交通拥堵下基于可靠度的出行路径模型及算例分析

交通拥堵事故多发生于路网局部,严重拥堵或多个局部同时拥堵可能引发次生拥堵,对城市交通造成破坏。通过引入BPR函数Davidson修正模型及公路道路服务水平的概念,对路网路径运行时间进行分析。由于路网结构的复杂性以及道路特性的差异、交叉口交通流的动态变化,出行者面对拥堵时选择出行路径的难度加大,导致其在路网交通情况正常时所确定的最优出行路径并不一定是交通拥堵情况下的最优选择。在考虑所选路径可靠度的基础上,建立了交通拥堵下城市路网的静态交通分配模型并进行了算法算例求解,用模型从宏观角度分析城市交通,为缓解城市交通拥堵提供参考。     

拥堵路网交通流均衡分配模型

为克服利用传统静态交通流分配模型分析拥堵道路网络交通流分配问题的不足,研究交通拥堵状态下静态拥堵交通流均衡分配模型.首先,基于拥堵路段上交通流特征,分析拥堵路段阻抗函数特点,包括满足拥堵路段上流量随车辆数增加而减少的特征;其次,分析拥堵状态下用户疏解路径选择行为,提出道路网静态拥堵交通流分配的用户均衡与系统最优原理;再次,构建道路网静态拥堵交通流用户均衡与系统最优分配模型,并证明模型与用户均衡原理的等价性、模型解的唯一性;最后,给出求解用户均衡模型的迭代加权求解算法.通过算例与传统静态交通流分配进行对比分析,结果表明:拥堵用户均衡分配模型与拥堵系统最优分配模型可以合理描述拥堵用户均衡原理与系统最优均衡原理,且拥堵用户均衡分配模型可以合理描述路网处于全拥堵状态下各路段实际通过流量.拥堵交通流分配模型可应用于由拥堵蔓延导致的局部全拥堵区域,可作为半拥堵静态交通流分配的核心部分之一.     

雨天环境下高速公路交通流特性及模型研究

降雨对高速公路交通流会产生一定的影响。为量化分析不同强度降雨对高速公路交通流微观和宏观特性的影响程度,根据实际观测的高速公路交通流和降雨量数据,确定了各种降雨类型下微观交通流特性参数(如速度、车头时距、车头间距等)的分布规律;对经典的宏观交通流模型进行了对比分析,选择Van Aerde模型作为雨天环境下高速公路交通流模型,运用启发式算法对各种类型降雨下的模型参数进行了标定,并给出了不同天气下交通流量-速度关系曲线和速度-密度关系曲线。结果表明,与无雨天气相比,小雨、中雨和大雨天气下高速公路平均速度分别下降4.7%、9.8%和16.1%,通行能力分别降低10.5%、17.4%和27.1%。     

城市交通拥挤的外部效应及“互联网+交通”的控制范式

从国内外学者对于城市交通拥堵问题的研究来看,交通拥堵也是反映城市经济活动的指标之一,所有具有活力的大城市都面临着交通拥堵问题。无论在全球拥堵指数排名还是国内拥堵指数排名中,我国大城市均占据排行榜较前位置。更为严重的是,滴滴出行及高德地图报告均指出城市交通拥堵问题已不仅是大城市的通病,中小城市的拥堵延迟也不容乐观。如果不采取有效的措施,我国的城市交通拥挤问题将会造成严重的城市机动性危机。上海的实证研究表明,仅仅通过公共交通是难以抑制小汽车的使用的,必须采取推与拉相结合的措施,控制城市交通拥挤而不是消除交通拥挤。同时必须对"互联网+交通"的模式进行必要的管理,以发挥其积极作用。     

面向交通规划的城市道路交通拥堵度分析模型

采用交通拥堵度来综合评价路网整体的拥堵程度,同时遵循点-线-面的递进研究路线,利用层次分析法和模糊综合评判的数学方法,并结合带转向延误的用户平衡交通分配问题所得的结果,给出了交通规划阶段的交通拥堵度的计算方法。最后结合算例,给出了交通拥堵度计算的具体步骤并说明了以交通拥堵度来评价路网拥堵程度的可行性和有效性。     

降雨条件下高速公路车辆行驶速度特性

以京港澳高速公路湖北省内金山至武汉南路段的交通流检测器,以及交通流检测器附近设置于路侧的公路气象站历史数据为对象,考虑降雨天气因素,分析有无降雨和不同降雨强度对车辆速度均值及速度离散分布的影响;考虑不同降雨天气条件及不同车道位置、不同车辆类型、不同时间段的车速行驶速度的差异性;基于Greenshield经典交通流V-K关系,采用非线性回归方法,建立了因素对速度影响的雨天车辆行驶速度综合预测模型,拟合度达到80%.该成果对于研究降雨因素对行车安全影响,分析降雨条件下通行能力,制定降雨条件下可变速度控制等交通控制措施具有参考意义.     

驾驶员变更车道对信号交叉口交通流的影响

换道行为对交叉口交通流稳定性有一定的影响,为研究驾驶员在机非混合的交通环境下变更车道的交通流运行状态,建立驾驶员在机非混合的交通环境下变更车道的元胞自动机模型,运用MAT-LAB软件进行仿真,对道路的平均车速、交通密度和车辆延误等数据进行分析.模拟仿真的结果表明:在不同绿信比情况下,换道行为可以打破道路的稳态;当交叉口的绿信比超过0.7时,道路的交通密度下降了2.3％,说明此时驾驶员变更车道对信号交叉口交通流影响不显著;交通流量增大,加剧了交通干扰,交通信号控制能有效的抑制交通拥堵,从而改变交叉口的通行能力.     

基于Ad Hoc网络的智能交通模型研究

目前,我国多数大中型城市的交通拥堵问题都很严重．若能够合理的分配道路资源、动态获得拥堵路段和准拥堵路段的交通信息,辅助司机做出正确判断,避开车流拥堵的储段,可以从根本上做到缓解整个交通拥堵的目的．本文所讨论的就是建立一个AdHoe网为基础的智能交通模型,车辆可以实时从AdHoe网当中获得交通信息,提前感知到交通拥堵将出现在哪条街道上,并做出合理判断和选择．     

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.     

冰雪条件下信号交叉口交通拥堵扩散范围估计

冰雪条件下交叉口交通拥堵范围的正确估计,有助于交叉口交通控制的优化和决策。首先根据冰雪条件调查数据,分析了不同冰雪条件对饱和流率的影响,得到不同等级冰雪条件对交叉口饱和流率的折减值及其回归模型。然后基于信号交叉口车辆排队特点,将交叉口分为过饱和、不饱和以及临界饱和状态,并建立了交叉口实时车辆排队长度计算模型。最后考虑路网中各要素的相互关联和相互影响的特性,提出了冰雪条件下基于交叉口交通拥堵扩散范围估计方法。该交叉口拥堵扩散范围估计方法可作为冰雪天气条件下交叉口信号配时方案优化依据,同时对制定合理有效的交通拥挤疏导策略具有重要意义。     

基于车牌识别数据的交通拥堵识别方法

针对目前缺少基于车牌识别数据的交通拥堵识别方法的相关研究,使得建设及维护成本均较高的车牌识别系统只能实现交通监控、流量检测等初级功能,导致系统性价比较低的问题,分别设计了基于车牌识别数据的单车行程速度采集方法及区间平均行程速度采集方法,对交通拥堵的识别方法进行了研究,并进行了实例分析.结果表明,单车行程速度采集方法及区...     

概率空域拥挤管理模型与方法

针对空域拥挤现象日益严重、管理策略与方法缺乏等问题,建立了空域拥挤预测模型和空域拥挤风险解决模型。采用预测模型预测未来可能产生拥挤的空域和时段,基于空域拥挤风险解决模型对具有高风险拥挤空域在预测时段内实施流量管理,在充分考虑延误成本、不同空域用户延误公平性及其对交通流影响程度等因素的情况下,有效降低拥挤风险。实际运行数据表明,所建立的空域拥挤预测模型和空域拥挤风险解决模型能有效地预测未来空域发生拥挤的时段,迅速找到适宜的拥挤解决策略,平衡运行风险控制与成本控制,为空中交通流量动态管理提供了新途径。     

基于可解释机器学习的大型活动场馆周边路网运行状态影响研究

举办大型活动会导致周边受影响区域在短时间内集中大量人群和车辆,场馆周边路网与常态交通具有差异化特征.为探究大型活动对场馆周边路网运行状态的影响机理,解析活动规模、路段与活动场馆的空间距离等因素的影响特征,构建融合XGBoost算法与部分依赖图的可解释机器学习模型,以捕捉不同因素的非线性效应与协同影响.以北京市为例开展了实证研究,单因素的异质性影响表明:路段与活动场馆的空间距离及活动规模对场馆周边路网运行状态的影响较大,其相对重要度分别达到27.1%和25.4%,距离活动开始/结束的时间对场馆周边路网运行状态存在明显非线性特征,在活动开始前30~60 min,以及活动结束后30 min内,场馆周边3 km以内的路段将受到显著影响.二维因素的协同影响表明:当活动规模大于3万人时,节假日和不利天气对场馆周边路网运行状态呈负面影响,而在降雨和雾霾天气下,场馆周边路网运行状态受时空影响较大,影响范围为活动开始前60 min与结束后40 min内距离活动场馆2.5 km内的路段.相关研究结论可为大型活动期间道路拥堵致因辨别及制定科学有效的路网管控策略提供定量化的决策依据.     

Impacts of variable message signs on traffic congestion

The variable message signs (VMS) have been widely used in guiding and managing the dynamic traffic with development of intelligent transportation technologies. It is known that cell transmission model (CTM) can well reproduce such traffic dynamics as shock waves and jams. This paper presents a new method to estimate the route travel times by using the CTM in conjunction with a logit-based route choice rule. The impacts of VMS on a two-route scenario with recurrent and non-recurrent traffic congestion are numerically investigated by analyzing the changes of route flow and travel time. Simulation results show that in networks with suitable long links, the VMS can positively influence travelers' decision making so as to improve the system performance. For non-recurrent congestion, the value space of the route choice parameter that affects the flow distribution between two routes is narrower in the case of high traffic demand than that in the low demand case.     

基本路段机非混合交通流的解析模型

以基本路段的非机动车对机动车流的干扰现象为研究对象,运用交通流理论以及交通动力学理论提出一个旨在可以对基本路段混合交通流进行解析的混行交通流模型．该模型可运用于基本路段的交通流的解析、交通管理措施以及交通工程项目的效果评价．     

基于车流量的智能交通控制系统设计

设计了一种交通灯与车流量信息相匹配的智能交通控制系统,主要包括交通灯控制模块、无线数据通信单元、红外车流量检测电路、红绿灯显示电路、车距检测电路、LCD液晶显示以及电源转换电路等模块.测试结果显示,电路各个功能模块运行稳定,能够根据检测到的车流量信息实时调整交通灯时长,同时车流信息能通过无线模块实时发送给移动车辆,从而有助于引导车辆分流,对缓解交通拥堵,提高交通安全性具有良好的应用价值.     

手机信令与出租车GPS数据融合车源定位方法

为揭示居民出行行为与城市交通拥堵的内在关联,并为缓解城市交通拥堵提供技术支持,利用高覆盖率、低精度的手机数据和低覆盖率、高精度的出租车GPS数据,构建了数据驱动的车源定位方法.利用手机数据获取出行需求信息,利用出租车GPS数据获取交通状态信息;提出基于数据融合的出行OD估计方法,进行交通流分配,对城市道路车流来源及城市拥堵源进行动态定位.结果表明:道路车流主要来自于少量车源小区,且拥堵状态下这些小区更加集中;同时受居民通勤行为的影响,城市全局拥堵源在早晚高峰表现出不同的特征.利用数据融合的车源定位可以用于揭示拥堵形成的内在机理及演化规律,辅助制定有针对性的拥堵缓解策略.     

Analyzing influence of bicycles on traffic flow using microscopic simulation approach

Mixed traffic consisting of cars and bicycles is a typical pattern of urban traffic in China.To study the impact of bicycles on traffic performance,a microscopic simulating model based on the principle of cautious driving and collision free was proposed.The interaction between cars and bicycles were described by lateral friction and overlapping driving.The dynamical features of speed and time-headway were investigated by numerical simulations.The results show that bicycles have a significant impact on travel speed and time-headway.The effect of bicycles can cause different results in the free flow phase and congestion phase respectively.The results also indicate the necessity to mitigate the interaction between motorized vehicles and non-motorized vehicles.     

交通流诱导与控制协同优化模型的遗传算法求解

以路段和交叉口的加权拥挤程度最小为目标,建立诱导和控制的协同优化交通流分配模型,并提出基于遗传算法的求解。采用动态滚动式计算模型算法得出的均衡流量调整为诱导信息的发布提供定量依据,能够将诱导和控制协同起来均衡路网流量,避开拥挤。小路网试验结果表明:该模型算法实时、有效,便于实施。