基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型

结合道路设计理论与交通规划理论,以地理信息系统为平台,开发道路选线优化模型。该模型是一个费用指向的优化问题,最小化费用目标函数中包括道路建设费用、土方工程费、道路交通诱发的环境污染的不经济费用,OD交通在路网上总走行时间的时间费用等。优化模型首先随机生成新建道路的空间位置候选方案集,并自动设计新建道路的平曲线和竖曲线,计算新建道路的各项工程费用。然后,对变化的路网进行自动拓扑,通过交通量分配得到OD交通在新路网上的走行时间和交通流特征,计算OD交通的环境负荷。最后,在遗传算法中判断候选方案的优劣,直到得到一个最佳的新建道路的空间位置方案为止。     

运行时间可靠度在单向交通组织中的应用

运用网络可靠性计算的串并联理论,提出了道路网络中节点OD（Origin-Destination）对之间的路径运行时间可靠度计算方法,建立了基于节点OD需求的路网运行时间可靠度计算模型。在节点OD需求已知的情况下,根据交通组织状况,采用动态交通分配和交通仿真方法获得模型参数,计算节点OD对之间分别在双向和单向交通组织条件下的运行时间可靠度,并建立交通组织方案的临界判别条件,作为单向交通组织方案评价和决策的量化指标。     

成都市新津县普兴镇规划路网交通分析与研究

基于成都市新津县普兴镇小城镇建设项目，采用“四阶段法”及“增长率法”，对研究范围内路网进行了规划年交通量及远景交通量预测。通过对普兴镇交通区域进行划分，结合小镇居民交通出行方式，预测了各小区内部之间以及普兴镇与外部地区之间的出发和吸引OD，并对机动车规划年OD使用“容量限制-增量加载”法对各规划道路进行分配，预测了每条规划道路的远景交通量，由此对道路规划方案及断面形式提出了合理建议。预测结果表明，研究范围内的道路通行能力可以满足远景年交通需求，拟定的横断面形式服务水平可达D级以上。项目建成至今交通状况良好，说明所拟定的道路规划方案及断面形式合理可行。     

OD矩阵反推功能与联网收费数据产生OD的综合运用

论文针对在已有全省联网收费数据和国省道断面交通量观测数据的基础上,以广明高速公路后评价为例,介绍如何综合运用收费交通量数据来生成收费交通OD表、由非收费公路的断面交通量通过Trans CAD软件进行OD矩阵反推得到非收费交通OD表这两种方式,并将这两者通过"串并联"的方式进行叠加,从而得到全路网的交通OD数据,以此为基础,为运用"四阶段法"进行交通量分析和预测提供方便、快捷而又节约费用的基础OD数据。     

淄博市柳泉路改造交通设计方法浅析

以淄博市柳泉路改造工程交通组织设计为案例,通过道路断面、沿线交通量、用地规划、周边路网等全面的现状调查分析;采用交通模型对交通量进行科学预测,统筹资源与需求的关系,最终确定了主线双向八车道(含两条公交专用道),外侧增设慢行一体的设计方案。通过建设公交专用道、新建慢行一体等措施,合理分配了路权,保障了公交优先通行权,实现了机非分行,提高了通行能力,改善了城市品质。     

关于城市外环线道路交通流量预测中生成OD矩阵的方法研究

针对城市外环线道路的交通特性 ,提出一种关于城市外环线道路交通需求预测方法。首先分析了城市外环线道路交通量的构成 ;其次在确定市区交通基年 OD分布矩阵和对外交通基年OD分布矩阵的基础上 ,提出了对其进行有机合并 ,得到全区域的基年 OD分布矩阵的方法 ,并论述了在交通量发生 /吸引预测中的有关注意事项。     

网级道路施工区用户成本分析与仿真研究

针对网级道路施工区用户成本进行分析,从路网交通调查、交通控制、通行能力、施工区特征等方面构建了网级道路用户成本分析基本思路与流程。在车辆运营费用计算过程中,建立以油耗为基准反映运营费用的基本公式;在延误费用的计算过程中秉承对具体施工区延误的理论分析方法建立了注重实际调查的费用模型;最后根据所计算的车辆运营费用、延误费用、事故费用提出在不同路网、不同交通措施情况下包含不同费用类型的用户成本汇总表。文中采用具体仿真示例对网级道路用户成本进行研究,验证了用仿真手段分析网级道路用户成本的可行性及便利性。     

高速公路改扩建施工期交通分流方案探讨

高速公路改扩建对沿线路网交通有很大影响。以乌奎高速公路改扩建工程为例,从分流车型、分流路径和分流节点设置3方面对该高速公路改扩建期间交通分流方案的制定进行分析,并通过计算分流方案实施后分流道路在施工期内的预测交通量来评价和验证分流方案。分析结果表明:根据分流通道剩余承载能力与需分流交通量大小的关系可以合理评价分流方案的适用性。     

高速公路改扩建施工交通分流方案研究

以高速公路改扩建施工中区域公路网络的流量饱和度为评价指标,考虑路网分流条件和施工方案对道路通行能力的影响,建立高速公路改扩建交通流量分配模型。模型以区域路网交通流总行程时间最优为目标,考虑道路服务水平、路网储备容量等约束条件,运用均衡理论,量化计算分流交通量。以南京市机场高速公路扩建项目为例,应用模型对分流方案实施前后的路网运行状态进行了对比,提出了合理的交通量分流比例。结果还表明,对大型车实行强制分流的方案更加有利于保障施工道路的运行效率。     

中心城区道路综合改造施工期间交通组织研究

通过城市中心区道路综合改造施工期间交通组织研究,结合道路改造的施工方案及周边路网条件,对交通影响范围内路网进行交通影响评价分析,判定施工期间的交通组织对周边路网的交通影响是否显著。在满足实施条件的前提下制定交通组织方案,并进行相配套的交通安全设施设计,以确保施工区域的交通运行安全、有序,有助于道路综合改造工程的顺利推进。     

无人驾驶环境下考虑OD结构的路网容量模型（双语出版）

为了研究未来无人驾驶车辆对路网容量的影响，揭示无人驾驶车辆与普通车辆的相互影响特性，假设无人驾驶车辆遵循系统最优路径，普通车辆遵循用户最优路径，构建了无人驾驶环境下的道路网络储备容量模型。上层模型为满足路段容量约束条件下的最大交通需求，各OD之间的交通需求采用不同的增长乘子；下层模型为两类用户的混合路径选择行为模型，无人驾驶车辆以系统总阻抗最小为目标，而普通车辆以个人出行成本最小为目标。采用多种群遗传算法进行求解，并通过算例验证了模型和算法的有效性和可行性，得到非统一增长乘子下的路网容量，比较了统一增长乘子与非统一增长乘子的异同之处。研究结果表明：①两种计算结果所得到的道路网络容量增长趋势类似，但是非统一增长乘子计算结果大于统一增长乘子计算结果，当无人驾驶车辆市场渗透率达到一定比例时，二者计算结果的差异随着市场渗透率的增加而逐渐减小；②不同OD对的增长乘子不一定相同，无人驾驶车辆的加入可以优化不同地区的OD需求分布，从而提升整个道路网络的容量；③非统一乘子的计算方法可以有效避免不同OD对的干扰作用，提高部分OD对在低市场渗透率下的路径利用率，路段流量分布更加均衡；④当无人驾驶市场渗透率达到较高的比例时，道路网络容量可增加的幅度较小。     

基于多方式广义费用模型的超级交通网络需求预测技术应用

针对综合交通网络规划各方式缺乏有机融合问题，通过建立以虚拟概化线连接的铁路、公路、水运、民航各方式交通线网和火车站、港口、机场等枢纽节点一体衔接的超级交通网络模型，运用广义费用函数计算客货在路网、枢纽及虚拟概化线上流动产生的广义费用，实现各方式交通网络融合。考虑公路客货运周转量占全方式总量比例高，但客货运平均运距短，以县级行政单元为基础将全国划分为2 540个综合交通小区，获取2018年各运输方式全年客货运起讫点（OD）数据，通过聚合、拆分等方法，将各方式OD表叠加形成现状综合交通小区客货运输量OD表；采用总量预测、自上而下分层控制的技术路线，对2050年全国总量、分区域总量和综合交通小区客货运发生吸引量进行预测，计算2050年综合交通小区客货运输量OD，实现各方式运输需求融合。基于Fisk模型，构建组合出行情况下多方式、多类别随机用户均衡分配模型（SUE），采用连续权重平均（MSWA）法对模型进行求解，并通过算例验证了模型和算法的有效性。结果表明：模型能够体现“宜铁则铁、宜公则公、宜水则水”的规划理念，实现乘客组合出行和货物多式联运，预测精度较高。研究成果可应用于宏观交通趋势判断，为实现综合交通网络规划中各方式有机融合提供借鉴，并成功应用于国家综合立体交通网规划研究中。     

降级路网的认知及交通流平衡分析模型

为定量衡量因路段降级原因导致路网通行能力的丧失量,分析出行者在降级路网中的路径选择行为将导致何种网络交通流平衡状态,通过将降级路网划分为车流外界因素导致路段可通行能力降级和路段上车流量增加导致道路服务水平的下降两种类型,辨别旅行时间长短与旅行时间波动对出行者路径选择行为的影响,推导出同时考虑这两方面因素影响的可变路径旅行时间风险度量;在此基础上建立了降级路网中的交通流平衡分析模型,该模型满足存在性和惟一性,并能正确描述出行者对降级路网结构认知差异性情况下的网络交通流平衡状态。通过实例展示了不同旅行可靠性要求下,出行者对路径旅行时间长短的权衡关系以及整个路网交通流平衡结果。     

路线及路面条件设计阶段的安全性评价仿真系统

以公路横断面数据为型值点,应用multi-quadric插值函数先后拟合出路面单元节点的平面坐标以及高程,并用大量的小三角形单元来逼近连续的路表曲面,从而获得适于行驶动力学仿真的三维路面模型。在ADAMS软件环境下,建立了轻型客车和轿车的整车模型以用于仿真时的动力学解算。研究了轮胎-路面的耦合方法及跟踪路中线的闭环路径控制策略、维持车速的速度控制策略。最后在ADAMS环境下形成了路线-驾驶员-车辆仿真识别系统,通过道路上的运行仿真,获得沿路线上的车辆行驶动力学响应,进而对公路几何线形和路面条件的安全性做出判断以及评价,并以某段二级公路为实例进行了仿真分析。结果表明:该仿真系统对于道路建成后事故多发路段的安全改善具有重要意义。     

高速公路突发事件救援车辆诱导

为了提升高速公路突发事件应急救援效率,将交通状况、在途潜在风险等信息纳入高速公路突发事件救援车辆诱导研究中,基于实时和时变路网环境下的交通信息,以车辆出行时间最小,路径可靠性最强为目标,构建基于在途时间和路径可靠性的车辆诱导最优化模型。设计一种实时信息和时变信息结合策略,使模型规划路径随路网交通量变化而相应做出阶段性调整,采用滚动时域策略将该动态决策问题转化为一系列离散时间点的静态决策问题,用于计算应急救援路径时间;在此基础上,考虑到高速公路突发事件发生后路网交通事故率升高,同时容易发生拥堵的状况,进一步将救援规划路径可靠性作为决策目标,即应急救援车辆规划路径在面对道路中断或者严重拥堵时是否拥有更多的调整策略,更新救援路径尽快完成救援任务;为了便于量化计算将上述目标转化为统一的价值成本,共同决定救援车辆的行驶路径。研究结果表明：当行驶路段交叉口间距离较长,中间无其他道路连通,行驶过程中由于突发事件破坏趋势蔓延导致道路中断或拥堵等意外发生时,无法更新调整救援路径,最终导致救援延误;因此,基于救援时间和路径可靠性的车辆诱导最优化模型能够克服以上问题,进一步提高救援效率。     

基于大样本浮动车数据的武汉市车辆行驶速度获取与分析

采用基于浮动车行进方向与道路方向约束的道路匹配算法,将浮动车数据准确地匹配到城市道路上;在此基础上分析了大样本浮动车平均瞬时速度与路段平均行驶速度的关系,提出了用大样本浮动车的平均瞬时速度快速评估道路行驶速度.最后利用武汉市约1万辆出租车的GPS数据,对武汉市道路车辆行驶速度情况进行了计算和分析.     

基于均衡原理的单向交通瓶颈路段诊断法

以单向交通组织区域边界的道路节点为OD点,把交叉口转向流线虚拟成路段,转向车道的通行能力作为虚拟路段的容量,转向车道的行程延误作为虚拟路段的交通阻抗,与实际的路段一起组成单向交通组织区域节点OD之间的路径,采用集合运算合成节点OD之间的通道容量。利用交通均衡方法,经交通分配得到单向交通组织区域的路段和虚拟路段的交通量。通过计算饱和度判断路段和交叉口的拥挤程度,诊断出交通瓶颈,为单向交通组织方案的完善提供可靠的支持。