基于线性模型的高速公路交通事件和干预作用影响下的车流波分析

交通事件的发生导致高速公路正常交通流发生改变,为了促进发生交通事件时车流拥挤或阻塞的消散,减少排队延误,应在事件发生点上游对车流采取一定干预措施.运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综合作用下对车流状态的影响,建立了基于车速-交通密度线性模型下的车流波波速模型,干预作用产生的干预波和交通事件影响产生的集结波、启动波、消散波相互作用下的车流波位置和对应时刻模型以及分流干预措施解除时刻模型.这些模型为有效确定事件处理方案,尽快消除拥挤或阻塞提供了理论依据.     

交通事件和干预作用影响下的高速公路车流波分析

运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综合作用下对车流状态的影响,建立了基于车速———交通密度一般模型下的车流波波速模型、干预作用产生的干预波和交通事件影响产生的集结波、启动波、消散波相互作用产生的车流波位置和对应时刻模型以及分流干预措施解除时刻模型.这些模型或关键参数的确定,为有效确定事件处理方案,尽快消除拥挤或阻塞提供了理论依据.     

交通事件和干预作用影响下的高速公路车流波分析

运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综合作用下对车流状态的影响,建立了基于车速———交通密度一般模型下的车流波波速模型、干预作用产生的干预波和交通事件影响产生的集结波、启动波、消散波相互作用产生的车流波位置和对应时刻模型以及分流干预措施解除时刻模型.这些模型或关键参数的确定,为有效确定事件处理方案,尽快消除拥挤或阻塞提供了理论依据.     

城市四交叉路口交通引导仿真系统

基于城市道路交通的拥挤和阻塞主要表现在若干个交叉路口的事实，提出了以四交叉路口为对象的交通引导仿真系统模型框架，并讨论了实际选取交叉路口应考虑的三个方面的因素。如果把每个交叉路口的车流看作排队事件，不同交叉路口的车流事件会发生冲突。轮询各个交叉路口的车流排队事件，用事件驱动状态转移与专家系统技术相结合的方法来疏解事件冲突，做出调整交通引导的决策。同时给出了仿真系统模型的目标、功能以及交叉口、车道、信号相位、信号周期等系统状态的描述。     

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交通事件是造成偶发性交通拥挤的主要原因,由于交通事件的发生时间和地点是随机的、不可预测的,偶发性拥挤难以采取控制交通需求或提高通行能力等减轻常发性拥挤问题的对策来处理。因此偶发性拥挤控制的关键是尽早地发现事件、确认事件的性质并及时采取救援措施和为其他驾驶员提供相关信息,这也就是要建立一个完善的事件管理系统,对事件实现快速、高效、恰当地处理。交通事件检测是交通事件管理第一步,也是其技术关键,本文从总体上介绍了交通事件检测技术的研究现状,详细介绍了各种自动和非自动交通事件检测技术,对两类技术进行了比较,提出了实际应用中交通事件检测技术的选择方法。     

基于元胞传输模型的交通事件消散建模

介绍了元胞传输模型(CTM)的基本原理,并建立了交通事件消散时间的元胞传输模型。分析了上海市城市某段快速路交通事件发生位置处拥挤波的产生与消散,并对此问题用元胞传输模型建模并进行仿真计算。仿真结果表明,事件发生的上游形成拥挤区并慢慢向上游传递;事件清除后,拥挤波的消散较慢并会蔓延较长的距离,其消散也需要较长的时间。因此,有效的交通管理对缓解交通拥堵,减少交通延误有着重要的意义。     

基于节能减排的高速公路瓶颈处拥挤车流控制技术研究

针对高速公路施工段、收费站等通行能力瓶颈路段等时常出现的车辆拥挤缓行、频繁停行、燃油急剧增加的问题,在充分调查交通拥挤缓行时车流特征的基础上,结合交通控制、感应检测等技术,建立了基于节能减排的交通拥挤缓行车流控制系统。实例分析表明:该控制系统在不增加车辆通过时间的前提下,大幅减少了车辆的起停次数,降低了燃油消耗。     

最小安全间距约束下拥挤交通流速度-密度关系模型

根据交通拥挤状态下交通流速度与密度一致性变化的特点,分析了拥挤交通流的平均车间时距为定值的原因,并结合最小安全间距约束提出了交通拥挤状态下的速度-密度关系模型。研究了驾驶人的平均反应时间和交通拥挤状态下的最小车间时距的关系,对速度-密度关系模型的反应时间进行参数标定。分析了不同车辆长度、阻塞停车间距和反应时间下的速度-密度关系,利用提出的速度-密度关系模型、Greenshields模型、Greenberg模型、Underwood模型、Northwest模型、Edie模型对美国US-101、I-80两条高速公路的交通数据进行拟合,得到了拟合结果和绝对误差。分析结果表明:提出的速度-密度关系模型能够从理论上解释交通拥挤状态下速度与密度的变化关系和速度-密度数据的离散现象;和其他模型相比,提出的速度-密度关系模型在拟合2条高速公路交通数据时的绝对误差最小,分别为4.91、7.50veh·km-1。基于最小安全间距约束的速度-密度模型刻画了拥挤交通流的本质特征,且对现实数据能够取得更好的拟合效果。     

城市停车换乘系统泊位容量的确定方法研究

城市中心区域交通拥挤,车辆行驶速度低,空气污染严重是许多城市共同面临的问题,因此,在城市外围或城市中心区边缘地带设置停车换乘设施截留部分进入城市中心区域的车流已成为交通工作者解决城市中心区交通问题的一个重要手段之一。采用双层规划模型描述了确定城市外围停车换乘系统的停车泊位容量问题,同时设计了该模型的求解算法,并给出了一个简单算例,算例的结果证明了该模型的有效性。     

基于3GS技术的高速公路交通监控系统研究

基于3GS（GPS，GIS，GPRS）技术提出了一种具有高速公路全线交通监控系统的设计方案，对该系统的功能、物理框架和逻辑框架进行了设计。重点分析了基于3GS的交通信息采集技术、基于人工智能的交通信息处理技术、交通拥挤判别与交通事件检测技术以及交通控制与诱导技术等交通状态监控的关键技术。研究表明：以3GS技术为手段，可以实时、准确、全面、直观地采集、传输与显示全路网的交通运行状况信息，能够实现快速、准确地判定交通拥挤和交通事件的发生以及交通拥挤类型、拥挤状态和拥挤排队长度，能够对拥挤条件下的交通流实行有效地控制与诱导。     

基于分位速度的城市突发事件交通影响等级划分方法

城市交叉口是突发事件发生的集中区域，突发事件发生后容易引发区域性拥堵，交通管理部门难以直观地对突发事件采取相应的应急措施. 建立一种定量的评价突发事件对交通影响等级的方法，对交通管理部门制定相应级别的应急措施有着重要的参考价值. 本文基于水波学原理，利用交通影响系数概念，融合分位速度建立了交通影响等级阈值模型. 利用样本数据建模得到交叉口附近车速与位置关系，并对速度与空间位置关系曲线，以及交叉口各方向流量比进行整合分析，得到交叉口的交通影响等级阈值. 利用文献中的案例进行实例验证，结果表明，划分的等级与事故现场实际描述是一致的. 研究结果可以为交通应急管理部门快速响应，采取合理有效的应急措施提供决策依据.     

基于分位速度的城市突发事件交通影响等级划分方法

城市交叉口是突发事件发生的集中区域，突发事件发生后容易引发区域性拥堵，交通管理部门难以直观地对突发事件采取相应的应急措施. 建立一种定量的评价突发事件对交通影响等级的方法，对交通管理部门制定相应级别的应急措施有着重要的参考价值. 本文基于水波学原理，利用交通影响系数概念，融合分位速度建立了交通影响等级阈值模型. 利用样本数据建模得到交叉口附近车速与位置关系，并对速度与空间位置关系曲线，以及交叉口各方向流量比进行整合分析，得到交叉口的交通影响等级阈值. 利用文献中的案例进行实例验证，结果表明，划分的等级与事故现场实际描述是一致的. 研究结果可以为交通应急管理部门快速响应，采取合理有效的应急措施提供决策依据.     

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为了及时发现和预警城市交通高峰时期的偶发事件,研究了态势监控的城市交通拥堵动态跟踪问题.对交通拥堵的相关属性、变化规律、空间分布以及判别方式等进行综合研究的基础上,分析了道路交通流的非线性动力学特征,建立了基于时空分布的路网交通拥堵态势监控的动态预警模型,提出了解决城市路网交通拥堵的方法,达到了充分利用交通资源、疏导交通、缓解交通拥堵的目的.该模型在对占有率、速度、流量三个基本交通流参数进行处理获得新的交通拥挤判别指标基础上,通过形态识别模型对拥堵状态进行判定.实例分析表明,该模型为缓解城市交通拥堵问题、提高城市交通管理水平、改善道路交通安全形势等具有重要的理论意义和应用价值.     

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研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据。本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度—密度模型、流率—密度模型和流率—速度模型,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。研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值。     

基于实测数据的终端区空中交通流特性分析

研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据.本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度-密度模型、流率-密度模型和流率-速度模型,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.研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值.     

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自1908年小汽车被大规模生产以来,交通拥堵成为困扰国际大城市发展的共同难题．论坛以“大城市交通拥堵”为主题,分析了引起城市交通拥堵的深层次原因,以及交通拥堵和城市规划及发展的关系,对当前治理城市交通拥堵的对策进行了反思,指出了目前在解决交通拥堵问题中存在的一些认识误区,研究了相关治堵的措施．以北京市为例,分析了北京市交通指数与交通运行分析平台对交通决策的支持作用,探讨了治理大城市交通拥堵的核心问题．     

网联环境下混合交通流偶发拥堵演化机理研究

针对混合交通流中智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles, CAVs)和人工驾驶车辆的交织干涉问题,本文在传统交通流统计理论模型和一阶连续介质模型的基础上,通过引入智能驾驶员跟驰模型(Intelligent driver model, IDM)和协同自适应巡航控制模型(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC),构建人工驾驶车辆和CAVs的混合交通流偶发拥堵演化模型,探索CAVs混入和诱导干涉措施对混合交通流偶发性拥堵传播规律的影响。实验选取重庆市华陶立交至巴南立交路段为路网原型,对CAVs不同渗透率( Pc )下的路段拥堵演化情况进行仿真。实验结果表明：CAVs渗透率越高,混合流流量、占有率和速度的改善情况越显著,但只有当 Pc ≥ 0.2 时,网联车辆对拥堵消散的改善效果才较为明显;Pc ≤ 0.8 时,干涉措施下,拥堵消散状态的持续时间约为不采用干涉措施的 50%;当 Pc = 1.0 时,网联车辆的通行能力是纯人工驾驶交通流的2.34倍;分别在非干涉措施和干涉措施下计算拥堵评价指标,与仿真结果进行对比,最大相对误差在5.38%之内,验证了模型的准确性。研究成果对疏散交通拥堵具有重要意义。