全文总字数：2023字
1. 研究目的与意义
研究目的：
梳理城市交通拥堵特性相关理论，分析新庄立交拥堵的时空分布特性以及交通动力学传播规律，通过从研究交通流的时空分布特性出发,找出交通拥堵产生和发展的内在规律,提出一套适合新庄立交的时空路网交通拥堵预测和疏导决策的理论和方法,提高城市交通系统的安全性和可靠性。
研究意义：
2. 国内外研究现状分析
国内研究现状：黄艳国对城市道路交通拥堵进行定性和定量分析，分析交通拥堵的时间和空间分布特性，揭示城市道路交通拥堵产生的机理【4】。李树彬建立了中观交通流模型，分析交通拥堵在复杂网路上的传播特性，并详细分析了不同的网络拓扑结构对交通拥堵的形成、诱导、传播的影响【5】。吴建军指出，交通流在分布形式上存在时间相关性，当车流密度在某一较小范围内时，交通流时间序列具有长程相关性【6】。交通流还存在空间互相关性，在赵婷婷等人的研究中，交通流的空间互相关性在一定空间范围内随着路段间距的增大而衰减【7】。基于交通流的时间与空间特性，国内学者提出了多种交通流预测理论方法，如董春娇，邵春福等构建了自由流状态下快速路网短时交通流预测模型，可满足网络条件下宏观交通流实时诱导的需要【8】。任其亮根据图论和网络流的基本原理，考虑预测路段与周围路段及交叉口交通流密切相关，基于卡尔曼滤波理论建立了短时交通流预测多点模型【2】。邱世崇等人分析了城市道路交通流时间特性及不同统计时长交通流数据的动力学特性，得出短时交通流预测具有可行性在分析城市道路交通流时空特性的基础上，提出了基于时空数据的短时交通流预测方法【9】【10】。
国外研究现状：1981年，Michalopoulos建立了交叉口排队长度预测模型，该模型是在交通波理论的基础上建立，通过分析排队长度的动态变化过程，进一步说明了运用交通波理论解释交通拥堵形成过程的有效性，此外，一部分学者认为，交通瓶颈是形成交通拥堵的主要原因【11】。Wright等认为交通瓶颈是交通拥堵产生的根源，并将交通瓶颈划分为暂时的路障、通行能力不足以及特定地区需求的大幅波动等３类【12】。Ni 与 Leonard研究了不同形式的道路交通流汇合所产生的瓶颈，并分析了瓶颈处的交通流动态特性。Newell对高速公路的入口、出口以及收费站等瓶颈处的排队现象进行了研究，并建立了相应的排队模型。Newell进一步分析瓶颈的动态特性，对移动的瓶颈进行建模分析，阐述交通拥堵的传播特性【13】。
参考文献见附件文献综述。3. 研究的基本内容与计划
1.总结现有城市交通拥堵特性的含义、分类以及其他相关理论,了解新庄立交交通设施布置、道路运行环境情况,并对相关资料进行摘录与整理，总结出这方面的总体现状。 2.实地调查新庄立交。 （1）通过实地调查，明确新庄立交各进口道、匝道具体分布，并在调查纸上标记出各地点的位置，方便查看各地点之间的联系。 （2）运用仪器与人工调查法对新庄立交现状拥堵情况进行实地调查，记录好相关数据，从而分析拥堵时间、拥堵地点、拥堵类型、拥堵程度，并初步了解拥堵的产生原因。 （3）交通流特性调查：交通流参数主要有交通流量、速度、饱和度、占有率、排队长度、延误、二次停车率、行程时间，通过实地调查对相关参数进行记录和分析。 （4）时间与空间特性调查：从交通信息系统收集拥堵发生的路段信息，分析交通流信息在时间和时间上的分布，例如不同时段交通流的状态、新庄立交拥堵与相邻交叉路口拥堵之间持续的分布状态比较。 3.对之前的各项数据进行整理，分析出新庄立交交通流的现状问题，再根据设计目标，拟定出多项优化方案。 4.与导师讨论，并综合各方建议，不断改善方案，明确最终方案。 具体时间安排： 第一到二周，根据导师下发任务书，完成开题报告，并完成文献综述。 第三到四周，完成资料收集和论文大纲，完成毕业论文的开头部分。 第五到六周，现场调查新庄立交拥堵的时空分布特性以及交通设施布置情况，整理相关资料。 第七到九周，数据处理、分析以及优化方案的初步设计。 第十周，明确最终优化方案,根据论文初步完成PPT。 第十周后，根据指导老师意见进一步完成论文，并对PPT做出相应修改，完善论文所需程序，准备答辩事宜。 |
4. 研究创新点
本论文在研究、借鉴大量的文献和资料的基础上，通过对国内外交通拥堵时空特性的分析，同时在实地调查的基础上，科学地分析新庄立交的交通拥堵时空特性，并根据特性为新庄立交选择出具有针对性的交通需求预测方法，为进一步缓解新庄立交拥堵提出建议。
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