Beta
283020

ORIGINDESTINATIONMATRIXESTIMATIONBASEDONTRAFFICCOUNTSUSINGFMINCON FUNCTION IN MATLAB

Article

Last updated: 03 Jan 2025

Subjects

-

Tags

Civil engineering

Abstract

Most methods of traffic planning study require origin-destination (OD) matrices, which describe the trip demands between the origin and destination nodes in the network. This work is about the OD matrix estimation problem, which means estimating OD matrices from observed link flows. This study aims to provide an easy-to-use and cost-effective alternative software that researchers and planners in developing countries can access without restriction. The Fminconfunction in Matlab software was used to create specialized code for estimating the OD matrix in congested networks using three different optimization approachesat the upper level: Generalized least square (GLS), Ordinary least square (OLS), and Maximum Entropy (ME)aggregated with user equilibrium assignment in the lower level. To test the performance of the provided models, a corridor hypothetical network was created, and two cases of reliability factors were suggested, followed by a detailed statistical analysis. The three proposed approaches produce adequate results, the improvement rate in error between observed and estimated traffic counts in the two cases was (52.11% and 52.01%) according to ME approach, (75.39% and 75.53%) according to OLS approach, and (75.56% and 75.53%) according to GLS approach. Also, to guarantee performance, the results were compared to PTV Visum'sTFlow fuzzy (TFF) and least square (LS) results. The results show that both the GLS and OLS methods can produce extremely accurate results, with the mean absolute error value approximating the results of the LS method by at least 98%, and the error rateis reduced by approximately 11% over the TFF method.   تتطلب معظم طرق د ارسة تخطيط حركة المرور مصفوفات المصدر – الهدف ) م ه( والتي تمثل الطلب على الرحالت بين نقاط المصدر و الهدف في الشبكة. يناقش هذا العمل مشكلة تقدير مصفوفة ) م ه (، مما يعني تقدير مصفوفات ) م ه ( باستخدام اقتصاديا بحيث ً التدفقات المرورية المرصودة على الروابط. تهدف هذه الد ارسة إلى توفير برنامج بديل سهل االستخدام و مجد يمكن للباحثين و المخططين في الدول النامية استخدامه دون قيود. تم استخدام اقت ارن Fmincon في برمجية الماتالب النشاء كود متخصص لتقدير مصفوفة ) م ه ( في الشبكات المزدحمة باستخدام ثالثة أساليب تحسين مختلفة في ال مستوى العلوي: المربعات الصغرى المعممة (GLS ، (المربعات الصغرى العادية (OLS ، (الحد األقصى لالنتروبيا (ME (مقرونة بطريقة االتزان في توزيع الرحالت في المستوى السفلي. الختبار أداء النماذج المقترحة ، تم إنشاء شبكة ممر افتراضية ، وتم اقتراح حالتين من عوامل الموثوقية ، يليها تحليل إحصائي مفصل. وأسفرت الطرق الثالثة المقترحة عن نتائج مرضية، حيث بلغ معدل التحسن في الخطأ بين تعدادات المرور المرصودة والمقدرة في الحالتين )11.52 ٪و01.52 )٪وفقا لطريقة ME ،و)39.75 ٪ و53.75 )٪وفقا لطريقة OLS ،و)56.75 ٪و53.75 )٪وفقا لطريقة GLS .أيضا ، لضمان األداء ، تمت مقارنة النتائج بنتائج طريقتي )TFF )والمربعات الصغرى )LS )المستخدمتين في برمجية Visum PTV .وقد أظهرت النتائج أن كال من طريقتي GLS و OLS يمكن أن تسفر عن نتائج دقيقة للغاية ، حيث يقارب متوسط قيمة الخطأ المطلق نتائج طريقة LS بنسبة 98 ٪ على األقل ، ويتم تقليل معدل الخطأ بنسبة 11 ٪تقريبا مقارنة بطريقة TFF..

DOI

10.21608/auej.2023.283020

Keywords

OD matrix, Bi-level optimization, Fminconfunction, Traffic counts, Equilibrium trip assignment. مصفوفة المصدر الهدف ، التحسين ثنائي المستوى ، اقتران Fmincon ، تعدادات المرور، الاتزان في تخصيص الرحلات

Authors

First Name

Georgette

Last Name

Syffen

MiddleName

-

Affiliation

Civil Engineering Department, Faculty of Engineering at Shoubra, Benha University, Cairo, Egypt.

Email

jorget.lamey18@feng.bu.edu.eg

City

-

Orcid

-

First Name

Ahmed

Last Name

Khalil

MiddleName

-

Affiliation

Civil Engineering Department, Faculty of Engineering at Shoubra, Benha University, Cairo, Egypt.

Email

-

City

-

Orcid

-

First Name

Ibrahim

Last Name

Ramadan

MiddleName

-

Affiliation

Civil Engineering Department, Faculty of Engineering at Shoubra, Benha University, Cairo, Egypt.

Email

ibrahim.ramadan@feng.bu.edu.eg

City

-

Orcid

-

Volume

18

Article Issue

66

Related Issue

39269

Issue Date

2023-01-01

Receive Date

2022-10-17

Publish Date

2023-01-01

Page Start

57

Page End

73

Print ISSN

1687-8418

Online ISSN

3009-7622

Link

https://jaes.journals.ekb.eg/article_283020.html

Detail API

https://jaes.journals.ekb.eg/service?article_code=283020

Order

4

Type

Original Article

Type Code

706

Publication Type

Journal

Publication Title

Journal of Al-Azhar University Engineering Sector

Publication Link

https://jaes.journals.ekb.eg/

MainTitle

ORIGINDESTINATIONMATRIXESTIMATIONBASEDONTRAFFICCOUNTSUSINGFMINCON FUNCTION IN MATLAB

Details

Type

Article

Created At

24 Dec 2024