上海高架道路车流特征研究

流量、速度和密度是道路交通流的三个基本特性,并构成了交通工程学的交通流基本理论。利用上海快速路系统埋设线圈采集的交通流数据,深入研究南北、内环、延安等三座高架快速路的交通流特征,分析“流量-密度-速度”之间的变化关系,确定评价快速路交通运行状况的量化指标,并进一步标定出快速路交通流非饱和以及过饱和2种状态的道路车流分配模型的路阻函数。     

城市快速路与高速公路交通流特性的对比分析

基于对我国城市快速路实测数据,对比了快速路交通流模型以及流量在不同车道分布与高速公路交通流特性的异同,结论表明,当前我国城市快速路的交通流特性与国外高速公路的交通流特性有些是相似的,有些则存在较大的差异。     

北京市快速路速度—流量—密度关系研究

以北京市快速环路系统为研究对象,以大量的实测交通数据为基础,分析了流量-密度-速度三者之间的关系,据此来研究北京市快速环路交通流的运行特征;并利用不同的流密度模型进行相应的拟合,从而对各模型的适用范围和使用程度进行了对比分析,为进一步进行北京市快速路交通流特性的深入研究以及进行交通控制优化提供了基础。     

城市快速路交通流特性分析

城市快速路是城市道路网的主骨架,对交通状态进行状态划分及稳定性分析,结合城市快速路交通信息采集系统的交通流检测数据,对速度一流量关系模型进行分析,建立了城市快速路快速交通流流量、速度、占有率关系模型,并进行交通流基本参数时变特性和空间特性分析。首先利用基本图理论,对3种城市快速路交通流状态进行稳定性分析。随后,结合北京市典型路段实测数据散点图,对各种速度一流量关系模型的适用范围和适用程度进行对比分析,从而得出Greenshields模型的拟合效果最好。最后分析交通状态转换过程中的交通流参数时变特性和空间特性,对实际交通疏导有指导意义。     

降雪条件下城市快速路交通流特性研究

以北京市交通流固定检测器数据为基础,对比分析了正常天气条件和降雪条件下北京市快速路交通流特性的差异,定量描述了降雪对北京市快速路流量和平均运行速度的影响。研究表明,大雪条件下,快速路流量约下降约39%,速度降低10～20km/h,来车时距普遍增加2～4s,饱和流率下降约25%。在此基础上,给出了北京市不同降雪强度下快速路的流量和当量流量水平下平均速度的折减系数。     

可变限速控制下的城市快速路交通流混沌分析

可变限速策略是城市快速路交通系统中重要的管理手段,制定合理限速值需要考虑交通流运行特征与车辆速度特征因素。为更好地研究可变限速控制下的车辆行驶速度特征所引起的混沌现象,通过设定交通流中遵循可变限速值行驶车辆的不同比例p这一参数,以北京市三环快速路交通环境为背景,构建多种仿真情景得到速度时空序列,借助C-C法获得不同断面的速度序列时间延迟与嵌入维数,重构时间序列相空间,利用小数据量法获得最大Lyapunov指数即λmax,以判断混沌特征,并在相同流量下进行对比,分析发现,没有实施可变限速策略时,断面速度序列λmax为正;实施可变限速策略时,可变限速标识下游200m位置速度时间序列λmax为正,并且λmax与p存在二次回归关系,当p=76.8%时,速度序列λmax趋于0。以p为关键参数的分析结果可为制定可变限速值以及策略实施提供参考。     

城市快速路施工区通行能力研究

在实测数据的基础上,对快速路施工区交通运行特性进行了分析,研究了施工区交通组成、饱和流率、车头时距、运行速度等交通参数分布特性,得到了城市快速路施工区通行能力值介于1500veh/h/ln～1700veh/h/ln之间。应用计算机仿真技术,给出了双向8车道快速路单向不同车道关闭形式下的施工区通行能力值。最后分析了施工区的速度、流量和密度之间的关系,给出了拥挤排队状态下速度与流量之间的函数关系式。     

降雨对新疆高速公路交通流特征的影响

以新疆乌鲁木齐市机场高速公路采集的数据为基础,在分析新疆降雨特点的前提下,运用非线性回归的方法,对比分析了不同降雨强度在不同车道上的交通流特征的规律。研究表明:随着降雨强度的增加,速度、流量减少的程度越大;同强度降雨对高速车道的影响比低速车道的大,但呈现的规律表现基本一致。在此基础上,对实采数据拟合,得到了速度与密度、密度与流量、流量与速度的关系图。     

基于速度特性的城市快速路常发性交通拥堵研究

基于城市快速路浮动车技术,获取北京市快速路瓶颈路段全天交通流运行速度时间序列数据,对快速路常发性交通拥堵形成及消散进行精细化定量分析。首先应用小波分析技术对数据进行降噪处理,依据速度变化特性将快速路瓶颈处交通流运行状态划分为稳定运行态、拥堵形成态、拥堵态及拥堵消散态4种状态,并分析不同状态下的速度表现特征。研究表明,应用速度变化量可以判别交通流所处状态,而后利用统计学方法给出不同状态之间变化的判断阈值,并归纳出快速路常发性交通拥堵形成时刻、消散时刻及持续时间的判别方法。该方法对拥堵特性判别精度可达80%以上,对交通拥堵预测及交通管理具有明显实际应用价值。      

基于车流波理论的城市快速路出口减速车道设置研究

针对城市快速路出口减速车道设置不合理,高峰期间引起交通冲突增加影响交通安全的问题,通过交通流波动理论对城市快速路分流区减速车道交通冲突产生机理展开研究。分析交通集结波的产生对交通冲突的影响及减速车道长度的关系,通过公式推导计算出交通流波集散时间及集结波长度。为了避免集结波发生的概率及排队长度,应该由高峰时段车流流量、车流速度和密度来确定。以西安市南二环城市快速路为例,使用VIP/T视频交通检测模块对减速车道交通流平峰和高峰时段车道的车流量、车流密度、车头间距和车道占有率进行数据统计及分析,通过研究发现高峰时段城市快速路交通冲突的发生与车流量、车流速度和密度有正相关关系,减速车道的长度可由高峰时段车流量、集结波波速和车流密度确定,同时兼顾排队长度。通过计算,南二环的减速车道长度为188m比目前的实际长40m。     

基于Vissim的3相交通流理论应用

交通流状态演变机理的研究是交通流理论中重要的一部分.以不同交通负荷下的城市快速路路段来研究城市快速路路段交通流状态演变的机理.由于无法进行大规模交通调查,所以利用Vissim仿真软件,仿真不同交通流量下路段交通流特性的变化情况.统计分析仿真数据,研究了不同交通状态下交通流的特性,并对各个交通状态转变的阈值作了界定,标定了每一种交通状态的密度取值范围.结果表明,在不同的交通负荷下交通流呈现不同的状态,路段上的交通流状态呈现为自由流相、同步流相和宽幅运动阻塞流相3种状态.      

高速公路路段通行能力分析方法的探索与实践

公路通行能力分析是公路规划、设计工作中非常重要的内容。本文从寻求标准化交通流的方法入手，采用微观和宏观两个角度分析计算车辆折算系数，并采用不同的统计模型，拟合采样数据，确定合理的统计间隔。最后，结合我国高速公路的实测数据，以密度作为划分不同交通流状态的指标，分析我国高速公路现阶段下的速度、流量和密度3参数之间的关系。     

降雨对高速公路交通流特征的影响

为量化分析不同降雨强度对高速公路交通流特征的影响,以海南省东线高速公路交通流和降雨量数据为基础,研究了不同降雨天气下高速公路交通流参数中车速与密度的分布规律,标定了不同降雨气象条件下高速公路速度-密度分布的二阶段Greenshields交通流模型,回归分析得到了降雨强度与能见度对高速公路交通流模型各参数的天气影响系数。结果表明:随着降雨强度增大,该系数对高速公路最大流量和自由流车速的影响越大,与无雨天气相比,小雨、中雨和大雨天气下高速公路最大流量分别下降15.7%、19.1%和32.5%,自由流车速分别下降4.4%、7.3%和10.6%,而交通流模型中临界密度、截距速度受不同降雨的影响趋势并不明显。     

信号控制交叉口左转电动自行车交通流特性分析

为深入挖掘信号控制交叉口左转电动自行车交通流安全特性及其相互关系,利用江苏省盐城市建军东路与开放大道平面交叉口提取高峰时间段1 514辆左转电动自行车的视频数据,提取了左转电动自行车交通流量、速度、密度3个基本参数并进行统计分析.基于最小二乘法原理构建交通流参数模型,从电动自行车的流量-密度模型、流量-速度模型、速度-密度模型3个方面,分析了平面交叉口左转电动自行车的交通流安全特性.研究表明:流量与密度呈现二次函数关系,流量与速度呈幂函数关系,速度与密度呈对数函数关系,3种模型回归方程变量之间存在的函数关系显著,且回归系数具有显著意义;电动自行车驶入交叉口过程可划分为驶入启动期、膨胀加速期、跟随驶离期3个时期,膨胀加速期相比于驶入启动期、跟随驶离期的交通冲突和事故的可能性更大.     

基于决策树理论的交通流参数短时预测

针对现有交通流参数短时预测方法的不足,考虑到交通流数据序列的非线性特征,提出一种基于决策树理论的非参数预测方法。采用时间序列滞后项将交通流参数序列转化成非参数模型能处理的数据格式。考虑到交通流参数之间存在长期协整关系,构建流量速度滞后项的组合向量,为预测模型提供基础数据。构建基于分类回归树(CART)的交通流参数短时预测模型。基于实际采集的道路交通流数据,对模型在不同等级道路不同速度区间下的性能进行评估。结果表明,所提出的模型相较于常用的时间序列模型,精度有所提高;速度预测准确性普遍高于流量,速度平均绝对百分比误差基本小于13%,而流量预测则达到了30%;采用工作日和周末数据分别建模能够有效提升预测性能;不同速度区间下的预测性能评估显示,模型在各等级道路中速区间的预测结果具有较高的准确性与稳定性。      

基于时空特征信息的交通流状态辨别研究

针对高速公路交通堵塞问题,建立了依据车辆行驶的时空特征信息模型。在经过清洗、修复等处理后的高速公路收费数据中挖掘车辆轨迹信息,建立了交通流状态参数的二维矩阵模型,从该模型中可以得到任一车辆在某一空间位置任一时刻的详细信息,并由此推断出当下时刻其他所有车辆的断面分布状况。通过剖析获得的流量-密度散点关联图以及速度-密度散点关联图,最终获得识别交通流状况的相图。最后以广州某高速公路的资料为例,参照标准对比结果,相对误差0.79%。     

基于状态空间的连续断面船舶交通流量预测研究

船舶流量预测是船舶交通流研究的重要内容,建立科学合理的船舶流量预测模型有助于航道的设计、规划和管理。将传统的单断面船舶交通流预测方法向多断面进行改进和推广,提出基于状态空间和卡尔曼滤波的多断面交通流预测模型。利用船舶交通流多断面流量数据的时间序列进行多维线性回归,并转化为状态空间模型形式;在此基础上由卡尔曼滤波算法对交通流量进行递推预测,得到多断面交通流的预测值。作为实证研究,分别对武汉长江大桥、武汉长江二桥2个断面,以及长江重庆段朝天门、万州、巫山3个断面进行实际数据分析来验算模型的有效性,并与单断面多维线性回归预测方法进行对比。结果表明,使用状态空间模型得到的武汉长江大桥、二桥预测结果的平均相对误差分别减少4.59%,0.97%;而重庆段3个连续观测点采用状态空间法预测比使用时间序列预测平均绝对误差和平均相对误差均有不同程度的降低,其中平均相对误差分别降低1.08%,4.28%, 3 .54%。因此,在不同时间维度上,该模型有助于提高多断面交通流预测精度。      

基于改进型CTM模型的城市快速路交通事件仿真

交通事件是城市快速路拥堵的重要原因,有必要对交通事件发生后的交通流特性进行分析。为更好地适用于城市快速路交通流仿真,引入元胞密度和元胞长度2个参数,改进了传统元胞传输模型(CTM)。在Matlab上建立改进的快速路元胞传输模型,考虑不同交通密度条件下拥堵形成过程和消散机理,选取了交通事件后的交通流特征指标并定量计算。结果表明,改进的CTM模型能较好地对城市快速路交通事件仿真,不同交通密度下的交通事件引起的交通流特征有很大差异。     

城市快速路基本路段运行状况评价方法研究

与传统的服务水平评价不同，采用能够综合反映道路管理者和道路使用者共同要求的评价指标——临界密度比对城市快速路基本段的运行状况进行评价；根据快速路交通信息采集系统提供的大量数据，比选了适合的交通流模型，并对临界密度进行标定；最后给出了评价指标的等级划分和对应状态的描述。     

行人交通流基本特性研究现状与展望

以行人交通流基本特性为研究对象,总结了行人交通流基本特性研究的发展历程和研究现状,分析了行人交通流未来发展趋势。介绍了行人交通流基础数据采集方法,例如人工调查法、视频检测法和泰森多边形法等。总结了行人交通流宏观特性和微观特性,阐释了行人流交通特性基本关系图和行人流的整体运动特性,讨论了人群中个体的速度特性及个体间的相互作用,行人交通流的微观特性是宏观特性的自然展现。分析结果表明:行人流动力学所表现出来的各种集群效应是由于行人个体之间的非线性作用而引起的,行人交通流特性存在显著的个性化特征,即:出行目的的多元化、出行行为的自组织性、出行过程的避让性。行人速度随着密度的增大而减小,当密度低于1.0~2.0p/m~2值时,行人流完全处于自由流状态,此时行人速度不受密度的影响,完全由个人喜好、舒适程度和个人出行目的等决定;当密度增加到4~5p/m~2时,行人速度已经下降到0.2m/s,即行人基本上处于拥挤状态,很难继续往前移动。由于行人性别、生理、心理以及年龄、出行目的、调查地点的不同,其速度变化范围为0.9~1.9m/s,密度变化范围为1.7~7.0p/m~2,而最大阻塞密度则从3.8~10.0p/m~2变化。行人交通流数据采集方法、行人交通仿真与模拟、行人交通建模与实证是未来需要关注的研究趋势。