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已有的交通流参数模型无论是基本图还是三相交通流理论都是基于高速公路交通流数据进行研究,由于高速公路和城市快速路具有不可忽视的差异,以高速公路交通流数据为基础建立的交通流参数模型难以符合城市快速路交通流运行的实际情况.本文根据实测的城市快速路交通流数据,采用线性回归分析建立城市快速路速度—占有率模型、交通流率—占有率模型和速度—交通流率模型,应用最小二乘法估计模型参数,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.最后,在建立交通流参数模型、明确交通流参数之间关系的基础上,对城市快速路交通流状态进行了划分.本文建立的交通流参数模型,对交通流短时预测和交通流状态判别具有应用价值.     

基于Van Aerde模型的快速路交通流特征参数辨识？

宏观交通流参数特性是交通流理论中重要研究内容,而快速路做为城市骨干路网,交通流特征参数对于快速路的控制与管理具有重要价值。基于固定检测线圈检测到的交通流数据,对数据进行错误剔除与修复,并集聚提取了快速路流量、速度与占有率值,同时通过实测数据统计分析车辆平均长度,实现占有率与密度之间的转换,进一步采用标准遗传算法与最小二乘法对Van Aerde模型进行了对比标定,辨识了快速路交通流特征变量,为城市快速路的精细化管理提供支持。     

现代检测技术在城市快速路交通流特性研究中的应用

结合应用实践，介绍了现代交通流检测技术——视频检测技术、磁映像技术、橡胶气压管传感器技术和远程微波传感器技术的工作原理及在城市快速路交通流检测巾的应用，对每种检测设备的适应条件、安装要求以及数据分析进行了详细论述。实践证明，以上四种检测技术能为城市快速路交通流特性研究提供所有交通流参数，为城市快速路交通流特性研究提供有力的数据支持。     

辅路对城市快速路出口交通流特性的影响研究

减少辅路车流对快速路出口产生的影响有利于提高出口通行能力和保证快速路主路交通流的正常运行,对菱形立交先入后出式出口进行数据收集,利用该数据标定和验证VISSIM微观仿真模型。利用该仿真模型,通过仿真试验,分析了辅路车流运行状态对快速路出口交通流特性的影响。其结果可以为辅路车流的交通管理提供参考。     

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目前交通流理论研究的主要对象为高速公路，与其相比，城市快速路交通流则具有明显不同的特点。交通科学是一门实证科学，本文在实证数据的基础上，首先对城市快速路交通流速度概率分布进行了研究，分析了在不同密度条件下速度概率分布的特性。在此基础上，在流—密平面中将交通流划分为自由流、谐动流、同步流和堵塞4个稳态相位，并具体讨论了各个相位的性质，定量标定了每个相位的区域范围。     

城市快速路路段交通流状态评估方法

交通流状态分类对于选择交通控制和诱导策略有非常重要的作用,不同的快速路路段设定的交通流参数临界值及变化特性会有所不同．本文考虑到交通流参数对交通流状态判别的影响程度,给出了一种基于加权欧氏距离的相似性度量方法,并确定了交通流状态判别的关键参数．根据整个路段的交通流数据,通过聚类分析构造最小距离分类器,把个别路段的交通流数据作为样本数据．进行了对个别路段的状态评估．实证分析结果表明：在交通流状态判别过程中,密度是最关键的参数：基于最小距离分类的个别路段的状态评估结果与实际情况非常类似,这将为交通控制和管理提供决策依据．     

城市快速路匝道合流区与基本路段交通流特征对比

基于快速路实测数据和微观仿真数据,从交通流基本图、交通流状态空间传播、匝道与主线流量关系和车道横向分布特征4个方面对比了匝道合流区与基本路段的交通流特征.结论表明:由于匝道车辆汇入的影响,匝道合流区与基本路段的交通流特征存在较大的差别,在城市快速路的规划、设计、管理和控制中都应该区别对待.     

基于混沌时间序列的道路断面短时交通流预测模型

为了提高道路断面短时交通流预测的精确性,本文对道路断面的短时交通流数据进行混沌时间序列分析,并对多维交通流时间序列数据进行了相空间重构,建立基于混沌时间序列分析的道路断面短时交通流预测模型,利用粒子群优化算法优化模型的参数选择．最后应用本文的方法对城市快速路采集的断面交通流数据进行分析,对道路断面短时交通流建立预测模型并验证其有效性．     

城市快速路交通流特性研究

本文利用我国城市快速路交通信息采集系统的实时交通检测数据，对城市快速路交通流的动态特性进行了分析；对比了多车道交通流量、密度、速度的横向分布差异；最后比选了适用于城市快速路的稳态交通流模型，并标定了模型参数，本文的研究成果将对城市快速路的规划、设计、运营、管理和评价提供科学依据和数据支持．     

HMI——城市快速路发生交通拥堵的一个预警指标

借鉴定性推理中描述参数的相关方法,首先提出了描述城市快速路各车道交通流同态程度的概念——同态度量指数（Homogeneous Measure Index,HMI）,大量对快速路的实证研究得到的HMI指数反映了不同情况下交通流状态的定性差异.通过对北京环路交通拥堵发生与消散过程的观察和分析,本文发现当交通拥堵发生或消散的过程被触发时,不同车道交通流的同态度量指数HMI会发生定性跃迁变化,并且各车道交通流的同态性变化将是一个＂同态→非同态→同态＂的过程,因此可以利用这一性质,将HMI作为一个指标来对城市快速路交通拥堵是否可能发生进行预警.     

基于速度里程分布的快速路宏观交通状态评价模型

随着城市规模的不断扩大,快速路已成为支撑城市道路交通系统运行的重要 部分.准确的快速路宏观交通状态评价是快速路交通管理的关键.本文以北京市西三环为 例,引入交通流宏观基本图模型,设计了基于速度里程分布的快速路宏观交通状态指数 （MTCI）.首先,利用RTMS 数据,建立了宏观基本图模型.在此基础上,将快速路宏观交 通状态划分为畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和阻塞五个等级.然后,利用浮动车数 据建立了快速路车辆运行速度累积里程分布模型.通过关联宏观交通流状态与车辆运行 速度累积里程分布,构造了基于速度里程分布的MTCI 评价方法,并通过实例验证了该 模型的适用性.     

基于浮动车技术的北京西三环快速路交通运行状况分析

以北京西三环（玉泉营桥—四通桥）快速路为研究对象,基于调查研究得到瓶颈点分布,采用浮动车技术得到不同路段行程速度作为评价指标的统计数据,定量论证和分析瓶颈点的存在对北京西三环交通运行的影响程度,可为城市交通管理部门采取相应的改善和疏堵措施提供理论和数据支撑,同时,也能为其他城市快速路的交通运行状况研究提供—定的参考与借鉴.     

基于时延特性建模的多断面短时交通流预测

针对现有交通流预测方法未充分考虑多断面车流演变规律，提出基于时延特性建模的时空相关性计算方法. 该方法采用对不同断面、不同时刻交通流的分布相似性度量，对输入的车辆到达数据序列进行切割构建时空相似度矩阵，得到相邻断面之间的时延参数. 基于时延特性建模，将多断面之间的流量信息进行融合，使用长短时记忆(LSTM)网络进行流量预测. 通过对实际路段数据的预测和结果分析，验证所提方法的有效性和实用性.     

考虑驾驶行为异质性的城市快速路合流区仿真模型

为研究城市快速路合流区车辆运行规律，基于车辆自然轨迹数据，提出考虑驾驶行为异质性的合流区元胞自动机仿真模型。模型将合流区分为上游区域、合流区域及下游区域，3个区域由11条路段组成。首先，利用Kalman滤波算法对自然轨迹数据进行降噪处理；然后，计算每辆车驾驶行为特征参数并进行K-means聚类分析，结合聚类效果评价指标Silhouette系数将驾驶行为分为：保守-谨慎型、激进-谨慎型、保守-轻率型及激进-轻率型这4种类型；最后，依据分类结果， 建立考虑加速度、随机慢化概率异质性的跟驰模型和考虑换道安全间距、换道决策的多级异质性换道模型。在各空间占有率的情境下，基于Matlab进行数值仿真，统计同质驾驶行为和异质驾驶 行为条件下，合流区域车道的流量、密度、速度、时空位置及换道频率等参数。仿真结果表明：在空间占有率为10%~20%时，同质交通流相比异质交通流更容易产生局部交通拥堵和交通流失效情境，并且同质交通流量峰值比异质交通量小27.1%；随着空间占有率的增加，同质车辆和异质车辆驾驶频率均呈现增加-稳定-下降的趋势，而异质驾驶行为换道频率的极大值比同质交通流高 20.74%。     

车流密度变化条件下的跟驰模型研究

把车流密度的跳跃性变化作为车流波现象,在高峰小时或者异常情况下(如雨、雪、雾等异常天气),快速路的瓶颈地段经常出现堵塞以及由堵塞引起的车流波。车流波不仅影响瓶颈点下游车辆的运行,还会降低瓶颈点上游路段的有效通过能力。通过大量的交通数据采集,构建基于模糊推理的驾驶员感知——预测行为模型和车流波传播条件下驾驶员微观跟驰模型。结果表明,模型可以有效、准确地模拟车流波传播过程中驾驶员行为。     

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城市快速路设置公交专用道作为缓解快速路交通拥堵的策略之一,受到了北京市交通部门的关注. 本文旨在利用先进的仿真技术对快速路公交专用道设置方案后的交通运行影响进行探讨. 文中选取北京市西三环快速路为研究对象,在考虑专用道设置区段、结构形式、站点结构、匝道交通组织以及公交线路调整的基础上,设计四个公交专用道方案并利用INTEGRATION模型开展仿真评价. 选取车辆行程速度、道路运行状态分布作为评价指标,结果显示：尽管道路设施及交通状况满足专用道设置条件,西三环运行指标却有所下降,无法发挥专用道功效. 分析其关键制约因素在于车辆分道行驶加大了匝道附近车辆换道、进出的难度,建议协调匝道控制和公交线路优化改善方案实施效果.     

面向道路交通能耗排放测算的行驶周期开发

行驶周期是测算交通能耗和污染排放的重要参数。提出利用VSP分布来描述城市交通特性的方法,基于大量浮动车（FCD）数据对北京市快速路和非快速路交通特性进行深入分析,提出以VSP区间分布的加权均方根误差为指标,基于浮动车数据的行驶周期建立方法。然后分别针对城市快速路和非快速路,建立北京市机动车行驶周期。     

城市快速路交通状态自动判别解决方案

为满足社会公众对实时交通状态信息发布服务的需求,对城市快速路交通状态自动判别解决方案的关键技术进行研究。在总结已有研究成果的基础上,对快速路交通状态判别指标、判别标准及空间对象进行分析,选取平均行程车速作为快速路交通状态的判别指标。设计了交通状态自动判别软件构架,对平均行程车速实时估计算法模块进行了详细分析。基于研究成果开发的快速路交通状态自动判别系统软件已经应用于上海市快速路监控中心。对软件的实际运行效果进行评估,结果表明,道路交通状态判别平均精度达到95％以上。     

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中国的城市快速路与发达国家相比有着截然不同的特征.中国城市快速路匝道出入口之间距离相对较短,且城市快速路匝道出口经常与城市道路交叉口相连,因此在欧美成功应用的快速路匝道控制方案不一定适用于中国.本文详细描述了如何在仿真中设置模型参数,使得城市快速路交通流特性仿真结果与实际测量值具有较高的匹配精度.在具体阐述自适应与协同信号控制策略的基础之上,给出了各种方案在匝道入口、出口辅路和出口下游交叉口的具体部署方案.最终仿真结果表明,自适应和协同控制策略能够提高瓶颈区域道路通行能力8%-9%,有效地缓解城市快速路交通拥堵.     

考虑多前车作用势的混行交通流车辆跟驰模型

基于自动驾驶车辆(AV)和常规人驾车辆(RV)混合行驶的情况，在全速度差(FVD)模型的基础上考虑了多前车和一辆后车的车头间距、速度、速度差、加速度差等因素，建立了适用于AV和RV 2种车辆的混行车辆跟驰模型；引入分子动力学理论定量化表达了周围车辆对主体车辆的影响程度；利用RV和AV混行场景跟车数据，以模型拟合精度最高为目标，对所有参数遍历寻优，进行标定；对比分析了混行车辆跟驰模型和FVD模型控制下交通流的稳定性，解析了车速对交通流稳定性的影响；设计了数值仿真试验，模拟了城市道路和高速公路2种常见场景，分析了混行车辆跟驰模型的拟合精度。研究结果表明:考虑周围多车信息有利于提高交通流的稳定性；车辆速度越低交通流稳定性越差；考虑多车信息的分子动力学混行车辆跟驰模型可以提前获得整个车队的运行趋势，更好地模拟AV的动力学特征；与FVD模型相比，在城市道路条件下混行车辆跟驰模型中的RV平均最大误差与平均误差分别减小了0.18 m·s-1和13.12%，拟合精度提高了4.47%；与PATH实验室的ACC模型相比，在高速公路条件下混行车辆跟驰模型中的AV平均最大误差和平均误差分别减小了7.78%和26.79%，拟合精度提高了1.21%。可见，该模型可用于混行环境下AV的跟驰控制与队列控制，以及AV和RV的跟驰仿真。