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.     

基于时空消耗理论的城市快速路长度计算方法

随着城市交通压力的不断增大,我国许多大中型城市都展开了快速路建设的热潮,针对城市快速路网长度的研究,基于供需平衡的原理,文章提出一种基于时空消耗法的快速路网长度计算方法,使快速路的时空总量等于快速路上所有车辆的时空总量,进而得到快速路长度计算模型,并应用到济南市快速路计算实例中。计算结果与济南市快速路实际规划里程相对一致,此方法可以作为确定城市快速路规划里程的计算依据。     

基于改进元胞传输模型的城市路网实际阻抗计算方法

为使元胞传输模型(CTM)适用于多节点、复杂交通情况的城市路网交通仿真,提高模型在实际道路阻抗估计方面的准确性,本文通过修正现有模型参数构建路段模型,并考虑到城市多节点对模型准确性的影响,提出一种节点元胞划分方法,构建了城市多节点路网VCTM并基于此改进了路段实际阻抗计算方法。最后,使用改进模型与VISSIM对案例路网进行仿真与分析。结果表明,改进模型能够体现出城市交通流特性,且考虑路网节点因素更符合实际,模型计算得到的实际阻抗与VISSIM输出数据吻合度高。本文模型和实际阻抗计算方法可以很好地应用于动态交通分配领域。     

GPS数据下的城市路网关键路段识别

为识别城市路网中的关键路段,提出了一种基于浮动车GPS轨迹的识别方法。以处理后的GPS轨迹作为基础数据,借助Apriori算法提取频繁出现在轨迹中的路段及路段集合,将计算得到的路段及路段集合支持度作为重要度进行排序,筛选得到关键路段及由关键路段组成的路径。选取上海市某一区域路网及出租车GPS数据进行算例分析,结果表明,提出的方法能够识别出城市路网中的关键路段。利用GPS轨迹识别关键路段,能够减轻计算工作量,同时还能获得路网中交通流的主要流向,为城市路网关键路段的识别提供了新思路。     

城市路网交叉口信号预测及配时控制

针对车辆在行驶中速度受车辆密度的影响,文中提出了描述路网中交通流动态关系的排队模型,根据模型预测控制算法,设计相应的模型预测控制器.采用路网排队状态均衡的协调控制,实时动态地调整各交叉口的相位绿灯时间,避免部分路段因绿灯时间分配不足导致的长时间拥堵.测试结果表明,该方法能有效地减少车辆在路网行驶中的延误时间和停车次数.     

一种基于加权道路网络的拥堵区域划分方法

针对大多数拥堵评价方法只关注速度及占有率等交通数据特征而忽略路网拓扑结构的问题,本文利用道路的拓扑结构信息,构建以影响因子为权重的加权有向路网,结合路网的连边信息和路段的物理属性,设计了一种考虑节点上下游关系的拥堵评价指标,结合路口路段物理属性校准节点的交通状态后,提出一种新的拥堵区域划分算法,并对算法进行分析和实验验证。验证结果表明,该方法可根据影响因子矩阵找出路网中较为重要的路段,拥堵区域发现算法从路网中提取拥堵子网构成拥堵区域。本文提出的影响因子指标、密集度指标和度中心性指标为智能交通系统治理交通拥堵问题和制定决策提供了理论依据,具有一定的实际应用价值。     

信号控制交叉路口车辆排队长度

建立了一个能够估计市内信号交叉路口车辆实时排队长度的模型。分析了路段交通流之间的流向关系,根据流向关系建立了两种路段交通流影响模型:神经网络模型和贝叶斯网络模型,并描述了模型的结构。为了方便模型的实际应用,分别用主成份对输入变量降维,用EM算法和高斯混合分布函数来表达模型和训练模型参数。基于实际路网设计了一个仿真路网,并用不同的实验场景对模型进行有效性验证。仿真实验的结果表明,由于城市路网中存在的随机性,贝叶斯网络模型能够更好地把握交通流变化的趋势。     

基于随机算法的级联车速观测器设计

为降低复杂轮胎模型带来的运算负担,首先在数据/机理混合描述的轮胎模型的基础上得到车辆动力学描述并进行了模型验证。然后,采用模块化估计策略,设计非线性级联车速观测器,并利用随机算法对级联车速观测器参数及增益选取进行了讨论。为验证车速观测器的估计效果,在车辆运行的常规和极限工况下进行了仿真研究,并与降阶车速观测器方法及高精度车辆动力学模型进行了对比研究。结果表明,采用随机算法得到的级联车速观测器参数和增益可获得较好的估计效果,同时,采用数据/机理混合建模方法设计观测器可得到较快的计算速度。     

基于LPV模型的鲁棒PI控制方法

基于LPV模型的非线性系统设计同时满足设定点跟踪和扰动抑制性能的比例积分微分(proportional integrator differential,PID)控制器的研究较少,即使对于单一模型系统的设计方法中也很难找到同时满足以上2种性能的PID参数.针对以上问题作者提出了适用于LPV模型系统的鲁棒比例积分(proportional integrator,PI)控制器设计方法,首先设计有增益自适应调节的PI控制器满足非线性系统干扰抑制性能,进而追加2个前项增益参数分别调节已设计的自适应P和I参数满足设定点跟踪性能,通过前项增益调节使得控制系统同时满足以上2种设计指标,并通过仿真及实验验证了该法.     

基于自适应神经网络滑模观测器的容错控制

针对机电伺服系统可能发生的故障,提出基于自适应神经网络滑模观测器的快速终端滑模容错控制策略. 在自适应滑模观测器中引入神经网络估计故障,以提高故障发生时观测器的状态估计精度和故障检测准确性. 利用观测器的状态估计值进行状态重构,结合参数自适应技术和快速终端滑模控制方法设计主动容错控制器. 针对参数不确定性设计参数自适应率进行估计,并利用前馈补偿技术补偿故障和参数不确定性. 针对未知上界的扰动设计具有自适应增益的鲁棒项. 利用Lyapunov定理证明所提出的控制方法可以实现系统有界稳定,大量仿真和实验结果验证了控制器在系统发生故障时具有良好的容错能力、控制精度和响应速度.     

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。     

城市快速路网分布式匝道协调控制

针对城市快速路网的匝道调节问题,提出了分布式匝道协调控制策略.首先采用动态图混杂自动机与元胞传输模型相结合的方法建立了快速路网的交通流模型;然后分析了系统的平衡状态集,在此基础上设计了分布式匝道协调控制,使得系统状态渐近收敛到某个平衡状态;最后对北京三环快速路网进行了仿真实验.实验结果验证了控制方案的有效性和可行性.     

城市交通微循环系统优化设计方法

为充分利用城市交通微循环道路资源以有效缓解路网交通拥挤,在分析交通微循环系统特征的基础上,设计了完整的城市交通微循环系统优化方法.以缓解区域路网交通拥挤为优化目标,依据交通流特征与交通需求定位城市主干道路网的拥挤路段,然后建立微循环绕行路线的搜索模型,能够确定需进行道路条件与交通组织优化的微循环路段,并生成静态交通标志与可变信息板的布设地点.以曲靖市中心城区交通微循环系统优化为实例,验证了所提出优化方法的有效性.     

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.     

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。     

基于收费数据的高速公路交通拥挤自动判别方法

针对高速公路交通拥挤日益严重的现象,通过对收费数据的深层挖掘和高效利用,提出了基于滚动时间序列的行程时间数据合成方法,以此为基础构建了交通拥挤指数,并基于交通拥挤指数的变化特征对拥挤持续时间进行了在线估计;结合收费站布局的时空特征,设计了基本路段和复合路段融合的高速公路交通拥挤自动判别方法．实证分析表明,该方法在判别率提高到96．52％,误判率降低到0．43％的同时,判别时间减少了74％,而且收费数据的获取成本为零．     

城市路网畅通可靠度优化遗传算法

基于交通系统阻塞发生的随机性,建立了城市道路畅通可靠度的基本概念,并提出了相应的评估方法。在一定的投资约束条件下,建立了以路网畅通可靠度最大为优化目标的路网优化模型,并通过单元重要度分析和遗传算法对模型求解,提供了城市路网优化策略。通过该模型得到的路网优化方案有助于城市路网的合理规划,并可确定亟需改善的道路单元,以缓解交通供需不足,从而保证城市路网的畅通有序。     

快速路网单点入口匝道动态控制策略仿真评价研究

有别于以往工作,运用宏观交通网络动态建模理论与计算机仿真技术,以快速路网为考察对象,提出单点入口匝道动态控制策略的宏观交通仿真评价方法,设计了一种基于ALINEA原理的单点入口匝道动态控制算法,针对一多起点-多终点拥挤路网,开发仿真系统,给出控制前后路段交通状态时变图、全局路网交通状态图等可视化仿真结果,描述路网交通流演化,定量评价匝道控制效果。算例表明,控制后路网拥堵显著缓解,网络总耗时减少约5%。研究显示了单点匝道控制策略宏观交通仿真评价方法有助于深刻、全面、直观地理解路网交通流演化,剖析拥堵成因,设计符合全局、系统眼光的高效控制策略,给出定量评价,具有有效性与优越性。     

交通拥堵下基于实时交通信息的路径选择模型

针对路段行程时间的估算在交通路径诱导系统中的应用,提出了一种在交通拥堵下基于实时交通信息的路径选择模型.根据目前城市交通的状况,以城市交通系统的基本设施为基础,分析了影响路段行程时间的各种因素和路段行程时间的组成.利用设置在路段上的车辆自动检测装置来搜集实时交通信息,通过行程时间的计算、动态算法的构造和路网模型的建立来对交通路径进行动态规划.实验结果表明,该模型解决了实际交通系统中的时间最短路径问题,具有一定的实用价值.