基于多源数据的城市路网交通能耗和排放模型与算法的开题报告.docx

基于多源数据的城市路网交通能耗和排放模型与算法的开题报告
一、选题背景及研究意义
随着城市化进程的加速以及汽车保有量的增加，城市交通拥堵和交通排放问题成为亟待解决的环境与社会问题。为保障城市生态可持续发展，需要建立有效的交通规划和管理体系，降低城市交通能耗和排放。
城市路网交通能耗和排放是城市交通规划和管理工作的重要内容。传统的交通能耗和排放模型采用静态的、基于常规模式的方法来估算交通能耗和排放情况，忽视了城市交通的动态性和实际情况。基于多源数据的交通能耗和排放模型及算法可以更精确地估算城市交通能耗和排放，并进行交通规划与管理。
因此，本文旨在建立基于多源数据的城市路网交通能耗和排放模型，对城市交通拥堵与排放进行深入分析，并提出有效的交通规划和管理策略，以促进城市交通的可持续发展。
二、研究内容及技术路线
本文的主要研究内容包括以下几个方面：
1.城市路网建模：利用图论方法建立城市路网模型，并从多个角度分析交通网络中的关键节点和瓶颈路段。
2.数据采集与处理：利用交通卡口、GPS轨迹等多源数据采集城市交通流量、速度等信息，并进行有效的数据处理。
3.交通能耗和排放估算：基于能量消耗公式和道路排放因子，从不同角度估算城市交通的能耗和排放水平。
4.交通拥堵与排放分析：利用交通流量、速度数据等多个参数综合分析城市交通拥堵与排放状况。
5.交通规划与管理：通过建立交通规划和管理策略，对城市交通系统进行优化和调整，以降低交通能耗和排放。
技术路线：
1.简单路网模型的搭建。
2.开发数据采集程序和数据处理程序。
3.基于能量消耗公式和道路排放因子开发交通能耗和排放估算程序。
4.利用多源数据进行交通拥堵与排放分析。
5.提出有效的交通规划和管理策略。
三、预期成果与创新点
1.基于多源数据的城市交通能耗和排放模型：本文将利用多源数据建立城市交通能耗和排放模型，并从不同角度估算城市交通的能耗和排放水平。与传统方法相比具有更高的精度和可靠性。
2.交通拥堵与排放分析：本文将对城市交通拥堵与排放情况进行综合分析，揭示其复杂性和动态性，为交通规划和管理提供科学依据。
3.交通规划与管理策略：本文将提出基于数据驱动的有效的交通规划和管理策略，以促进城市交通的可持续发展。
四、研究难点
1.数据采集和处理方法：有关多源数据的采集和处理方法，需要对各类数据进行分析和处理，使其完整、准确，并具有可操作性。
2.能量消耗公式和排放因子：不同型号车辆的能量消耗情况和排放因子可能不一致，同时，多种不确定因素对能量消耗和排放造成影响，因此建立精确有效的能量消耗公式和道路排放因子是一个具有挑战性的问题。
3.交通规划与管理策略：根据城市交通拥堵和排放情况，开展预测分析，并结合政策和资源限制，制定科学、可行的交通规划和管理策略，需要充分考虑多方面的因素。
五、进度安排
1.第一年：完成城市路网建模和数据采集与处理方法的开发；完成交通能耗和排放估算方法的建立；开展交通拥堵与排放分析工作。
2.第二年：完成交通规划与管理策略的研究；验证交通规划和管理策略的可行性和有效性；撰写学位论文，并进行答辩。
六、参考文献
1.GuoF,YangX,WangY.UrbanTrafficCongestionandEmissionModel:AReview.JournalofSustainableDevelopment,2017,10(1):56-64.
2.ZhangY,GuoX,LuoY,etal.AGIS-BasedMethodtoEstimateEnergyConsumptionandCO2EmissionsofCityPassengerTransportSystems.Energies,2018,11(7):1814.
3.WangL,ShenQ,LiJ.DynamicTrafficModeling,SimulationandControlBasedonMulti-AgentSystem.InternationalJournalofControl,AutomationandSystems,2016,14(5):1211-1219.
4.YuY,WangC,LiuY,etal.AMulti-ObjectiveOptimizationModelforTechnologicalInnovationandLowCarbonDevelopmentwithanApplicationtoChina'sSteelIndustry.Sustainability,2019,11(15):4248.