15、城市交通与应急物资转运模型研究

城市交通与应急物资转运模型研究

城市出租车网络元胞自动机数学模型

在城市交通预测中，我们需要对模型参数进行估计和优化，以提高预测的准确性。

从历史数据估计模型参数

对于每个网格和四个方向，我们从历史数据生成散点图。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）的中心确定基本图的形状，进而根据该图推导出模型参数 (V_f)、(V_s)、(N_c)、(N_m)。从热力图可以看出，斜向道路的估计速度往往比水平和垂直道路大，这是由于网格道路系统的锯齿状表示。

出租车在预定路线上行驶时，其位置 (l_j) 按照以下公式更新：
(l_j(t + dt) = l_j(t) + V_j(t)dt)
其中 (dt) 为模拟时间步长（这里选择为一分钟），(V_j(t)) 为出租车速度，由下式确定：
(V_j(t) = \lambda V_{current} + (1 - \lambda) V_{next} + \eta)
(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) 控制前瞻效应，(\eta) 是随机噪声。当出租车到达目的地后，将其从系统中移除。

参数调整

直接从数据中学习到的每个网格的参数 (V_f)、(V_s)、(N_c)、(N_m) 为模型提供了一个良好的起点，但在拟合过程中可能存在误差，并非最优。为了提高模型的准确性，我们需要对参数进行微调，具体步骤如下：
1. 定义 (V_{regular\ simulate}) 和 (V_{regular\ real}) 分