高速公路交通事件自动检测算法

为解决目前我国高速公路交通检测器布设数量严重不足所导致的交通事件检测效果不佳的问题,在分析了收费数据特征的基础上,设计了一种基于收费数据的交通事件自动检测算法.该算法以标准偏差法为基础,首先为了减少因交通波动引发的误警,提出了一种基于滚动时间序列的交通参数合成方法;在此基础上,为了减少因常发性交通拥挤引发的误警,提出了一种综合考虑交通参数数据横向时间序列和交通参数数据纵向时间序列的改进方案;进而,为了减少因算法自身的检测逻辑引发的误警,提出了一种基于数据分析时间窗口内的交通参数标准差以及当前采样间隔交通参数相对于其以前平均值改变程度的改进方案.采用我国浙江省沪杭甬高速公路的实测收费数据进行验证和对比分析的结果表明,在相同的误警水平下,本文算法的检测率明显优于标准偏差法,平均检测时间与标准偏差法基本持平,且本文算法具有良好的鲁棒性.     

基于Mixed logit模型的拥挤收费下交通方式分担率预测

分析了传统非集计模型存在的缺陷,提出利用mixed logit模型研究拥挤收费下交通方式分担率变化的思路。结合实际居民出行数据建立了基于mixed logit的交通方式选择模型,利用SAS软件进行蒙特卡罗模拟计算,标定了模型并进行了仿真分析。经验证,所建模型具有较高的命中率和可用性。加入拥挤收费影响因素进行敏感性分析,可得出不同拥挤收费费率下的交通方式分担率。应用该模型能为拥挤收费下的出行行为分析和交通影响研究以及其他交通需求管理政策的评价提供了方法。     

不确定网络中基于鲁棒用户均衡的交通拥挤收费模型

交通网络拥挤收费通过在路段上收取一定的通行费用,调节道路网络中的交通流量分布,使流量从拥挤路段转移到畅通路段,达到缓解交通拥挤的目的.由于用户出行模式选择、节假日或者天气状况等因素的影响,交通网络拥挤收费问题具有不确定性.这些不确定因素影响着交通网络拥挤收费问题,因此有必要研究交通网络拥挤收费问题中的不确定因素.同时考虑交通网络拥挤收费问题中路段费用和O-D需求2种不确定因素,利用鲁棒优化方法建立了基于情景的鲁棒交通拥挤双层规划模型,然后将双层规划模型转化为带均衡约束的数学规划问题,利用松弛算法求解,得到了鲁棒均衡路段流.数值算例表明,求解鲁棒交通拥挤收费模型得到的鲁棒均衡路段流量对不确定因素的扰动具有鲁棒性.     

基于Fuzzy-PCA的城市区域交通拥挤评价方法

城市区域路网交通状态分析是实施区域交通管理和交通诱导的基础。为实现对区域路网拥挤状况的有效刻画,提出了一种基于主成分分析和模糊综合评价相结合的定量评价方法。以路段平均行程时间为描述交通拥挤的参数,将路网中所包含的各个路段作为影响因素,利用主成分分析法确立了各个路段对区域拥挤的影响权重;运用模糊综合评价法对区域路网拥挤状况进行了评估。在济南市实际路网结构下,通过VISSIM交通仿真软件和SPSS数据统计分析软件对算法进行了实例验证。结果表明,该算法能够客观、有效地刻画城市区域道路的交通拥挤状况。     

多源非平衡交通检测数据的异常识别方法

为保证交通检测数据的准确性并服务于实时的交通状态判别和预测,交通大数据采用多种检测源数据协同处理并利用机器学习的方法进行异常识别.异常检测数据的识别主要基于机器学习中AdaBoost方法实现.在算法的训练过程中,为消除单一检测源数据的离群现象,训练数据选取同一路段上多种检测源提供的数据集.在算法的决策过程中,通过代价敏感方法的优势来改进AdaBoost的决策.实验结果表明:基于非均衡特性改进的AdaBoost模型迫使分类器更加关注了待识别的异常样本,增强了AdaBoost决策过程中训练决策树规则的代表性,提高了异常类样本的分类准确率.高速公路实例检测数据集验证了改进算法与相关经典算法的检测准确度、误检率、误警率等指标,其中改进模型与原模型相比,准确率提高了5.547%,误检率减低了6.792%.多种算法的ROC曲线对比表明改进的AdaBoost方法筛选交通检测样本的可靠度更高,可有效调整由非平衡数据导致的分类误差.     

基于极值分布的常态下高速公路行程时间可靠性模型

为了利用参考模型表征路段行程时间分布,运用海量高速公路收费数据,分析了路段行程时间概率分布特征,通过极值分布、对数正态分布、正态分布和威伯尔分布对路段行程时间的概率密度函数进行曲线拟合.建立了基于极值分布的路段行程时间可靠性模型和模型参数估计方法,考虑了车型速度差和出行者易于理解的因素,提出了一种高速公路可靠性指标阈值的计算方法.选取最大概率行程时间、平均延误时间和行程时间可靠性为评价指标,对陕西省高速公路网中某一路段24 h出发车辆的行程时间进行实例评价.结果表明:极值分布的误差平方和(SSE)最小,拟合优度(R2)最接近于1,利用极值分布表征路段行程时间分布效果最佳.     

冰雪天气下的区域交通状态实时判别

在研究现有常态天气下交通状态判别的基础上,充分考虑冰雪灾害对道路通行能力的影响,提出了适用于冰雪天气条件下的路段和交叉口的交通状态判别方法。同时考虑道路的等级、路段的通行能力以及路段长度等因素,确定了路段和交叉口的交通状态权重,实现了区域交通状态实时判别。最后利用TransModeler微观仿真软件对本文方法进行了验证。结果表明:该方法判别准确度较高、判别时间较短,为冰雪条件下交通状态研究提供了新的思路。     

基于实际速度运行特征的山区高速公路交通安全性分析

为定量评价山区高速公路的交通安全状况,对云南省老营至澜沧江山区高速公路进行实测数据观测,开展交通安全评价研究.基于速度以及速度离散性对交通安全的影响,分析其与交通事故之间的内在关系;利用平曲线特征将评价路段分为若干断面,基于实际速度运行特征提出了观测速度特征统计分析方法;将统计数据结合道路线形条件评价路段交通安全水平并提出相应的交通安全改善措施.研究结果表明:基于实际速度运行特征的山区高速公路交通安全性分析方法与采用新型数据采集手段得到的车速数据形成优势互补.研究提供了一种面向实测数据的评价思路,提倡速度限制以及利用速度数据来调整道路交通安全状况与减少交通事故,可为山区高速公路交通安全性分析提供参考.     

城市交通拥挤收费的双面性分析

随着社会经济的快速发展,私家车拥有量的增加,城市交通拥挤问题日益严重。交通拥挤收费是交通需求管理的一种有效经济手段,对拥挤道路收费可以使交通拥挤所产生的外部成本内部化,达到优化交通资源配置的作用。通过分析交通拥挤收费的经济学原理、交通拥挤收费的优点以及它存在的一系列问题,得出了交通拥挤收费是一把双刃剑,并提出了对我国实施交通拥挤收费的启示。     

基于信息协同的子区交通状态加权计算与判别方法

基于行程时间和路段长度信息给出了路段拥挤系数的概念,建立了子区交通状态矩阵,利用加权系数的方法计算整个协同子区的拥挤系数,进而对子区的交通状态进行判断。最后,利用VISSIM仿真软件建立路网对上述方法进行验证。试验表明,这种方法简单实用,可直接用于交通状态分析中,为协同策略的制定提供了背景环境方面的参考。     

Logit模型下的道路拥堵收费策略改善效果分析

为探讨拥堵收费策略的改善效果,从出行者的综合成本出发,构建适用于拥堵收费的路阻函数和Logit交通分配模型,探讨拥堵收费下交通出行在路网上的重新分配.并以南京市应天大街高架为例设置了拥堵收费虚拟方案,应用路阻函数和交通分配模型进行分析后得出拥堵收费在交通出行量分布、出行分担率、道路服务水平和行程速度上的改善效果.结果表明:拥堵收费能有效引导交通出行的重新分布,提高路网总体通行效率和服务水平,可以认为拥堵收费对交通的改善具有一定效果,但改善效果和拥堵收费费率不是线性正比关系,本次虚拟收费方案下收费费率为5元/次时可取得最佳改善效果.     

高速公路入口匝道控制器设计

为了缓解高速公路交通拥堵问题,对强非线性、随机性和不确定性高速公路数学模型进行分析,提出了一种利用模糊PID控制匝道的方法。该方法依据密度偏差及偏差变化实时修正匝道控制参数,调节进入高速公路的车辆数,从而使高速公路的主线车流密度处于理想状态。结果表明,该控制器较具有较好的动态性能,可以使高速公路交通流密度处于期望密度,提高道路使用效率。     

快速路入口匝道控制对交通系统的影响分析

快速路是城市交通系统的一个重要组成部分,随着交通量的不断增长,快速路交通拥挤现象屡见不鲜。入口匝道控制是缓解城市快速路交通拥挤最为有效的措施之一。本文阐述了快速路入口匝道控制的基本作用,指出了影响入口匝道调节率的主要因素,分别从入口匝道控制对快速路、地面道路和交通通道可能产生的影响进行全面的分析,并提出了相应的控制策略。     

交通流诱导与控制协同的双目标优化模型及准最优求解算法

提出了一种基于消散拥堵和系统总出行时间最小的双目标诱导控制协同优化模型,算法引入饱和度的概念,采用小步距微量调整信号配时、试算优化的方法,适当加载或卸载交通量,优化交叉口信号配时,使交通流在不断反馈与不断调整过程中达到最优。采用VISSIM建立模拟路网进行了协同算法试验,并对协同实施效果进行了评价,结果表明:在进行3次协同后拥堵基本消散,经过第4、5次协同能实现系统总行程时间尽可能小。     

基于运行效率的通行能力计算方法

在分析传统的快速路通行能力定义不足的基础上,定义了运行效率作为快速路的运行评价指标,并引入了基于运行效率最大化的快速路通行能力定义与计算方法. 新的通行能力定义不仅考虑了快速路的运输能力,更强调了其运输效率. 结合交通流理论模型和实测数据,从交通效率和交通发生中断概率2个方面对传统通行能力和基于运行效率的通行能力作了比较. 结果表明:新的通行能力定义比传统通行能力更合理.     

快速路网拥挤应对策略的宏观交通仿真评价

城市交通网络日趋严峻的拥挤对交通管理者提出了严峻考验,各大城市都纷纷研究应对拥挤的良策并评价其有效性.运用先进的宏观动态交通流仿真方法,对需求激增条件下城市快速路网交通运行情形进行仿真,刻画拥挤在路网中发生、传播和消散的过程,并对基于动态交通广播信息诱导的拥堵应对策略进行了仿真评价和效果模拟,结合一个"三起点-三终点"快速路网,给出了不控制和控制两种情形下的路段交通流状态(速度、流量等)时变轨迹图、路网全局交通状态视图等可视化仿真结果.仿真案例显示,宏观交通流仿真能够有效地用于诊断快速路拥堵原因、模拟各类先进交通控制策略的效果.研究成果旨在为交通管理部门设计和评价快速路网拥挤应对策略提供可借鉴思路和技术参考.     

快速路与地面道路连接区域交通控制方法

快速路与地面道路连接区域是城市交通问题最为严重的区域之一,传统的交叉口信号控制与入口匝道控制是相互独立的,本文在分析连接区域交通问题产生原因的基础上,综合考虑快速路和地面道路的交通状况,提出了交叉口与入口匝道信号控制思想.这种控制方法能有效地避免出入口匝道产生超长车辆排队的现象,防止连接区域交通拥堵的发生.     

基于控制系数的交通信号动态配时研究

为缓解城市路口处的交通拥挤状况,针对路口多相位交通流建立一种实时动态模型,提出一种基于控制系数的交通信号配时方法。用随机的交通流数据模拟路口各个车道上监测到的车辆数目,在以各个相位对应车道上的车辆数目按照比例分配相位时间的基础上,提出车辆资源竞争公平性问题,引入控制系数,以最大通行能力为路口模型控制性能指标,进行周期信号灯配时的仿真。仿真结果表明,此方法比定时控制方法提高了1.7%的通行率,对于路口的信号控制是行之有效的。     

基于比例积分观测器的城市快速路交通密度估计与拥堵识别

针对城市快速路网中只有部分路段检测器可用的情况,为了及时准确地估计整个路网中未布设检测器路段的交通密度并基于估计结果识别路段拥堵状况,提出了基于路网动态模型的比例积分观测器设计方法.首先,将元胞传输模型(cell transmission model,CTM)嵌入到动态图混杂自动机(dynamic graph hybrid automta,DGHA)框架中,对城市快速路网进行建模,并推导出了分段仿射线性系统(piecewise affine linear system,PWALS)模型;然后,基于该模型设计了切换类型的比例积分观测器,并采用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法求解观测器的比例增益和积分增益,从而实现对全路网密度的估计,因此,可以通过比较路段的估计密度是否大于其临界密度来识别拥堵的时间和位置;最后,分别以京通快速路和北京东三环快速路为例进行仿真实验,结果显示所提方法是可行的.     

快速路入口匝道连接段交通熵特性

针对以往研究中大多运用车辆当量换算方法来描述混合交通流的性能,无法取得良好效果的问题,采用基于车头时距的方法来计算车辆当量换算系数,并在此基础上,研究了城市快速路入口匝道连接段交通熵的特性以及交通量与车辆行驶平均速度、交通熵的非线性关系。研究结果可为城市快速路入口匝道连接段交通流特性分析、通行能力计算和服务水平分析提供参考。