1、實時、準確、可靠地捕捉城市道路交通系統(tǒng)承載能力和交通需求，實現(xiàn)供需兩側動態(tài)平衡是城市道路交通管理的核心內(nèi)容，也是有效緩解交通擁堵的重要手段。就交通需求一側而言，既有研究在城市路網(wǎng)動態(tài)交通需求（即OD流量）估計方面仍存在無法充分利用多源檢測數(shù)據(jù)以及對網(wǎng)絡層級交通需求的分布與傳播缺乏充分考慮等諸多問題，導致以控制和誘導為導向的諸多交通管理技術仍難有效應用于大規(guī)模路網(wǎng)。鑒于此，本文利用易于檢測獲取的路段流量、交叉口轉向交通流量兩類交通流數(shù)據(jù)，

2、提出了一種考慮交通傳播特性的城市路網(wǎng)動態(tài)OD在線估計方法。論文的核心研究工作包括動態(tài)OD在線估計方法研究、動態(tài)交通分配建模、實例驗證與評估三個方面，具體內(nèi)容總結如下。
　　在動態(tài)OD在線估計方法研究過程中，本文沿用傳統(tǒng)OD結構分解思想，考慮OD流量自身所具有的結構性和隨機性特征，提出了基于時間序列分解技術的動態(tài)OD在線估計框架，將動態(tài)OD在線估計問題分解為動態(tài)結構OD離線估計和動態(tài)結構偏差OD在線估計兩個部分。首先，本文以可觀測路

3、段及交叉口轉向斷面結構流量為基礎輸入數(shù)據(jù)，通過Q-PARAMICS仿真軟件實現(xiàn)了對動態(tài)結構OD的離線估計。其次，針對既有相關研究在OD流量動態(tài)結構描述、狀態(tài)空間系統(tǒng)誤差統(tǒng)計特性以及狀態(tài)空間系統(tǒng)能觀性三個方面的不足，本文以可觀測路段及交叉口轉向斷面實時檢測流量與結構流量之間的偏差為觀測變量，構建了動態(tài)結構偏差OD在線估計狀態(tài)空間模型，并對上述三方面問題進行了改進。針對第一個問題，從真實OD流量無法獲取的普遍現(xiàn)實出發(fā)，提出了以可觀測路段及交

4、叉口轉向斷面歷史結構偏差流量的自相關性檢驗結果作為采用隨機游走過程描述不可觀測結構偏差OD流量動態(tài)結構的理論依據(jù);針對第二個問題，提出了以可觀測路段及交叉口轉向斷面結構偏差流量隨機游走過程誤差項的統(tǒng)計特性作為判斷狀態(tài)誤差統(tǒng)計特性的依據(jù)，在此基礎上設計了動態(tài)結構偏差OD狀態(tài)空間模型的自適應Kalman濾波估計算法;針對第三個問題，給出了動態(tài)OD結構偏差估計狀態(tài)空間系統(tǒng)能觀性代數(shù)判據(jù)的詳細推導過程，并應用于實例分析，從理論上確保了動態(tài)結構偏

5、差OD估計及其自適應Kalman濾波過程的收斂性。
　　動態(tài)交通分配建模在本文中的主要目的是輸出動態(tài)交通分配矩陣，為動態(tài)結構偏差OD狀態(tài)空間系統(tǒng)提供觀測矩陣。動態(tài)交通分配矩陣的估計過程被分解為離線路徑選擇率估計和在線路徑流量貢獻率估計兩個環(huán)節(jié)。在離線路徑選擇率估計方面，本文首先針對城市道路網(wǎng)絡阻抗估計需充分考慮交叉口轉向延誤的現(xiàn)實問題，提出了城市道路交叉口擴展方法及動態(tài)網(wǎng)絡拓撲結構提取方法;其次，在給出考慮交通傳播的離線路徑行程時

6、間估計方法基礎上，設計了適用于城市道路網(wǎng)絡的時變K最短路徑搜索算法;最后，結合目標研究路網(wǎng)特性提出了有效路徑約束條件，并考慮路徑重疊問題，選擇PS-Logit模型實現(xiàn)對路徑選擇率的離線估計。在路徑流量貢獻率估計方面，本文沿用傳統(tǒng)基于車輛包假設的估計方法，但是對傳統(tǒng)方法中車輛包始終保持恒定車頭時距的理想假設進行了改進，提出采用在線估計獲得的車輛包首尾車輛車頭時距代替恒定車頭時距。在本文中，車輛包首尾車輛的在線車頭時距即為首尾車輛在線行程時

7、間的差值。為了捕捉車輛包在路徑上的傳播過程，尤其是在信號控制交叉口處的“到達—離去”傳播特性，本文根據(jù)LWR理論提出了有限數(shù)據(jù)條件下基于虛擬車輛軌跡重構的個體車輛行程時間在線估計方法，為車輛包首尾車輛車頭時距在線估計提供了有效手段。
　　基于23個小區(qū)、31個交叉口和133個有向路段的真實路網(wǎng)，本文對所提出的動態(tài)OD估計方法進行了驗證與評估，包括動態(tài)交通分配矩陣詳細估計過程、基于能觀性代數(shù)秩分析的OD估計狀態(tài)空間系統(tǒng)確定及Kalm

8、an濾波收斂情況分析、OD估計性能以及交通分配準確性評估三個部分。在OD估計性能評估方面，濾波估計和一步預測準確性總體平均分別可達87％和80％。不同需求水平下的評估結果表明，大流量OD對的濾波估計和一步預測準確性顯著優(yōu)于中等流量和極小流量的OD對，大流量OD對濾波估計和一步預測的準確性分別高達95％和86％。不同擁堵水平下的評估結果表明，平峰時段的估計效果優(yōu)于高峰時段，其中平峰時段濾波估計和一步預測的準確性分別可達91％和85％，早、

9、晚高峰時段濾波估計和一步預測的準確性分別為80％和75％左右。與擴展狀態(tài)空間模型的比較結果表明，論文提出的方法具有更高的估計精度和計算效率。交通分配準確性評估方面，基于GEH指標的分析結果顯示，在整個評估時段內(nèi)84.75％的可觀測路段和交叉口轉向的GEH指標小于5;所有可觀測路段和交叉口轉向的GEH指標小于10;平峰時段的分配準確性顯著優(yōu)于早、晚高峰時段;不考慮處于估計過程收斂階段的早高峰時段，可認為流量分配的準確性較好?？傮w而言，實例