15、城市交通预测与应急物资转运模型研究

城市交通预测与应急物资转运模型研究

城市交通预测模型

在城市交通预测领域，我们采用了一种粗粒度的元胞自动机模型。该模型的构建基于对出租车历史数据的分析，旨在对城市交通状况进行合理预测。

模型参数估计

从历史数据中估计模型参数是构建模型的重要步骤。对于每个网格和四个方向，我们从历史数据生成一个散点图。图中展示了四个这样的散点图，其网格位置用红色圆圈标记，方向由箭头指示。散点图中的数据点对应十分钟平均占用率（x 值）和流量（y 值）。通过选择两组数据点（绿点和蓝点），其中心决定了基本图的形状。根据特定程序，我们可以从基本图中导出模型参数 (V_f)、(V_s)、(N_c)、(N_m)。右下角的热图显示了估计的 (V_f)。需要注意的是，由于网格道路系统中的锯齿状表示，斜向道路上的估计速度往往比水平和垂直道路上的速度大。

在模拟过程中，对于第 (j) 辆出租车在预定路线上的位置 (l_j)，在时间 (t) 时，(l_j = 0) 对应起点，每经过一个网格 (l_j) 增加 100 米。在每个时间步长，我们通过以下公式更新 (l_j)：
[l_j(t + dt) = l_j(t) + V_j(t)dt]
其中 (dt) 是模拟时间步长（我们选择 (dt) 为一分钟），(V_j(t)) 是出租车的速度。(V_j(t)) 由下式确定：
[V_j(t) = \lambda V_{current} + (1 - \lambda)V_{next} + \eta]
这里 (V_{current}) 和 (V_{next}) 分别是出租车当前所在网格和下一个网格的平均速度，(\lambda) 是控制前瞻效应的常数，(\eta) 是随机噪声