关系。第四章是本文的核心。通过前面对商品房住房模式下的居民出行分布规律的研究以及相关理论基础的描述，建立了基于电子能量的模拟电子云居民出行分布模型。在建立模型过程中，将居民比作核外电子，居民的收入比作电子的能量，居民的出行距离比作电子距原子核的距离。首先从电子能量与半径的关系入手，推导出了居民收入与出行距离(这里用时间距离)之间的函数关系，并通过美国NPTS实际数据的验证。从实际调查数据中找到了居民出行分布规律，利用与氢原子核外电子绕核运动所形成电子云的平面投影示意图的相似性，作者从总体和不同出行目的(上学、上班和弹性出行)角度分别对模型进行了验证，结果全部通过了检验，证明模型可靠。在可靠的理论基础上，笔者按照不同的出行目的对模拟电子云模型中的唯一待定系数进行了标定，建立了基于出行目的的模拟电子云居民出行分布模型，并通过了实际数据的验证，这也进一步证明了模拟电子云模型即具有可靠的理论基础又具有应用面广、使用灵活、参数容易标定等特点。本章的另外一部分研究内容是基于能级跃迁理论的居民出行分布研究。主要探讨的是居民收入(以人均国内生产总值表征)变化量与居民出行距离(以建成区半径来表征)变化量之间的关系，这里我们假设建成区面积是以某一点为中心而均匀分布的，所以将建成区面积转换成建成区半径以后来表征居民的出行距离。通过长春市和常州市实际数据的拟合验证，得到了居民收入增量与出行距离增量之间是线性关系，并得到了相应的数学模型。第五章是全文的总结，即对论文完成过程中所作的工作进行了总结，又提出了在工作中还要继续进行研究的内容和方向。2.学位论文姚荣涵基于最大信息熵的居民出行分布模型研究2004本学位论文依托国家自然科学基金资助项目“居民重组与出行分布中的复杂问题及其模型研究”、吉林省杰出青年基金资助项目“宏观交通流理论研究”和高等学校骨干教师资助计划项目“居民重组与出行分布理论及模型研究”而完成。本论文主要研究基于最大信息熵原理的居民出行分布模型及其参数标定和数据验证。全文共分五章，第二、三、四章是论文的研究重点，其中第四章是论文的核心部分。众所周知，改革开放进程的加快使我国逐渐由计划经济体制向市场经济体制转变，在这个转变过程中，我国的经济体制、劳动分配制度、土地利用制度以及住房制度均发生了较大变化。住房制度改革使得原来缚于职工宿舍住宅区上的约束力解除，从而使住房格局形成统一的商品房体系。一部分原来居住在职工宿舍住宅区的居民受到影响，必然要重新选择住宅，从而导致城市居民的重新组合与分布。在我国城市快速发展变化的今天，城市交通规划就更不能脱离城市的经济活动，尤其是被城市政府当局作为经济增长点的房地产业。由于城市的出行生成、出行分布、出行方式及出行分配都必将随着城市房改政策的变化而变化，这要求在交通规划过程中有科学的理论体系作依据，对上述变化进行预测，从而使规划满足未来的交通出行需求。合理有效地预测城市居民出行分布规律对城市土地利用规划、城市交通规划、城市总体布局规划等都具有重要意义和参考价值。目前国内外在预测居民出行分布时普遍采用的模型主要有增长系数模型、重力模型、介入机会模型等。增长系数模型的理论基础是假定观测到的出行的全部或部分都有一致的增长率，并且出行分布模式现在和将来变化不大。这种方法比较简单，容易理解，需要完整的基年出行矩阵，对基年出行矩阵精度的依赖性较大，最严重的缺陷是没有考虑网络中与广义费用有关的诸多影响出行分布的属性。因而，仅仅适用于规划区域交通情况变化较小的短期规划或粗略的出行分布预测。重力模型源于牛顿万有引力定律，假定出行生成和吸引行为受到外部因素的影响，主要用来研究当网络中出现比较大的变化时未来年的出行预测。其优点源于引入了阻抗函数，考虑的因素较增长系数法更为全面，对交通阻抗参数的变化能敏感地反应，预测的出行分布更为精确，而且在没有完整的现状OD调查资料时也能使用。其缺点在于当交通阻抗趋近于零时，出行分布量会趋近于无穷大，因此不适合计算短距离的出行分布。介入机会模型在建模根据上较重力模型强，其令人耳目一新的地方在于它的出发点：将距离作为一个普通变量，而不是核心变量，一直很明确地考虑从起点出发后介入出行目的地的机会。但由于其理论基础不很著名，难于理解，实际中很难获得从起点开始按终点距离由远到近排列的矩阵，且缺少必要的软件支持等原因，实际中较少被采用。最大熵方法是产生模型的一种好方法，不过，现有的研究主要局限于证明重力模型的产生或标定其参数。为研究新的居民出行分布模型，论文先以长春市调查数据为例，研究不同影响因素下居民出行分布规律。影响居民出行分布的因素主要有：出行方式、出行目的、职别、出行次数/天以及出行日数/周等。对比分析大量的出行分布曲线发现其曲线形式基本符合两种类型，即递减型和先增后减型。进一步认识到这两类分布曲线可以通过合理划分区间来达到统一。重点对出行方式的分布曲线作了比较，某种出行方式的速度与其平均出行距离之间有直接相关性，因而，平均出行距离可以与出行方式之间形成一一对应关系。这部分工作将为后续构造理论模型奠定统计基础。以往研究成果表明，最大熵方法是新的理论工作的基础，本论文因此从一个新的视角来探讨该方法在居民出行分布中的应用。为此首先介绍协同学理论中熵、信息、信息熵的概念及最大信息熵原理。然后根据最大信息熵原理并结合数理统计建立了基于原点矩典型特征量的居民出行分布模型，用调查数据检验了模型，并详细探讨了最高阶原点矩之阶数，得到了一些规律。由于交通规划中方式选择与出行分布密不可分，受构造出行分布熵模型的启发，进一步建立了基于出行距离或时间两种方式选择熵模型，用实例对模型进行了说明。为评价不同模型对同一问题的描述优劣，从熵原理本身出发，得到了可以确定系统分布的熵方法，运用调查数据对此进行了验证。结果表明，该方法可以简单有效地区分模型好坏，具有实际可操作性，为模型比较提供了理论依据与实际标准。论文在以下方面有一定创新：(1)建立了出行分布的熵模型，充实了出行分布模型体系，证明了最大熵方法产生模型的优势；(2)建立了出行方式选择的熵模型；(3)提出了区分模型优劣的熵方法。本论文的研究成果在如下几方面具有应用价值：(1)建立的熵模型可以预测某一研究中心周围居民的分布状态，从而把握出行分布的宏观规律，对服务于城市居民的各种就业、上学、购物、娱乐等场所的选址决策提供正确可靠的理论依据；(2)居民出行调查在实施或数据处理时，必须把出行距离或时间划分为适当的区间，通过统计分析仅仅能够得到特定距离上的出行概率，而熵模型根据数学函数可以将离散问题转变为连续问题，从而能够得到任意距离上的出行概率；(3)熵方法是比较模型优劣的方法，该方法简单有效，可操作性强，同时可以通过理论熵值与实际熵值的相对误差来说明模型对实际问题描述的精度。3.学位论文邹志云城市公交规划模型及应用研究2000城市公共交通规划模型是城市公共交通规划科学性、合理性的基本保证.该文从模型的建立、标定、求解及其假设条件等方面研究了城市公共交通规划模型,建立了出行生成模型、出行分布模型、方式划分模型、客流分配模型、线网优化模型、公交配车模型及公交运行状况诊断模型等适用于城市公共交通规划的数学模型,为城市公共交通规划的科学性、合理性提供了定量化的手段.最后,在分析湛江市居民出行特征的基础上,以其公共交通规划为例说明了上述模型的合理性和可操作性.4.学位论文华晓烨基于TransCAD的城市交通需求空间分析2009近三十年来，中国经济始终处于飞速发展之中，改革开放的成果日益显著。随着中国城市化进程脚步的不断加快，中国的交通也经历着日新月异的发展过程。然而，在中国交通事业蓬勃发展的同时，各种各样的交通问题相继出现在人们面前，而各种交通问题的根源，在于交通设施供给的建设无法满足交通需求的飞速发展。如何科学地、合理地进行交通规划，解决愈演愈烈的交通问题，为中国的交通事业谋求可持续发展之路，成为了当代中国交通规划者们的重要使命。br　　科学合理的交通规划，应以科学合理的理论和实现方法为基础。在交通量预测领域，TransCAD作为一款先进的交通规划软件，为交通规划者提供了分析预测的良好平台。TransCAD结合了GIS系统，具有集成各种