Urban Road Network Structure Optimization Method Based on Traffic Safety

考虑城市交通事故与道路网结构的关系,结合交通事故导致的时间延误,提出了基于交通安全的城市路网结构优化方法.首先分析了不同等级道路之间的衔接方式对出行者选择路径行为的影响,总结了交通事故的影响因素.然后在此基础上提出了基于交通安全的路网构造原则,建立了以路网安全度最大为目标的路网结构模型,并通过求解模型确定各路段的道路等级,得到安全度和结构不同的若干个路网.通过考虑交通事故时间延误情况下,进行随机均衡分配,得到路网各路段的交通量,并计算各路网的交通事故次数.最后提出了路网的安全性评价指标,分析交通事故次数和路网结构指标的关系,提出了考虑安全性的路网结构优化措施,并用实例验证了优化措施的有效性.     

弹性需求随机路网的可靠性

路网的可靠性分析是反映路网性能的重要手段,但现有的可靠性指标还不能充分反映路网的性能。基于净经济效益概念,提出一种新的可靠性指标以描述弹性需求随机路网的性能。新的可靠性指标定义为路网的净经济效益满足给定水平的概率,是一种能够反映路网综合性能的指标。针对路段通行能力分布的不同假设,给出分别基于MonteCarlo法和解析法的两种不同算法求解可靠性模型,并讨论了两种方法的特点和应用范围,同时用一个简单的例子进行了说明。     

应急条件下区域路网行程时间可靠性研究

为了研究应急条件下的区域路网可靠性,建立绍兴市区域路网Vissim仿真模型并进行校准.提出基于交通仿真和蒙特卡洛方法的应急条件下路段行程时间计算模型并结合实测与仿真数据对模型进行修正,并分析路网拓扑空间关系依次建立应急条件下路径、OD对、路网行程时间可靠性模型.量化分级行程时间可靠性,对绍兴市典型路段和典型区域进行仿真与评价分析.研究结果表明,路网行程时间可靠性随应急事件的降低而降低,当越城区和诸暨市应急事件等级由正常降至一级,路网行程时间可靠性由0.519和0.534降低至0.201和0.173.同等应急条件对同一地区不同区域路网存在差异性影响,同等应急条件下诸暨市的路网行程时间可靠性下降比相对于越城区高4.5% ~9.9%,主要由于其自由式路网交通疏散能力较差且非城区交通管理水平较低.      

基于DYNASMART路网恢复可靠性研究

将路网恢复可靠度作为路网可靠性的评价指标，衡量路网在交通事故情况下能在预期时间内恢复正常功能的能力。利用DYNASMART中观仿真软件，选取北京市CBD金融地区作为分析案例，分析不同等级道路上发生交通事故对路网可靠度的影响情况，同时分析车载导航系统在不同事故等级下对路网恢复可靠度的影响情况，利用仿真数据建立模型拟合公式，并将其应用于CBD区域的交通影响评价工作中。     

基于Paramics的干线协调控制模型效果对比研究

文章基于微观交通仿真软件Paramics,提出针对干线协调控制优化模型控制效果的比较评价思路以及较全面的评价指标。以典型城市干线为仿真实例,从干线控制效果及全路网控制效果两方面,选取6个评价指标,对比分析了三个不同优化模型的控制效果。结果表明,基于Paramics的干线协调控制模型效果评价思路有效可行;实例中三个模型都有不同程度的优化;TRANSYT模型明显减小路网总延误;MAXBAND模型提高干线车流行驶连续性;三者中TRANSYT-MAXBAND结合模型最优,可在减小路网延误的前提下,提供较大的主干道双向绿波带宽。     

基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法

针对高密度路网诱导路径选择问题,基于图论对路网进行结构化选取,构建高密度路网模型。从节点评估的角度出发,提出综合考虑结构属性和交通运行状态属性的节点承载力指标。采用均质性、连通性2个指标评价路网节点结构属性,采用流量裕度、通行效率2个指标评价路网节点交通运行状态属性,提出一种基于TOPSIS算法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,优劣解距离法)的综合评价方法,实现对节点承载力的综合量化。基于节点承载力,构造路段承载力指标,采用重力模型和交通分配的方法将节点间的承载力分配到节点相连构成的路段上,并用路段实际交通条件修正即得到路段承载力。基于节点承载力和路段承载力,提出高密度路网诱导路径的确定方法。为证明本研究提出的高密度路网诱导路径选择方法的有效性,构建一高密度路网结构模型,同时采用本算法和传统Dijkstra算法规划诱导路径。结果表明:Dijkstra算法规划的路径虽为数学意义上的最优路径,但该路径途经低级节点,且需频繁切换道路进行交通转换,不符合驾驶员行车期望;本研究提出的基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法得出的路径虽比Dijkstra算法稍长,但路径均由高等级节点和道路组成,这样的规划结果更符合实际交通诱导系统需求,更能体现驾驶人员选路偏好。     

基于广义出行费用的城市路网行程时间可靠性

为体现出行者路径选择行为,准确评价路网行程时间可靠性,采用行程时间均值和行程时间均方差的加权和定义广义出行费用,以不同的加权系数反映出行者对待风险的态度。从路段层面定义行程时间可靠性,以广义出行费用最小化为目标构建SUE模型,建立基于广义出行费用的路网行程时间可靠性模型。结合模型特点,给出Monte Carlo仿真和交通规划模型相结合的求解算法。并在一个小型测试路网上进行了验证,结果表明:出行者对待风险的不同态度对行程时间可靠性具有明显的影响,保守型出行者将使路网行程时间可靠性有所提高;所建分配模型能够较真实地反映出行者的路径选择行为,使行程时间可靠性分析更加准确。     

基于交通仿真的低碳交通策略评价方法研究

研究了交通领域低碳策略的分类,构建了不同层次交通仿真模型与低碳交通策略评价的对应关系,提出了交通仿真技术在低碳交通策略方案评价中的应用步骤。结合交通仿真模型输出数据特点、低碳策略评价的侧重点,选取碳排放量和机动车污染物排放量作为低碳策略评价的主要指标。在此基础上,以秦皇岛2020年规划路网为分析对象,开展了不同出行方式比例下低碳类指标的对比分析研究,以说明基于交通仿真的低碳交通策略评价方法的可行性和有效性。     

基于信息熵的改扩建路网运营状态评价方法

考虑改扩建路网的结构特性和交通运行状态,选择路网的连通性、可达性和集聚性作为改扩建路网结构状态指标,选择路网交通流量和饱和度作为改扩建路网交通状态指标,构建了改扩建路网运营状态评价指标体系。基于评价指标的动态变化和不确定性,采用信息熵对改扩建路网运营状态评价指标进行度量,提出了路网连通性信息熵、可达性信息熵、聚集性信息熵、交通流量信息熵和饱和度信息熵的计算方法。引入雷达图用于多项指标的全面分析评价,对各信息熵指标进行了标准化处理,绘制了改扩建路网多指标雷达图,并将雷达图面积和周长作为关键特征指标,提出了改扩建路网运营状态综合评价方法。依托山东省滨莱高速改扩建工程实际路网情况,构建了改扩建路网结构模型。根据实际路网OD分布,采用系统时间最优原则和"全有全无"交通分配方法,确定了改扩建路网中各路段上的交通流量,计算了不同工况下改扩建路网运营状态综合评价值。评价结果表明:随着改扩建路网中道路通行能力的降低和封闭的道路数量增加,其运营状态评价雷达图的周长和面积均减小,运营状态综合评价值也不断减小,说明改扩建路网中路段通行能力降低越多、封闭通行的路段越多,改扩建路网运营状态也越差。     

Vissim和Corsim在城市道路微观仿真中的对比研究

对2种最为常见的微观仿真模型Vissim和Corsim在城市路网交通仿真中的性能进行对比评价。以上海市虹口区北外滩路网作为仿真对象,对路网和交通数据进行了收集,基于现实数据进行了仿真模拟,并选取编译简易度、平均控制延误以及断面交通量作为关键指标,运用敏感度分析的方法对2种模型的仿真性能进行对比。针对不同程度的拥挤度设置以及不同规模的交叉口,识别了2种仿真模型表现出的不同特点及其交通运行指标输出的差异性。该差异主要由模型的默认参数设置引起,包括驾驶行为,交通环境以及车辆类型的设置等。因此,研究人员应根据交叉口类型以及饱和程度等,来选择适当的仿真工具。     

基于可靠度的城市道路网络优化模型与算法

分析了城市道路网络可靠性,并根据城市道路网络可靠性基础理论,提出了基于可靠度的城市道路网络优化方法,将用户平衡模型作为下层模型,以建设投资费用和用户出行费用最小为上层模型目标函数,可靠度作为上层模型约束条件建立双层城市道路网络优化设计模型,并采用遗传算法进行求解。实例表明,该模型对城市道路优化设计有较好效果。     

基于可靠性的奥运会开幕式交通管理与控制措施评价

利用动态交通仿真软件Integration,对奥运会开幕式时奥运公园周边路网交通运行状况进行了仿真,并设计了行程时间稳定性指数,以评价社会车辆在路网中的可靠性状态,在此基础上,分析了不同交通管理和控制策略对于路网可靠性的影响程度.分析结论显示:奥运会开幕前1 h开始,路网中社会车辆的可靠性持续降低,并持续到开幕式后约0.5 h;控制背景交通需求能够显著提高路网的可靠性;而设置奥运交通专用车道,则会使得社会车辆的可靠性降低.     

道路交通运行状态可靠性评价方法综述及展望

重点对国内外交通运行状态的可靠性评价研究现状进行综述，并围绕现存问题进行未来研究展望。论文讨论了现有交通运行状态的非概率评价指标的局限性及道路交通运行可靠性概率评价的必要性，分析了目前国内外有代表性的若干可靠度指标，如连通可靠度、运行时间可靠度、容量可靠度及畅通可靠度的计算方法及适用范围。并对可靠度指标在路网规划、交通管理、智能交通管理系统中的应用前景及未来研究重点进行了展望。     

基于物元分析的交通影响评价模型

针对大型建设项目的交通影响评价问题,利用物元分析理论,提出了基于物元分析的交通影响评价模型。分析了大型建设项目交通影响因素,选取项目的开发类型、建筑面积、开发强度、路网所处区位、路段饱和度、有无信号控制、离开建设项目的距离等10个评价指标,将项目对周边路网的影响分为大、中、小、较小4个等级,通过确定待评物元、建立节域物元矩阵、经典域物元矩阵、计算各评价指标权重和综合关联隶属度,得到了项目对周边路网的影响大小,并通过实例说明了模型的应用。结果表明,将物元分析理论用于大型建设项目的交通影响评价是可行的,能够定量评价项目交通影响的大小,并具有较高精度。     

不同交通供需分布下的路网畅通可靠度变化规律研究

畅通可靠度是在研究交通供需之间关系的基础上提出的概率型指标。根据畅通可靠度的计算方法,将各小区交通需求和各路段通行能力视为符合正态分布的变量,通过组合不同交通供需分布方式,对所需要研究的路网采用多次随机试验的方法得到各道路单元、路径及系统的畅通可靠度,并研究不同交通供需分布方式对路网车速和畅通可靠度的影响,寻找在不同交通供需下道路畅通可靠度的变化规律。分析表明:道路单元、路径、OD对间及路网的畅通可靠度变化规律是一致的,并且畅通标准越高,路网的畅通可靠度就越低;在同一畅通标准及相同的需求变化范围下,需求越低,相应的畅通可靠度会越高;同时,随着畅通标准的提高,道路通行能力和交通需求方差越大,道路畅通可靠度也越大。     

城市道路网饱和度模型及其应用

饱和度是反映道路交通状况的一个重要指标,也是评判道路服务水平的一个重要基准。目前所涉及到的饱和度仅指某一路段或交叉口的饱和度,且关于它的模型方法已比较成熟,但它仅是一个反映城市道路局部交通状况的量。文章从城市道路网整体出发,通过饱和度影响因素分析,探讨了道路网交通空间容量与路段通过能力、交通需求与路段交通量之间的相互关系,建立了城市道路网饱和度模型。算例分析表明,该模型简单、合理、实用。     

智能网联环境下的城市路网容量可靠性分析

网联自动驾驶车辆（CAVs）与人工驾驶车辆（HDVs）混行的交通发展模式会促进城市路网容量发生变化，为解析混合交通流对城市路网容量可靠性的影响，构建了智能网联环境下城市路网容量可靠性双层规划模型。为表征CAVs信息获取与自动驾驶的能力，假定CAVs遵循系统最优原则选择路径，而HDVs则根据自身经验选择路径，基于二者路径选择的差异建立描述混合交通分配的下层模型，刻画智能网联环境下的混合交通流分配特性。并且，为了快速求解大型路网交通分配，将下层混合交通分配模型转换为非线性互补下问题进行求解。考虑到实际路网的随机性，以及路网道路通行能力并非固定值，运用具有多种相关性的均匀随机分布理论，建立了的描述城市路网容量可靠性的上层模型。通过蒙特卡洛仿真分析不同CAVs渗透率下的路网容量可靠性，并进一步解析各路段对路网容量可靠性的敏感度。结果表明:当需求水平d > 0.5时，路网容量可靠性开始降低；当d > 0.7且CAVs渗透率λ＝0时，可靠性小于0.4；当d > 0.7而λ＝1时，可靠性接近1，说明CAVs可增强路网容量可靠性。研究还发现，当需求水平处于0.7~1区间时，渗透率的变化对路网容量可靠性有显著的影响，但随着需求的增大，路网处于超负荷状态，渗透率对路网容量可靠性影响较小。此外，CAVs渗透率从0增加至1的过程中，路网中存在“道路容量悖论”现象的道路从19条下降至3条，且当λ＝1时路网中仅有1条道路出现了显著的“道路容量悖论”现象，拥堵严重。表明CAVs渗透率的增大可以显著改善路网中的“道路容量悖论”现象，减少路网容量可靠性的波动，提高路网运行稳定性。      

路网可靠度模型的研究与拓展

回顾了路网可靠度模型的研究进展：包括不同的可靠度指标、模型以及算法。在分析传统可靠度模型优缺点的基础上，提出将随机网络平衡模型用于路网可靠度分析。