城市快速路交通诱导和匝道控制集成仿真模型

为缓解城市快速道路网络交通网络拥挤问题,将网络交通流模型、匝道控制模型、基于可变信息标志（VMS）的路径选择模型等整合为一体,建立了城市快速路交通诱导和匝道控制集成仿真模型。与各种边界条件相结合,测试了匝道控制和路径诱导的控制效果。结果表明城市快速路集成控制方法有助于在空间和时间上均衡交通负荷,提高交通系统整体运行效率。     

快速路匝道入口智能网联车协同合并控制研究

针对快速路匝道入口场景在高车流量的情况下容易发生交通拥堵的问题，提出了一种快速路匝道入口智能网联车(connected and automated vehicles, CAV)协同合并控制的解决方案，将问题解耦成多车顺序决策和车辆运动规划两部分。其中多车顺序决策对通行效率起到重要作用，因此设计了一种基于状态评价模型(state evaluation model, SEM)的多车顺序决策算法。该算法首先建立状态空间并初始化，考虑通行效率和车辆延迟设计状态评价函数，通过状态转移关系选择出最优状态，最终回溯得到最优通行顺序。根据车辆状态和到达冲突点时间，控制器实时推导各车辆纵向速度的解析解，实现车辆运动规划。仿真和实验结果表明，该方案在满足交通系统实时性要求的同时能有效提高快速路匝道入口的通行效率，缩短车辆延迟，降低燃油消耗。     

带有迭代学习外环的快速路入口匝道无模型自适应预测控制

针对快速路交通系统复杂时变以及难以建模的特点,首先,本文设计了基于无模型自适应预测控制的快速路入口匝道控制方案.其次,根据快速路交通系统具有重复性特点,本文在无模型自适应预测控制方法的基础上引入开环迭代学习控制,提出一种带有迭代学习前馈外环的无模型自适应入口匝道预测控制方案.相比无模型自适应预测控制方案,该方案可以利用迭代学习前馈控制器补偿系统可重复扰动,实现系统的完全跟踪.值得说明的是,预测控制器和学习控制器可以独立工作也可以联合工作.最后,文章给出了控制方案的收敛性分析,并通过交通流仿真验证了所提控制方案的有效性.     

城市快速路入口匝道与交叉口协调控制策略

为提高城市快速路的运行效率,避免快速路入口匝道处发生拥堵并影响地面交通,结合快速路交通状态的实时判别、匝道调节率及交叉口信号配时方案,提出了针对快速路典型交通状态下的精准协同控制模型。协调控制模型的四个子模型为,流量精准推送模型、交叉口关键相位迟闭、早断配时优化模型、匝道排队调节控制模型。案例仿真表明：协调控制信号迟闭策略下匝道通过流量、车均延误,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了2.3%、40.4%、21.8%、22.4%;协调控制信号早断策略下匝道车均延误、平均排队长度,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了22.6%、31.7%、9.7%、4.5%;协调控制较大程度上提升了研究区域运行效率。     

基于MLD-MPC的快速路出口与辅路协调控制

城市交通信号控制系统是典型的混杂控制系统。针对当前大中城市普遍存在的快速路出口匝道、辅路及下游交叉口的信号协调控制问题,研究了一种多信号自适应控制方法,以保证出口匝道排队长度较小且下游交叉口排队不溢流。首先,基于车道路段当量排队长度建立状态方程,分别选取出口匝道、辅路交叉口和下游交叉口排队长度为连续状态变量,信号灯切换信号为离散控制变量;其次,以有限排队长度为模型约束,建立了包含快速路出口匝道、辅路及下游交叉口排队长度和信号状态的混合逻辑动态MLD模型;然后,比较研究了快速路出口匝道有信号灯控、无信号灯控两种不同情况下的MPC模型预测控制方法。仿真结果表明,基于MLD-MPC的控制方法可解决快速路出口匝道与辅路及下游交叉口的多交叉口信号协调控制问题。     

冗余等待时间建模及匝道多目标协调控制

针对匝道等待时间描述中存在信息缺失的问题,结合排队论提岀了一种新的冗余等待时间概念并建模分析.以此为基础,给出了匝道多目标协调控制方程,并以径向基为核函数设计了一种基于支持向量机的匝道控制律求解方法,利用高速公路联络线转向城市快速路的高峰时段实例数据进行仿真.实验结果表明,与其它控制方法相比,所提的模型和算法在描述匝道状态和规避冗余等待等方面的效果更优.     

城市快速路入口匝道控制策略比较分析

入口匝遭控制是缓解城市快速路交通拥挤最有效的方法之一；首先阐述了城市快速路入口匝道控制的基本原理和作用，对匝道控制策略进行了分类，在此基础上，对各种入口匝道控制策略进行了比较研究，分析了各自的优缺点以及适用范围，最后，根据快速路构造上的特点，对入口匝道控制的研究方向进行了展望。     

基于CTM快速路事故下交通流牵制同步仿真

针对交通事故引发的城市快速路拥堵问题,在分析事故路段交通流特性基础上,对事故点上下游元胞重新划分,重构节点并建立了元胞传输模型改进的节点交通流仿真模型,结合复杂网络理论修正节点耦合模型,以牵制同步为目标设计多入口匝道协调控制器,推导出系统稳定性条件,得到优化后需调节的入口匝道范围和调节参数,通过具体仿真予以验证.结果 表明,采用所提方法,能在快速路出现事故后以小的匝道调节范围代价达到抑制交通拥堵,提高道路通行效率的目的 ,最大限度降低事故所造成的影响.     

城市道路分层动态协调控制技术

为了缓解城市道路车流拥堵问题，提出了一种城市道路分层动态协调控制技术。首先将城市道路按纵向分为三层：匝道层、普通道路层和快速路主线层；然后采用BP神经网络预测下游动态临界车辆占有率，根据匝道相对排队长度和下游动态临界车辆占有率，匝道层设计了一种用于匝道子区划分的函数，将匝道层横向分为主匝道子区和从匝道子区；其次根据相邻路口关联度将普通道路层划分为不同控制子区，利用动态交通流数据修正周期公式，考虑十字交叉口驶向匝道车流量对绿信比进行调整；快速路主线层无十字交叉口不做横向分层。最后根据该分层方法确定动态协调控制算法。仿真结果表明：该分层动态协调控制方法能够有效提高城市道路协调控制范围和车辆行车速度。     

快速路控制策略仿真研究

城市快速路是城市交通的主动脉,承担着城市大部分交通量,良好的快速路控制策略能有效缓解道路拥堵。本文借助改进的宏观交通流模型,采用Visual Basic面向对象语言,开发城市快速路的控制仿真系统。运用该仿真系统对一个包含两起点两终点的快速路段进行仿真,模拟采用ALINEA策略和不采用控制的快速路交通运行状态。仿真结果表明,对入口匝道实施ALINEA控制后,高峰时刻主线流量增加约150veh/h,入口匝道与主线汇合区速度提高约10km/h,说明ALINEA控制策略能有效缓解快速路拥堵。     

恶劣气象条件下高速公路NN控制系统的研究

各种恶劣气象条件下的高速公路的交通流控制是目前急需要解决的重要问题。就此问题,利用Markos Papageorgiou的高速公路交通流模型对各种气象条件进行分析,使用神经网络方法,建立了一套适合各种气象条件的交通流模型和匝道入口控制系统,有效地控制恶劣气象条件下的高速公路交通事故。其次,利用BP神经网络的算法进行了仿真,对其中的参数进行辩识。仿真的结果与实际情况能很好地吻合,为在恶劣气象条件下控制高速公路的交通流奠定了理论和实践基础。     

恶劣气象条件下高速公路NN系统的研究

各种恶劣气象条件下的高速公路的交通流控制是目前急需要解决的重要问题。就此问题,我们利用Markos Papageorgiou的高速公路交通流模型对各种气象条件进行分析,使用神经网络方法,建立了一套适合各种气象条件的交通流模型和匝道入口控制系统,有效地控制恶劣气象条件下的高速公路交通事故。其次,我们利用BP神经网络的算法进行了仿真,对其中的参数进行辩识。仿真的结果与实际情况能很好地吻合,为在恶劣气象条件下控制高速公路的交通流奠定了理论和实践基础。     

恶劣气象条件下高速公路匝道控制的神经网络方法

针对各种恶劣气象条件下高速公路交通流的控制问题，利用Markos Papageorgiou的高速公路交通流模型对各种气象条件进行分析，使用神经网络建立一种适合各种气象条件的匝道交通流数学模型，有效地控制恶劣气象条件下的高速公路交通事故．利用BP神经网络仿真，分析该模型的收敛速度，并辨识其中的参数，为在恶劣气象条件下控制高速公路的交通流奠定理论基础．     

基于多元因素的Bi-LSTM高速公路交通流预测

针对影响高速公路交通流量因素多样而复杂的问题, 提出了一种基于多元因素的Bi-LSTM (双向长短期记忆网络)高速公路交通流预测模型. 首先对原始数据进行清理和相关性分析, 提高研究准确性, 降低数据维度; 其次,基于时间滑动窗口, 构建多元因素交通流时序矩阵, 并以MAE与RMSE为评估指标, 训练优化Bi-LSTM交通流预测模型. 本模型同时考虑了天气状况、节假日、收费情况等高相关度影响因素, 及交通流前序、后序变化的影响.以陕西省高速公路收费数据为实验对象, 结果表明: 与GRU和LSTM两种神经网络相比较, 本模型在高速公路短期交通流预测中的适用性更强、精确度更高.     

高速公路车流量的预测新模型

利用泊松分布,在不考虑随机因素对车流量影响的理想情况下,分别构建出低、高负荷两种状态车流量的数学模型。分析影响高速公路车流量的四个主要随机因素：车速、天气恶劣程度、突发事件、驾驶员对动态视野的感知程度,并设计出更符合实际的高速公路车流量预测模型,为高速公路管理部门合理预测车流量并做好应对准备提供有效的依据。     

基于元胞自动机的快速路交织区交通流仿真建模

城市快速路交织区由于复杂的交通流容易造成拥塞, 成为快速路交通的瓶颈。充分考虑到辅道交通流对交织区的影响,以元胞自动机NS模型为基础,通过设定跟车规则、换道规则,对一个包含入口匝道、出口匝道、主线车道和辅道的快速路交织区路网建立模型进行微观仿真。仿真得出交织区长度对流量、密度、速度等交通流参数的影响并给出了最优交织区长度参考值, 最后用HCM经验公式的计算结果验证了仿真模型。     

高速公路智能管控系统外部数据接入设计与实现

目前高速公路运营管理中,传统机电系统中的视频监控、收费系统等已经稳定运行多年,但功能相对单一,信息孤岛现象比较严重。为解决这一问题,重点探讨了高速公路智能管控系统如何与系统外部的专用短程通信(DSRC)道路交通流、全程断面的交通流监测数据、气象状态的监测数据、交通事件的视频检测数据进行无缝接入进行设计。同时,兼顾路网层面的信息服务,实现与交通运输部、省交通运输厅路网中心、周边高速路网、地方道路管理部门、气象部门等之间的数据共享与交换。为高速公路运行状态监测、预警、辅助决策、应急管理、信息发布等功能提供数据支撑。