城市快速路交通事件影响范围预测模型

为研究交通事件对城市快速路交通流的影响,在对MCTM模型进行改进的基础上,建立快速路交通事件影响范围预测模型.该模型针对城市快速路交通流的亚稳态现象,模拟亚稳态区域的交通流状态;同时考虑交通事件对元胞主要特征参数的影响,并结合事件发生的不同位置,对元胞设置进行调整;最后提出事件影响长度的概念,并将其作为交通事件影响范围的评价指标.以北京市局部道路网为研究对象,结合交通事件的相关数据,对该模型进行了参数标定和实例分析.结果表明,仿真数据的变化趋势与实测数据基本一致,且误差在可接受范围内.模型能清晰地反映出不同时刻各个路段的交通流状态,可有效地确定城市快速路交通事件的影响范围.     

城市快速路交通流特性分析

针对目前在考虑交通流特性时很少基于城市快速路实测数据进行针对性研究的问题,在经典基本图理论、三相交通流理论基础上,以成都市三环路实际采集数据为基础,分析城市快速路交通流特性,并得出基本拟合交通参数,为建立适用于城市快速路的交通流模型标定参数。本文的研究成果可为建立交通流模型进一步研究城市快速路交通拥堵问题提供参考。     

元胞自动机模型及其在城市道路交通流中的应用进展

元胞自动机方法和相关建模技术是描述、认识和模拟复杂系统行为的强有力方法。如今,已被广泛用于交通系统的研究。交通流理论研究的目标是建立能描述实际交通一般特性的交通流模型,寻找交通流的基本规律,以揭示交通拥堵产生的机理。为了模拟更为符合实际的交通状况,各种交通流模型被提出。本文介绍经典的元胞自动机交通流模型及其在城市交通流中最新应用进展。     

弯道动力学模型及能耗的研究

基于元胞自动机Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),提出了元胞自动机弯道模型和含弯道交通流的能耗公式,对弯道交通流的能耗进行研究.通过计算机数值模拟,研究了具有不同曲率半径、不同弧长和不同摩擦系数的弯道对能耗的影响.模拟结果显示,弯道曲率半径、弧长、摩擦系数对交通流能耗的影响都很大.     

快速路交通流常微分模型的PD型迭代学习控制

针对快速路交通常微分模型,利用快速路交通流具有明显的重复性和周期性等特点,首先,设计了一种快速路交通流常微分模型的入口匝道交通流PD型迭代学习控制算法,并建立了迭代学习误差的收敛性条件;其次,利用λ范数和Bellman-Gronwall引理证明了算法的收敛性.最后,通过数值仿真结果进一步说明了提出的迭代学习控制方法的有效性.     

动态元胞传输模型仿真设计

基于元胞传输模型(Link-Node Cell Transmission Model)给出了路网交通流仿真流程.在Matlab环境下使用该流程对单向4车道高速公路上交通流进行仿真,并分析了其交通拥挤波的形成过程和消散过程.仿真结果表明:元胞传输模型能够很好地描述车辆排队形成和消散过程.因此,主干道宏观参数、交通事件的管理策略等对车辆的通行能力也有很大的影响.     

基于交通状态估计的快速路交通联合控制

采用模糊C均值聚类方法将快速路交通状态划分为畅通、轻度拥挤和拥挤状态。将快速路二阶宏观交通流模型与粒子滤波算法相结合,实现对快速路交通状态参数的估计,并将交通状态参数估计结果划分到对应状态中,得到交通状态估计结果。在交通状态估计的基础上,考虑3种交通状态下的交通运行特性,结合可变限速控制和入口匝道控制建立快速路联合控制模型。采集吉林省长春市东部快速路交通数据进行实例验证,结果表明:联合控制模型的应用减少了快速路交通流总时间费用消耗的4.55%,降低了交通流密度,在一定程度上缓解了交通拥挤。     

三车道有管理元胞自动机交通流模型的研究

在三车道元胞自动机交通流模型的基础上,将第1车道规定为超车道,对超车道上车辆换道进行管理,提出了一种三车道有管理元胞自动机交通流模型.并分析了车辆减速概率、换道概率对交通流的影响,结果表明,对超车道上车辆进行管理,并没有改变系统的交通流特性,而是增加车辆驾驶的安全性.     

快速路瓶颈路段交通特性分析

为了探求快速路交通瓶颈运行规律,在分析快速路交通流运行特性的基础上,结合调查数据对快速路瓶颈路段交通特性进行了分析.结果表明,交通流运行速度低于40 km/h或占有率达到28%时,交通流开始出现拥挤,并且从稳定流到强制流变化过程持续时间较短(小于10 min).此外,通过对排队前、排队后以及排队状态下服务交通流率对比分析,发现稳定流到强制流过渡过程中服务流率大于稳定流和强制流状态下的服务流率,应用流量-速度曲线模型法会过高估计快速路路段通行能力.     

城市交通系统动力学特性研究——带信号灯控制的一维元胞自动机模型研究

元胞自动机的交通流模型以简单的规则反映交通过程中实际存在的各种复杂因素,并能在计算机上方便实现,从而可以演示这些因素对城市交通系统动态特性的影响。本文系统阐述了元胞自动机在交通流上的应用,以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟的NS模型,并利用Matlab语言实现了带信号灯控制的一维元胞自动机模型的仿真。     

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.     

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．     

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．     

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.     

基于网络变结构优化的大型活动交通拥堵预防方法

为了降低道路交通拥堵发生的风险和应对成本,基于网络变结构基础模型,提出适应大型活动拥堵预防的中微观层面的网络变结构优化方法和流程. 分别建立路段和交叉口变结构模型,以复合饱和度最小为路段变结构的优化目标,以进口各相位流量比之和最小为交叉口变结构的优化目标. 结合大型活动交通运行和拥堵演化特征,提出网络变结构关键路段的概念及识别原则,设定受影响路段双向交通重要度权重,将交叉口变结构作为路段变结构的连带、辅助策略,研究优化模型的解法,并以北京首都体育馆一次大型活动散场交通为案例,对提出方法进行实证研究. 结果表明,在研究范围内实施变结构优化可以预防活动诱增交通引发的拥堵,有利于解决严重的交通方向不均衡问题,各相关路段复合饱和度改善比例均超过10%,表明所提方法能有效调节网络交通供需的短时结构性不匹配,在现有条件下优化交通基础设施存量而避免增量造成的资源浪费,是以精细化管控为导向的方法.     

基于路段传输模型的道路出口渠化

引入路段传输模型用于模拟不同的交通需求条件下道路渠化区的长度对交通流的影响。提出了路段任意位置车流密度的计算方法,并构造了一种新的方法计算拥挤延迟,用于评价交通流的运行状况。数值模拟结果表明,交通需求大小以及交通需求的均衡性是影响道路渠化长度的重要因素。此外,本文还探讨了交叉口信号控制下渠化区长度的优化设置。     

有限理性视野下拥挤收费对交通流逐日演化规律影响

为了解决拥挤收费政策在不同理性程度群体构成的交通流中的实施效果问题,在逐日路径演化模型的基础上引入拥挤收费政策,建立新的模型以研究拥挤收费条件下出行者逐日路径选择行为.并以一个由2条路径构成的路网为例,探讨了有限理性视野下拥挤收费政策对网络交通流逐日动态演化过程的影响.通过数值实验,分析了拥挤收费条件下网络交通流的演化特征,发现拥挤收费对网络交通流演化的最终状态以及系统平均走行时间有一定的影响;出行者的时间价值、理性程度会影响拥挤收费政策的实施效果.     

多跑道起降航班排序模型和算法研究

针对空中交通迅速发展使得终端区空域越来越拥挤的问题,研究了在终端区空中交通繁忙的情况下,如何安排机场起降航班的最佳队列,以缓解拥挤和减少航班延误及相关的经济损失。将离场航班引入航班队列排序中,讨论了蚁群算法在终端区起降航班排序中的应用,根据飞机尾流间隔的要求,建立基于蚁群算法的多跑道起降航班动态排序模型,并用算例进行仿真验证。结果表明,与先到先服务排序方法相比,经该算法排序后的平均延误时间减少近50%。