中国特大城市混合交通流研究

结合中国特大城市交通流的演变过程,深入探讨了我国特大城市混合交通流的形成机理,并针对我国特有的混合交通流现象,提出了特大城市内部客运交通发展建议。     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

基于混合交通流下信号交叉口交通组织优化分析

基于我国经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高,我国的城市化规模日益上升,因此机动车的数量日益增加。机动车在给人们增加便利的同时,一个突出的难题也摆在眼前,那就是其数量规模的急速扩张造成的交通问题。而目前,我国机动车、路人在交叉口的不断分流与合流使得交通秩序越发的混乱,容易造成交通堵塞,影响交通质量。因而对混合交通流下信号交叉口交通组织优化分析的研究就迫在眉睫。     

城市混合交通流综合治理措施的探讨

混合交通是指各种交通工具或各种交通工具与行人共用同一单幅道路的交通现象,通常分为三种情况:一是不同种类机动车的混合交通;二是机动车和非机动车的混合交通;三是机动车、非机动车与行人的混合交通.     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式,建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型,建立了交叉口换道规则,增加主动减速规则;对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性,以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力,但长度并非越长越好,当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞,总体上等候区是一种值得借鉴的方式;非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

北京城市网络交通流混合流量建模

针对北京城市网络交通流的统计特性,提出了一种新颖的混合流量模型,通过三类交通流量的组合得出:M型日均流量、振荡幅值符合时变Super-Gaussian分布的分形随机波动和到达率符合Poisson分布的流量"尖峰",以此来描述实际的交通流.通过该模型得出北京市交通流数据的去日平均概要曲线,对去日概要曲线进行离差统计分析可以较好地反映实际观察的交通流"尖峰"现象,这种现象和Internet通讯流的研究结果相符.进一步对交通流"尖峰"的到达规律进行研究发现,"尖峰"到达时间间隔呈负指数分布,并且这种随机波动具有与高速公路交通流相似的多分形特性.对交通流"尖峰"的认识和其到达率的结论对于进一步理解城市交通流复杂现象的起因和特性,提高交通流预测和仿真效果有着重要作用.     

混行非机动车交通流基本参数研究

近年来,助动车在中国城市出现并迅猛增长,多数城市助动车出行量已超过自行车。文章基于实地调查数据,对车辆的路段速度进行统计分析,提出以交通流建模为目的的参数定义方法,建立了有设施隔离、不受交叉口影响情况下非机动车流的速度-密度、速度-流量、流量-密度关系模型,并分析了参数之间的相互作用关系。研究结论可供后续非机动车流特性和模型研究参考。     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式，建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型，建立了交叉口换道规则，增加主动减速规则；对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性，以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力，但长度并非越长越好，当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞，总体上等候区是一种值得借鉴的方式；非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化

考虑网联自动驾驶车辆(Connected Autonomous Vehicle, CAV)应用先进的车联网与自动驾驶技术,可以采用智能交叉口的组织形式,大幅提升交叉口的通行效率,为降低CAV与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle, HV)混行条件下城市交通系统的整体出行成本,提出智能交叉口在城市交通网络中的布局优化问题,建立数学优化模型并求解。首先,基于对两类车辆行驶特性的分析,建立混合用户均衡模型,描述CAV与HV的路径选择行为;其次,从交通规划者的角度,以系统最优为目标,整合混合用户均衡模型,建立面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化模型,并利用改进的遗传算法求解;最后,选取Sioux-Falls交通网络作为案例分析,验证模型与算法的有效性,并研究CAV渗透率变化对优化结果的影响。研究表明,智能交叉口在城市路网中的合理规划极大地提高了新型混行场景下城市交通系统的出行效率,同时,大幅降低了由于网联自动驾驶单方面技术优势带来的CAV与HV的出行效率差距,增进了出行公平性。     

交叉口交通流动态模型的建立与分析

本文针对我国交通条件比较混乱的特性,提出描述交通流控制系统中车队离散规律的实用动态模型。同时,对车队离散动态进行稳定性分析与实际运算。     

基于驾驶人行为选择的交叉口混合交通流建模与分析

针对信号交叉口混合交通流机动车和非机动车冲突问题,采用元胞自动机模型建立交叉口处混合交通流模型。该模型将驾驶人行为选择引入演化规则,包括决策点规则和启动点规则。利用Matlab软件进行仿真,结果表明:首先,模型能够描述右转机动车和直行非机动车交通冲突的相互关系;其次,当非机动车到达率增加时,机动车饱和流量和临界到达率分别下降的百分比为80%和12%;最后,改变决策点和启动点驾驶行为概率对改变机动车流量效果明显。     

混合交通流的动力学模型

引入超车换道流量，建立了混合交通流的连续性方程；通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程．连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．将模型应用于无超车换道交通流，求出了流量和密度之间的关系．结果表明在低密度段模型与实测数据吻合．     

自行车-行人共享道条件下自行车交通流特性研究

研究城市路内自行车一行人共享道条件下的自行车交通流特性,对城市慢行交通规划、设计和管理有重要意义。论文首先设计了共享道交通流数据的采集方案,并选择南京市5条典型的自行车一行人共享道路段展开交通调研。其次,对共享道自行车交通流基本参数进行统计分析,包括交通流量、速度、密度及空间占有量等．再次,以实测数据为基础,分别建立共享道条件下自行车交通流基本模型,以及自行车交通流基本参数之间的相互关系曲线．最后,总结分析共享道条件下交通流与传统交通流特性的主要差异性。     

利用混沌搜索全局最优的交通流控制优化模型

运用交通流控制理论建立了在交叉口空间渠化及信号相位相序给定的条件下,考虑机动车与非机动车的延误(服务水平)约束条件,机动车通行能力最大的优化模型,并利用混沌变量的内在特性,与梯度法相结合进行全局性的搜索.通过优化实例计算,说明了优化模型及其混合算法的理论价值及实用价值.     

基于交叉口交通流影响程度的不利天气分级方法

信号交叉口的交通流由于受到不利天气的影响呈现不同特征,根据不同级别不利天气设置有针对性的信号控制方案,是减少天气对交通运行影响的重要途径.本文选取北京市不同规模、不同类型的信号交叉口为观测对象,以视频采集方式获取了2012 年 4 月–2013 年2 月期间不同类型和强度的不利天气条件下交叉口交通流数据,通过显著性差异分析、回归拟合的方法,分析了交叉口直行车道饱和车头时距、饱和流率及起动损失时间等特征参数的变化,构建了信号交叉口特征参数的影响模型,量化了降雨、降雪天气对交叉口交通流的影响.最后,基于不利天气对交通流特征参数的折减程度,将不同类别的不利天气统一划分为四级,并明确了各级不利天气对应的饱和流率折减范围,为制定天气响应型的交通控制方案提供了重要的参数基础.     

混合交通流交叉口共享空间交互行为建模及仿真

为准确刻画交叉口共享空间内交通个体的运动和交互过程,并为智能汽车虚拟测试提供可靠背景交通流仿真环境,本文提出一种混合交通流交叉口共享空间交互行为模型。基于人类认知过程,模型被设计为“感知-决策-执行”的3层通用框架结构,模拟混合交通流中不同类型交通个体从感知、决策直至执行的交互全过程。感知层提出一种二维平面交互对象选择方法,通过个体感知范围和轨迹冲突有序筛选交互对象,表征冲突交互的动态性特征;决策层基于当前时刻的交互对象和实时交通环境状况,使用交互行为决策方法为不同类型的交通个体分别选择适合的行为进行交互;执行层通过计算生成执行当前行为决策所需要的轨迹、加速度等关键参数,共同控制仿真个体按照行为决策结果在二维平面上运动和交互。基于智能汽车Opendrive高精度路网,构建虚拟测试仿真平台,并将所提出的模型注入平台进行测试。仿真结果表明,模型能较好地复现交叉口共享空间中交通个体间的交互。研究结果有助于为智能汽车虚拟测试提供可靠背景交通流环境,并进一步提高虚拟测试工具的测试可信度、测试效率及泛化能力。     

基于遗传算法的城市区域交通信号控制系统仿真

城市交通信号控制是城市交通管理中的主要手段和途径。提出从系统最优原则出发制定交通管理策略的观点,建立城市区域系统最优模型,并基于MATLAB软件中的遗传算法给出求解。最后,通过两个典型交通路网模拟验证最优模型的适用性和合理性,并获得控制目标交叉口绿信比、延误数以及区域交通网络总的运行时间。     

公交线路对双车道交通流的影响分析

采用元胞自动机模型对具有公交线路的双车道混合交通系统进行建模和模拟分析. 通过绘制系统的基本图和右车道上车辆占有率分析了公交线路对双车道车流演化特性以及运行效率的影响,并针对港湾式和非港湾式两种停靠方式的优劣进行比较. 研究结果显示,系统中存在四个车流演化特性不同的密度区域;系统中公交车数量增多会导致最大流量降低;港湾式停靠站的公交线路系统对车流的影响小,系统流量大,优于非港湾式停靠站的公交线路系统.     

基于空间比和感知密度的混合自行车交通流模型

针对混合自行车流的异质特性,从空间比和感知密度概念出发,分别对3种混合自行车流状态的密度及流量进行计算,并根据元胞传输模型得出混合自行车流交通波计算公式. 采用昆明市6种不同自行车道宽度的实际调查数据,以停车波和启动波作为验证参数,并与单一车流交通波(LWR)模型计算结果进行对比.结果表明,不同自行车道宽度下本文模型计算精度均高于单一车流交通波(LWR)模型;从MAPE可以看出,本文模型的停车波、启动波计算精度较单一车流交通波(LWR)模型分别提高9.25%、13.64%,表明本文模型能较好地描述混合自行车流运行特征,为进一步揭示混合自行车流交通机理提供新思路.