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。     

快速路入口匝道与衔接交叉口协调控制策略

提出一种入口匝道与衔接道路交叉口协调控制的策略。采用ALINEA入口匝道控制方法保证主线畅通的前提下,在入口匝道与衔接交叉口均无超长排队时,以入口匝道与衔接信号控制交叉口车均延误最小化为目标;入口匝道无超长排队而衔接交叉口关联相位存在超长排队时,采用衔接交叉口关联相位延长控制策略;在入口匝道存在超长排队而衔接交叉口关联相位无超长排队时,采用衔接交叉口关联相位提前结束控制策略。采用cell transmission model模型构筑入口匝道控制与相衔接交叉口协调控制的模型,实时动态优化地面交叉口的周期跟绿信比。研究结果表明：采用提出的控制方法,衔接交叉口的车均延误虽然有轻微增加,但可以有效防止入口匝道的拥堵蔓延至普通道路,从而可以保证出口匝道衔接区域的畅通,衔接区域的车均延误减少。     

快速路入口匝道模糊自整定PI 控制方法

入口匝道调节是快速路交通控制中较有效的一种方式,现基于快速路交通系统的常微分模型,设计了一种新的入口匝道的模糊自整定PI 控制方法,充分利用了上游路段流入的交通流量和向下游路段流出的交通流量信息进行控制律更新,有效抑制了系统扰动等不确定性因素的影响。设计了相应的模糊控制逻辑,实现了复杂交通系统实际控制过程中的PI控制器参数的模糊自整定。仿真研究中,与传统PID 和ALINEA 方法进行了充分比较,说明了所提出方法的有效性。     

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。     

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.     

基于蚁群算法的城市快速路优化控制

根据城市快速路交通流的特性,以宏观稳态交通流Macro模型为基础,将快速路虚拟划分为多个路段,将车辆在快速路系统内总的服务流量最大及入口匝道车辆平均等待时间最小作为优化控制目标,设计快速路多匝道联合控制模型,并采用蚁群优化算法对设计的控制模型进行求解计算,以确定各匝道最优调节率。模拟实验结果表明,通过多匝道联合控制,能够提高城市快速路系统的运行效率,减少交通事故及交通拥堵的发生概率。     

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。     

基于粒子群算法的多匝道协调控制

高速公路入口多匝道协调控制是调节各个入口匝道进入到主线的交通量,从而使主线交通流处于最佳状态。由于多个入口匝道相互关联和相互影响,多匝道协调控制具有强的耦合性、非线性和时变性。针对上述问题,提出了一种基于系统分层和粒子群优化算法的控制方法。首先论述了高速公路多匝道系统的原理模型;然后阐述了多匝道协调控制系统的实现,系统由协调控制层和直接控制层组成,其中前者负责模型选择、参数调整和确定期望的密度轨迹,后者采用比例积分微分控制器实施控制,并引入粒子群算法对控制器的比例系数、积分系数和微分系数进行优化;最后进行了仿真实验。结果表明,当高速公路出现交通拥堵时,系统能够快速地消除拥堵,并使主线交通流趋于稳定。该方法为高速公路多匝道控制提供了一种切实可行的新途径。     

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。     

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。     

快速路网宏观交通流仿真系统的开发与仿直

为了给快速路网运行状况分析和控制策略评价提供高效辅助决策工具,提出快速路网宏观交通流仿真系统整体框架,分输入模块、仿真模块和输出模块三部分,并给出采用Microsoft Visual Basic面向对象语言开发的实现流程图和关键技术.仿真案例采用该系统对包含两个起点、两个终点的快速路网进行仿真,刻画交通拥挤的形成、传播...     

一种基于模糊逻辑的入口匝道自适应控制器

高速公路的交通流存在很大的不确定性,模糊逻辑是解决其控制问题的有效方法。对传统的ALINEA模型进行了扩展,提出一种新的自适应模糊匝道控制器。当高速公路路段的临界密度不能被预先正确估计或者因交通环境的实时变化而难以估计时,提出的自适应模糊控制器将显示出其优越性。在仿真试验中,根据交通流的各种性能指标,将新的自适应控制器同传统的ALINEA方法做了详细的对比。     

语义物联网：物联网内在矛盾之对策*

为应对物联网自身固有的物的信息的表示形式的多样化和物的信息的使用主体的理解能力不足的内在矛盾,提出了将其改进为语义物联网的思路,具体措施为：a）物的信息的表示,要基于本体进行语义标注;b）物的信息的使用,要基于本体实现机器理解。借助于语义分析和科学定义方法,建立了语义物联网的集合表示模型和图示模型。该模型的意义在于指明了语义物联网的实现需要有效推进四项主要任务,即本体的构建、RFID系统的建设、物的信息的预处理（即编码为UID或EPC,添加语义标注,嵌入RFID电子标签）和物的信息上载管理与下载管理。     

面向大型社会活动的快速路网控制策略仿真评价方法*

为了缓解大型社会活动期间短时需求激增对快速路运营的压力,提出了基于宏观交通仿真的快速路网控制策略评价方法,旨在为交通控制与管理提供辅助决策依据。该方法运用网络交通流仿真模型对候选控制方案进行仿真和评价,得到较优方案。采用GANFreSP仿真程序对一实例路网的交通流演化进行仿真,刻画拥挤发生、传播和消散的过程,并模拟基于分流诱导的拥堵应对策略,给出交通状态时变轨迹图、路网全局交通状态快照图等可视化结果,以及不控制和分流诱导情况下的路网总体性能指标。仿真案例表明,网络交通流演化是复杂动态过程,局部节点拥挤易演     

A Microscopic Simulator for Freeway Traffic

In this contribution a micro-simulator for freeway traffic which is coupled to a stream of on-line data stemming from inductive loops is presented. In order to provide network-wide information about the current traffic state a cellular automaton traffic flow model is combined with the measured data. The framework is applied to the freeway network of North Rhine-Westphalia (NRW), where data from about 3,500 inductive loops are provided on-line minute by minute. Special attention is paid to the technical aspects of the simulation like the network structure. Results are presented and discussed.     

城市高速公路交通的神经网络建模与控制

从城市高速公路交通流的宏观、动态特性出发 ,分析了交通流控制中常用的宏观、动态、确定性模型 在此基础上 ,利用人工神经网络技术建立了城市高速公路的神经网络模型 ,并提出了入口匝道放行和路段速度相结合的多变量神经网络控制策略 利用该控制策略建立的自适应神经网络控制器 ,可以使高速公路上的交通密度维持在理想的密度值附近 .进一步分析可以得到 ,该控制器是一个状态和控制作用均可跟踪的伺服系统 .以杭州某高架高速公路为背景的仿真结果表明 :该控制器具有较强的鲁帮性 ,控制效果令人满意 .     

高速公路动态交通流的BP神经网络建模

通过对高速公路宏观动态交通流模型的分析,针对高速公路交通系统的非线性时变特点,应用BP神经网络建立了高速公路宏观动态交通流模型。并利用一段高速公路的交通流数据对BP神经网络进行训练,得到网络参数。最后,为了验证BP网络模型的有效性,在MATLAB环境中对模型进行了仿真,并将仿真结果与原始模型的结果进行了比较。结果表明,该方法能较准确地描述高速公路交通流的真实行为,并且能够适应交通状况的变化。     

VMS行程时间诱导效益分析仿真系统

利用可变情报板(VMS)发布行程时间信息是缓解交通拥挤的有效手段,提出了一种VMS行程时间诱导效益分析仿真系统,并对仿真系统进行设计与开发。运用该仿真系统对两起点两终点的路网进行建模仿真,仿真结果表明,VMS行程时间对于应对交通事件(如需求激增)引起的拥挤作用显著;驾驶员的信息关注率值越大,路网运行效益改善率越明显。研究旨在为相关部门设计、评价控制策略,优化路网运行效益提供辅助决策依据。     

整合快速路网匝道控制和路径诱导的进化粒子群算法

针对快速路匝道控制和路径诱导优化,改进已有宏观交通流模型对上下匝道的处理方式,提出了一种实现快速路网协同整合动态优化控制的进化粒子群算法。利用区分目的地车流的均匀分布,给出起始路段区分目的地车流的实际驶入比例。通过对实际路网中上下匝道车流的观察分析,给出上匝道车速与下游主线车速的关联关系,并对下匝道实施类似主线路段的建模处理。针对基于上述改进得到的快速路网动态控制系统,利用控制变量的箱式约束,在经典粒子群算法中引入交叉变异操作,给出了一种高效的进化粒子群算法。通过算例分析比较了经典粒子群算法和进化粒子群算法,证实了新方法可以高效处理复杂的实际快速路网。