改进型CTM模型突发事件下的拥堵传播规律

通过引入元胞长度和元胞交通流密度2个参数,克服了原元胞传输模型(CTM)需要所有元胞统一长度的局限性.同时,结合传统的基本图方法和三相交通流理论,构建了考虑迟滞现象的MCTM模型,并研究了突发事件下快速路通行能力下降导致交通拥堵的形成及消散过程.仿真结果表明:模型能恰当反映城市快速路突发事件下的交通拥堵演化特点.     

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。     

基于元胞自动机的交通流分析

结合元胞自动机的理论,对车辆运行建立了交通流数学模型.通过C++软件描述了运行车辆除超车之外靠右行规则下,交通流量随换道概率变化的情况;通过Matlab软件进行仿真模拟,揭示了交通密度在右行规则控制下所形成的交通流的规律性.结果表明:在靠右行驶规则下,适当的转向概率和车速有利于交通流量的提升.     

基于元胞自动机的开放型城市街区交通流模拟

科学合理的交通流疏导是衡量可持续性发展城市街区尤其是开放型街区紧凑度的重要考量因素,提出了一种从强度、连接性和复杂度3个方面建立开放型街区道路通行的指标体系,运用元胞自动机算法原理对交通流模拟进行优化。该算法根据交通规则和司机的行为倾向对NaSch模型的车辆行驶规则进行了改进,加入了交通灯、街区内部内行驶限制等规则,能够描述出交通堵塞的物理效应,准确地模拟出排队形成、排队消散和路口延迟等交通动力学特性。     

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.     

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.     

更新步长和元胞尺寸对元胞自动机模型的影响

改进了NaSch模型的更新规则,将更新步长和元胞尺寸作为模型的输入值,建立了细化NS模型。通过计算机模拟研究了更新步长和元胞尺寸对路段交通流状态演变的影响及其作用机理。研究结果表明:较小的更新步长可以真实地体现车辆的相对运动,减少确定性减速;较小的元胞尺寸能够精确描述车辆的速度和位置变化,减少位移累加更新导致的"迟滞"效应。细化模型模拟的交通流具有较小的局部阻塞宽度和速度离散度,因而具有更好的系统稳定性,其模拟结果与实测数据符合很好,解决了经典NS模型仿真流量偏小的问题。     

考虑前车效应的一维元胞自动机混合交通流模型研究

针对以往一维元胞自动机交通流模型中急刹车的问题,考虑了混合交通流中两个连续车辆之间的速度差以及加速行为差异,基于慢启动规则提出了一个新的元胞自动机交通流模型,减速幅度大小及慢化概率与速度差相关.通过计算机数值模拟,从基本图中分析发现大型车辆占比对于系统的道路占有率临界值与最大平均流量影响显著,并且新模型提高了中高密度区域的流量;得出的时空图及速度统计表明新模型可以抑制阻塞的形成,延缓了完全静止阻塞现象的发生,使得小集团阻塞稳定存在于系统中并提高了交通系统的稳定性.     

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。     

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.     

A novel conditional cell transmission model for oversaturated arterials

The objective of this work is to develop a novel feature for traffic flow models, when traffic queues on two-way arterials periodically extend until then they block an upstream signal in oversaturated conditions. The new model, proposed as conditional cell transmission model (CCTM) has been developed with two improvements. First, cell transmission model (CTM) is expanded for two-way arterials by taking account of all diverging and merging activities at intersections. Second, a conditional cell is added to simulate periodic spillback and blockages at an intersection. The results of experiments for a multilane, two-way, three-signal sample network demonstrate that CCTM can accommodate various traffic demands and accurate representation of blockages at intersections. The delay of left turns is underestimated by 40 % in moderate conditions and by 58% in oversaturated condition when using the CTM rather than CCTM. Finally, the consistency between HCS 2000 and CCTM shows that CCTM is a reliable methodology of modeling traffic flow in oversaturated condition.     

A speed-flow relationship model of highway traffic flow

In the view that the generally used speed-flow relationship model is insufficient in the traffic analysis under over-saturated conditions, this paper first establishes the theoretical models of speed flow relationship for each highway class based upon a large number of traffic data collected from the field. Then by analyzing the traffic flow dissipation mechanism under peak hour over-saturated traffic conditions, the speed flow relationship model structures for each highway class are reviewed under different traffic load conditions. Through curve-fitting of large numbers of observed data, functional equations of general speed-flow relationship models for each highway class under any traffic load conditions are established. The practical model parameters for each highway class under different design speeds are also put forward. This model is successful in solving the speed-forecasting problem of the traffic flow under peak hour over-saturated conditions. This provides the theoretical bases for the development of projects related to highway network planning, economic analysis, etc.     

模拟电路的信号交叉口交通流模型

为了定量描述信号交叉口交通流的释放过程,以RLC电路的电流模型为理论基础,对交叉口交通流释放规律进行了研究。类比信号交叉口与电路相似的脉冲特性,建立了信号交叉口交通流量释放模型,并利用长春市典型交叉口实际交通调查数据对模型进行了验证。结果表明,模拟电路信号的交叉口交通流模型可以定量描述交叉口交通流释放规律。     

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.     

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.     

高等级公路收费站通行能力分析

高等级公路收费站的通行能力直接影响着路段通行能力,从而在总体上制约着公路的交通运行状况．因此提高高等级公路收费站的通行能力和服务水平,是改善高等级公路通行能力及服务水平的有效方法．本文根据高等级公路收费站交通流特性的分析,建立了收费站的排队模型．在深入分析实地调查数据的基础上,应用M／G／K模型,计算出了适合在不同服务水平下的收费站最大服务交通量,并提出了分析收费站通行能力的方法．     

基于多智能体的交通信号控制与路径诱导的协同

在总结已有交通信号控制与路径诱导协同模型的基础上,分析了路段行程时间函数与信号控制策略对协同模型求解唯一性与收敛性的影响;设计了交通信号控制与路径诱导协同研究的多智能体模拟系统。该系统由交叉口控制智能体、路径诱导智能体、信息处理智能体组成,具有较大的灵活性与可扩展性。该模拟系统中路径诱导策略是用户最优策略,交通流动力学由元胞传输模型描述,信号配时由基于元胞的交通控制模型优化。模拟结果表明,实施交通信号控制与路径诱导协同后,路网总行程时间最多可减少41.4%。     

智慧公路多源数据下的交通出行演化模型

为探索智慧公路对出行者路径选择行为的影响,将网络可靠性和经验学习理论引入出行者的路径选择过程. 运用交通流理论统一化由智慧公路采集的多源数据类型,进一步采用最小方差加权平均方法融合多源数据. 智慧公路上的出行者根据融合信息实时决策出行路径;普通公路上的出行者根据前一天的路网交通状况和历史出行经验选择出行路径. 采用不动点理论证明模型解的等价性、存在性和稳定性条件. 算例结果表明：道路流量行为系数和感知时间误差的增大均会导致模型进入不稳定状态;在模型解稳定性方面,具有冒险倾向的出行者显著优于具有风险规避倾向的出行者,且多源融合数据演化的路网交通流量更具鲁棒性.     

基于模糊逻辑的交通拥挤状态识别算法

在模糊综合评判算法的基础上,提出基于模糊逻辑的交通拥挤状态识别算法。该算法将占有率、密度和行程时间3个基础交通流参数进行组合,得到服务水平、相对密度、相对行程时间3个新的特征变量,采用梯形函数分别计算隶属度,根据隶属度评判交通拥堵状态,最后结合某城市主干道路采集的交通动态参数对此方法进行算例分析,显示该算法的工作流程与输出结果。