Integrated reliability of travel time and capacity of urban road network under ice and snowfall conditions

In order to evaluate and integrate travel time reliability and capacity reliability of a road network subjected to ice and snowfall conditions,the conceptions of travel time reliability and capacity reliability were defined under special conditions.The link travel time model(ice and snowfall based-bureau public road,ISB-BPR) and the path choice decision model(elastic demand user equilibrium,EDUE) were proposed.The integrated reliability was defined and the model was set up.Monte Carlo simulation was used to...     

冰雪条件下城市路网容量可靠性

为研究冰雪条件下城市路网容量可靠性,采用路段行程时间可靠性及容量为约束条件进行研究.定义了冰雪条件下的路网容量可靠性概念,以BPR(Bureau of Public Roads)函数为基础,通过引入自由行程时间及通行能力修正函数,建立了适用于冰雪条件的ISB-BPR(Ice and Snowfall Based-Bureau of Public Roads)函数,并以路段容量和遵循ISB-BPR函数的行程时间可靠性作为约束条件构建了上层规划,以符合冰雪条件出行特征的弹性需求分配模型作为下层规划,提出了适用于冰雪条件的双层规划模型.根据模型反映的路径选择行为特点,设计了灵敏度分析法求解交通量分配模型,以Monte Carlo仿真算法求解路网容量可靠性.并给出1简单算例,计算结果表明:冰雪强度及交通供需对冰雪条件下路网容量可靠性有很大影响.该模型能够用于评估冰雪条件下的路网性能,并为路网规划、设计、维护提供依据.     

广义出行费用下的冰雪条件路网容量可靠性

为体现冰雪条件下出行者路径选择行为,准确评价路网容量可靠性,采用行程时间、行程时间可靠性及安全性的加权和定义广义出行费用,引入坡道行驶安全系数量化安全性出行费用,建立基于广义出行费用的随机用户平衡分配模型.从路段角度定义容量可靠性的概念,建立基于广义出行费用的路网容量可靠性模型,给出Monte Carlo仿真和交通规划...     

冰雪条件下城市道路路段行程时间模型

为研究如何准确地预测冰雪条件下城市道路路段行程时间,建立冰雪条件下路段行程时间模型.在美国联邦公路局路段行程时间模型的基础上,分别引入冰雪条件下自由行程时间及路段通行能力修正函数,构建基于冰雪条件下的ISB-BPR函数.通过大量实地调查对修正函数及BPR参数进行标定.实例验证结果表明,该函数能够较为准确地预测冰雪条件下...     

冰雪条件下城市道路路段交通量

为研究冰雪条件下城市路网交通特性,以冰雪条件对路段交通量的影响为研究对象,在界定冰雪条件以及进行实际交通调查的基础上,引入冰雪交通量因子来表征冰雪条件对路段交通量的影响程度,并对路段冰雪交通量因子与冰雪条件建立回归模型,通过大量的实际调查数据对函数参数进行标定.结果表明标定函数的精度较高,能够为冰雪条件下交通特性研究提...     

考虑燃油经济性的出行者路径选择模型

为研究燃油经济性对出行者路径选择的影响,将燃油消耗、行程时间及其可靠性的线性加权和定义为广义出行费用,以饱和度为参数建立了路网单元燃油消耗模型并量化燃油消耗出行费用.分别以BPR函数及HCM2000延误公式量化路段行程时间及交叉口延误,以二者可靠性量化行程时间及延误波动的相应费用建立了基于广义出行费用的随机用户平衡分配模型.通过在小型测试路网上进行计算分析表明:基于广义出行费用的交通分配模型能够较好地反映考虑燃油经济性的出行者路径选择行为;出行费用权系数对出行者路径选择行为影响显著,考虑燃油经济性的路径选择行为可有效减少路网燃油消耗,可达9%左右.     

Car-following Model and Its Stability under Ice and Snowfall Conditions

冰雪条件下车辆跟驰模型及稳定性

冷军强^1* , 安 实², 李文翔³, 刘维怡¹, 赵韩涛¹

(1.哈尔滨工业大学（威海）,汽车工程学院,威海 264209,山东;

2.哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院,哈尔滨 150006;

3.道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804)

摘要：为研究冰雪条件下车辆的跟驰规律及稳定性,基于全速度差(FVD)模型,提出一种考虑不同道路条件的交通流跟驰模型。通过线性稳定性分析,得到各种道路条件下模型的临界稳定曲线,道路条件越恶劣,交通流的稳定区域越小。通过非线性分析获得不稳定区域下的扭结-反扭结密度波。最后使用数值仿真技术,模拟验证本文结论：道路条件越差,即路面摩擦系数越小,交通流稳定性越差,遇小扰动时越容易发生拥堵甚至事故。该结论对解决冰雪条件下交通拥堵与安全问题有重要意义。

关键词：车辆跟驰模型;冰雪条件; 稳定性

创新点说明：本文基于全速度差模型构建了一能够应用于不同道路条件下的交通流跟驰模型,并利用该模型对冰雪条件下交通流进行了稳定性分析。

     

基于云理论的三时估计法计算行程时间可靠度

为了估计城市道路在随机和模糊条件下的行程时间可靠度,提出了基于云理论的三时估计法.修正了无确定度逆向云算法,假定路段行程时间服从单峰点在m,端点在a和b的Beta分布,对形状参数进行了估计.运用基于云理论的三时估计法求出路段行程时间的期望值、方差和超熵,进而得到路径的行程时间正态云数字特征,根据数字特征对路径进行了排序,并求出了路径、OD和路网的行程时间可靠度.最后,通过一个算例验证了该方法的有效性,说明三时估计法结合云理论可以有效解决不确定条件下的行程时间可靠度问题,为城市交通规划和管理提供技术参考和支持.     

基于元胞传输模型的区域疏散动态交通分配

为制定合理、高效的灾害条件下区域疏散交通管理与规划方案,针对道路交通应急区域疏散的动态交通分配问题进行研究.首先,采用元胞传输理论和单终点疏散方法,建立了元胞-连接桥疏散路网模型,进而以系统疏散出行时间最短为目标函数,以元胞流量守恒和流量传播等为约束条件,构建了区域疏散动态交通分配线性规划模型.对该模型的求解可以得到系统最优疏散出行时间、疏散清空时间、分阶段疏散优先权分配方案、交叉口车流诱导方案以及疏散者终点选择和路径选择最优方案.案例分析的结果表明,该模型即能够满足大规模疏散路网建模的需求,同时又能恰当地反映疏散交通流的动态特性.     

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.     

冰雪条件城市道路纵坡坡度设计指标

为给多冰雪地区的城市道路线性设计提供参考,建立冰雪条件下车辆最大爬坡能力模型,从而计算冰雪条件下城市道路纵坡最大坡度建议值.根据车辆行驶理论,考虑车辆牵引力受冰雪路面摩擦条件的限制,建立冰雪条件下坡度计算模型,计算质量/功率比不同代表车型在不同冰雪路面的最大爬坡度,确定冰雪条件下城市道路设计速度在10～60 km/h的...     

占道施工影响下区域路网容量计算与关键路段识别方法

为研究占道施工事件对区域路网络容量的影响,基于双层规划理论,构建了考虑路段通行能力约束的区域路网络容量计算模型,并设计了求解算法。通过VISSIM仿真软件,确定了施工区段通行能力基准值,对实际通行能力与各影响因素之间的定量关系进行分析,给出了占道施工条件下实际通行能力计算方法。结合交通流分配结果、边介值、蓄意破坏前后路网效率变化率给出了占道施工期区域关键路段识别方法。最后以哈尔滨市阿城区的路网为案例,通过手机信令数据获取得到出行需求分布,计算占道施工前后的路网容量,并对占道施工期阿城区路网进行了重要度排序。研究表明:初始条件下区域路网络容量为38 445 pcu/h,施工时为36 865 pcu/h,路网络容量值减少了4.1%。     

基于交通方式出行距离需求的网格状城市道路级配

从供需平衡的角度出发,以满足城市各种交通方式对不同道路资源的需求为目标,对城市道路网级配进行了研究.根据各等级道路功能的区别,讨论了基于路网交叉口等级的可能出行顺序,推导了不同出行顺序下各等级道路上各交通方式的适宜出行距离;以各等级道路上的交通周转量作为交通需求,通行能力作为交通供给,进而在满足各交通方式供需平衡的基础上,得到各等级道路的需求长度.以某城市为例进行了验证,结果表明,使用该方法能得到合理的道路级配比例.     

基于路网容量约束的停车设施泊位规模优化

针对目前停车规划中很少考虑道路网络容量限制的情况,建立了基于路网容量约束的停车设施泊位规模优化模型.该模型考虑道路网络容量对停车需求的限制和约束,通过各处停车设施规模的优化,引导停车需求合理分布,以充分利用道路网络资源,实现效益与公平性最大化.该模型优化目标为在满足道路网络容量约束下使得效益(即可满足的停车需求)最大,并通过用户平衡模型计算流量在道路网络上的分配,介绍了用遗传算法对模型求解的方法.数值算例表明,通过优化建模与求解,可得到各处停车设施的最佳泊位规模,并得到满足路网容量约束的合理停车需求分布.     

Travel Decision Model of Heterogeneous Commuters under Uncertain Environment

不确定环境下的异质出行者出行决策模型

陈红,宋占国,王韩麒,宁瑞昌,许方经

（长安大学 公路学院,西安 710064）

创新点说明：

1）针对出行者出行决策研究环境是在不确定条件下开展,所构建的模型为不确定环境下出行决策模型;

2）所针对的研究对象是异质出行者,而非同质出行者;

3）从环境、出行者等特有性质角度构建了决策模型,并进行案例分析。

研究目的：

通勤者出行决策行为模型研究成果多集中于特定出行环境下,而且尚未对异质出行者的出行行为展开深入分析。鉴于此,为了更好描述不同出行环境下通勤者的出行决策行为,从出行者异质性角度出发,建立不确定环境下的出行决策模型,分析异质通勤者的出行决策行为。

研究方法：

1）首先定义了异质通勤者及类型,并将其划分为保守型、中立型、冒险型3种类型;

2）分别从出行环境供给和需求两方面着手,并假设出行需求服从伽马分布及通行能力服从贝塔分布;

3）确定不同出行者风险偏好态度;

4）确定不同出行者价值函数及累积概率权重函数;

5）确定不同出行者的前景值,确定出行方案。

结果：

通行能力退化对出行决策行为产生影响较出行需求波动更为显著;通勤者类型不同,对出行决策行为的干扰程度明显不同,并通过案例的分析,结果表明建立的模型能准确地描述在不确定环境下的异质通勤者的出行决策行为,与实际较为符合。

结论：

从不确定环境的角度入手,建立了不确定环境下的行程时间函数,同时根据对待风险态度的不同对通勤者进行分类,构建了基于累积前景理论的出行决策模型,借助实例从出行需求波动、通行能力退化以及两者同时变化等角度分析不同情形下通勤者的出行决策行为。

关键词：交通工程;出行决策行为;累积前景理论;异质通勤者;出行环境

     

不利天气下离散化动态交通路网容量研究

为了制定合理的不利天气下交通管理方案,采用离散化动态交通路网容量描述道路网容量变化情况.定义了不利天气下离散化动态路网容量,提出了与时空消耗概念相类似的基于通行能力的离散化动态路网容量计算模型,并对模型中的通行能力和平均出行距离两个变量进行了说明:采用径向基函数神经网络模型处理不利天气下通行能力与众多非线性影响因素;用概率统计理论推导出行距离的概率密度函数,概率密度函数的均值即为交通平均出行距离.通过对哈尔滨市暴雨天气下道路实际数据的分析,验证了模型的可行性和有效性.     

Optimization model and algorithm for mixed traffic of urban road network with flow interference

In this paper, the problem of interferences between motors and non-motors in urban road mixed traffic network is considered and the corresponding link impedance function is presented based on travel demand. On the base of this, the main factors that influence travelers’ traffic choices are all considered and a combined model including flow-split and assignment problem is proposed. Then a bi-level model with its algorithm for system optimization of urban road mixed traffic network is proposed. Finally the application of the model and its algorithm is illustrated with a numerical example. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 70631001) and the National Basic Research Program of China (“973”) (Grant No. 2006CB705500)     

交通拥堵下基于实时交通信息的路径选择模型

针对路段行程时间的估算在交通路径诱导系统中的应用,提出了一种在交通拥堵下基于实时交通信息的路径选择模型.根据目前城市交通的状况,以城市交通系统的基本设施为基础,分析了影响路段行程时间的各种因素和路段行程时间的组成.利用设置在路段上的车辆自动检测装置来搜集实时交通信息,通过行程时间的计算、动态算法的构造和路网模型的建立来对交通路径进行动态规划.实验结果表明,该模型解决了实际交通系统中的时间最短路径问题,具有一定的实用价值.     

随机效用理论在路网容量研究中的应用

以随机效用理论为基础,建立了整个路网中车辆在路网容量极限状态下的平均行驶时间模型. 为了便于应用,结合模糊数学的相关知识给出了平均行驶时间的计算步骤和计算流程图. 该方法可避免以往通过调查才可以获得行驶时间的浪费人、财、物力的方法,也为精确计算路网容量奠定了一定的基础.     

路网交通流二层规划模型及其极大熵解

分析交通网络系统的特点,研究混合交通OD结构的关联性,在定量分析路网交通流受交通容量、交通安全及交通服务能力等条件限制的基础上,研究路网利用效益最大化及路网交通流量最大化问题,构建一种路网交通流的二层平衡规划模型。利用先验分布理论和极大熵原理,给出模型的极大熵函数解,进一步证明解的存在与唯一性。模型一方面描述了管理部门对路网交通的优化配置,一方面描述了出行者充分利用路网资源的最优选择。最后通过一个实例,分析模型计算的相关结论。