智能网联交通系统碳减排效益评估与实证研究

作为缓解城市交通拥堵与碳排放问题的重要技术手段,智能网联系统在提升城市路网通行能力与交通出行效率、减少车辆出行能耗与碳排放等方面具有重要作用。为了定量评估智能网联交通系统的实际碳减排效益,文中通过分析智能网联交通系统的基本特征与碳减排基本原理,分别对信号交叉口与道路路段两个城市路网重要组成场景建立碳排放测算模型;根据北京市高级别自动驾驶示范区的实际交通运行状况数据,对智能网联交通系统实施前后碳减排效益进行定量测算与对比分析。     

道路拥堵程度对公交行程时间可靠性的影响研究

为了解决日趋严重的城市交通拥堵问题,进一步提高公交车辆的服务水平,本文结合国内外的研究经验从路段平均行程速度、交叉口饱和度、路段饱和度以及交叉口平均排队时间4个道路拥堵程度评价指标出发,构造了一个系统的多因素综合评价模型,建立了道路拥堵程度评价体系.在分析道路拥堵的基础上,建立了基于道路拥堵程度的公交行程时间可靠性的预测模型.通过采集实际的交通流数据以及公交车站点间的行程时间,讨论不同道路拥堵程度下的公交行程时间可靠性,验证了该模型.研究结果表明:道路拥堵程度对公交行程时间可靠性有较大的影响.     

提高城市道路平面交叉口通行能力的途径探索与研究

道路交叉口是城市道路交通系统的瓶颈,是影响道路通行能力的关键节点。该文分析了影响道路交叉口通行能力的因素,并提出通过交通组织、渠化设计等方法解决交叉口拥堵的途径,对城市新建和改建道路缓解城市交通拥挤状况具有一定的实际意义。     

混合交通信号交叉口的通行能力可靠度

分析了混合交通条件下信号交叉口通行能力的随机性,定义了交叉口通行能力可靠度,并利用基于VISSIM仿真模型获得的数据,标定分布函数,举例给出了典型分位通行能力.考虑到分析时段内车辆到达的随机性,给出了车辆随机到达条件下通行能力可靠度的估计方法.在此基础上,分析了混合交通条件下交叉口通行能力可靠度对行人、非机动车流量均值的灵敏度.结果表明:行人、非机动车交通对机动车的冲突干扰较大幅度地增加了专用转向车道通行能力的随机性,但对共用车道通行能力随机性的影响相对较小;正态分布适用于描述10 min或更长时段的信号交叉口通行能力的概率分布;交叉口机动车到达流量水平越高,行人、非机动车流量均值对通行能力可靠度的影响就愈加显著.     

基于多Agent的铁路信号设备智能故障监测与诊断的实现

交叉口上游存在交织段,在城市道路中十分普遍,它一方面决定了交叉口各流向车流到达率,同时自身的运行情况又受交叉口红灯排队的影响.根据车流在交叉口到达驶离特性,从定性分析和定量计算两方面研究了上游交织段对信号交叉口通行能力的影响.基于对交织段影响下的交叉口理想到达率的分析,建立了考虑交织段情况下的车道组通行能力计算模型,并通过仿真对模型进行了检验.研究发现交织段长度、进口道长度对通行能力影响大,而且增加交织段长度对于提高进口道通行能力更为重要.     

交织段对信号控制交叉口通行能力影响研究

交叉口上游存在交织段,在城市道路中是十分普遍的现象,它一方面决定了交叉口各流向车流到达率,同时自身的运行情况又受交叉口红灯排队的影响.根据车流在交叉口到达驶离特性,从定性分析和定量计算两方面研究了上游交织段对信号交叉口通行能力的影响.基于对交织段影响下的交叉口理想到达率的分析,建立了考虑交织段情况下的车道组通行能力计算模型,并通过仿真对模型进行了检验.研究发现,交织段长度、进口道长度对通行能力起主要影响,而且增加交织段长度对于提高进口道通行能力更为重要.     

面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法

针对高峰期间常发拥堵点交通需求过大、周边关联交叉口交通负荷分布不均的问题, 研究了面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法。通过对常发拥堵点的车流进行追踪与溯源, 根据交通量关联度确定信号协调控制范围, 然后基于路径的流量分担率与路段平均饱和度识别信号协调控制范围内的关键路径。基于宏观基本图理论, 考虑关键路径对路网运行状态的影响, 构建边界交叉口主动限流控制模型。同时, 利用元胞传输模型描述交叉口与路段的运行状态, 以关键路径通行能力最大化和进口道饱和度均衡化为信号控制优化目标, 建立均衡路网交通负荷的信号控制优化模型。以武汉市发展大道青年路交叉口以及关联交叉口为对象开展仿真实验, 结果表明: 虽然本文方法下的边界交叉口车均延误增加了6.8 s, 但常发拥堵点的车均延误降低了15.7 s; 关键路径的车均延误减少72.6 s, 平均排队长度减少26.1 m。并且, 路网整体的车均延误降低14.7%, 驶出车辆数增加26.6%, 验证了提出方法缓解常发拥堵点交通拥堵的有效性。      

干道信号控制交叉口相位相序优化模型研究

干道常常被人们誉为"城市交通的大动脉",是城市内部的重要交通道路。交叉口作为干道与干道之间的关键节点,是实现不同道路连接的纽带,也是车辆持续通行的咽喉。对城市干道信号交叉口相位相序的模型进行研究,提出了相位矩阵的表示方法,并结合信号交叉口约束条件,使用MATLAB软件构造出干道交叉口的相位相序结构优化算法,采用遗传算法计算原理得到最小总延误。同时,通过模型计算输出信号交叉口新的相位相序及有效绿灯时间组成新的配时方案,结合城市干道信号交叉口实际采集的数据,在MATLAB构造的目标函数值中与实际信号配时进行对比验证,最后运用VISSIM仿真软件对优化的相位相序方案进行仿真验证分析,与实际相位相序方案的平均延误进行比较。结果表明,新的相位相序方案达到了减小信号交叉口路网平均延误的目的,从而提高城市干道的通行能力,达到了模型优化干道交叉口相位相序的良好效果     

信号控制交叉口交通流建模与通行能力分析

交叉口通行能力往往是城市路网承载能力的瓶颈。在考虑信号控制交叉口车流冲突的基础上,研究了信号控制交叉口的车辆优先权规则和信号周期内不同时刻的车辆更新规则,构建了一个平面十字信号控制交叉口元胞自动机模型,用于交叉口通行能力的模拟与分析,并以武汉市某交叉口为例,将模型仿真结果与停止线法计算结果进行了对比,验证了模型的有效性,利用该模型研究了交叉口转向比例对交叉口通行能力的影响。研究结果表明,交叉口流量随着车辆到达率的增加而增加,仿真结果与停止线法计算结果基本吻合,所建立的模型能够有效地模拟交叉口交通流运行,再现交通流的动态演化过程,当交叉口车道数和车道功能等道路条件确定时,转向比例和信号配时等交通条件对交叉口通行能力具有较大影响。当右转车转向比例不变时,交叉口通行能力随着左转车比例的增加先上升后下降,存在一个最佳的转向比例,使得交叉口通行能力达到最大。当右转车受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加先上升后下降,同样存在一个最佳的转向比例。当右转车不受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加而上升。当右转车比例高于某一固定值时,右转车不受信号控制能够显著提高交叉口通行能力,最高可达100%。     

随机条件下单点交叉口绿灯时间计算方法研究

通过分析交叉口交通流的随机特性,建立了以期望排队长为目标函数的绿灯时间优化模型。在模型求解过程中,利用Lagrange乘数法给出了求解随机期望值模型的解析算法,通过随机仿真逼近随机函数得到了交叉口各相位绿灯时间的最优值。最后以两相位信号交叉口为例进行了算例试验和分析,结果表明到达率的随机变化特性对于绿灯时间的分配有明显影响,仿真结果验证了模型和算法的正确性。     

老城区畸形交叉口改造设计与实践研究——以西安市人民路与丰京路交叉口为例

随着城市机动车保有量的逐年增加,老城区道路网已无法满足日益增长的交通需求,出现拥堵。畸形交叉口因其线形怪异、冲突点多、服务水平低已成为老城区路网中产生拥堵的主要因素之一。因此,挖掘各类畸形交叉口交通潜力,探索其改造设计方法,对缓解城市交通拥堵,提高路网服务水平意义重大。该文阐述了畸形交叉口的分类、存在的问题及改造方法,并以西安市鄠邑区人民路与丰京路交叉口为例,进行实践检验,取得良好效果,对以后各类畸形交叉口改造具有参考价值。     

呼和浩特市土地利用与城市交通协调发展策略研究

随着呼和浩特市城市规模不断扩大,城市机动化水平迅猛提升,市中心区逐渐显现出交通拥堵且日趋严重,交通供需矛盾突出。交通源的空间分布、出行生成吸引强度及流向取决于城市土地利用布局。因此,可以说出行增长的根本原因在于土地使用。文章通过分析呼和浩特市土地利用与交通系统现状,研究土地利用与城市交通系统的关系,从土地利用开发的角度分析呼和浩特市城市交通问题,提出呼和浩特土地利用与城市交通协调发展的策略,从而改善城市交通拥堵。     

Intersection traffic energy management system (ITEMS): formulation and validation

Urban transportation and traffic face significant challenges as cities continue to grow. Traffic intersections present unique challenges for city planners. Several studies have proposed diverse approaches to managing intersection traffic. However, these typically fail to reduce both energy and trip time for all vehicles involved. This paper proposes the intersection traffic energy management system (ITEMS). By using speed regulation of two vehicles approaching an intersection on crossroads, ITEMS is able to resolve intersection conflicts. This obviates the need for either vehicle to stop. Two-vehicle and four-vehicle scenarios were simulated. It was found that ITEMS reduced the total energy about 22% and the trip time across the intersection by almost 16% for every scenario compared to a traditional fixed-timed traffic light intersection. ITEMS was also found to be superior than always giving a green light to urban transit vehicles. Furthermore, with ITEMS, the energy and trip time of each vehicle in the scenario was reduced when compared to other strategies.     

关键交叉口优化对路网运行效率的影响研究

随着机动车保有量的增加,城市路网拥堵情况日益严重。交叉口作为城市路网的咽喉,其服务水平直接影响到整个路网的运行效率。以重庆市民族路-新华路路口为例,基于现场交通调查数据,明确交叉口的现存问题,采用Synchro(设计软件)对该路口进行建模分析。通过优化信号配时和车道功能划分后,交叉口延误降低了71.6%,服务水平从D提升至B。同时,采用VISSIM(仿真软件)对重庆市渝中区解放碑商圈整体路网和该关键交叉口影响的区域路网进行建模分析,并对路网优化前后的车辆运行状况进行对比。结果表明,通过优化,影响区域路网的平均延误下降了17.74%,平均行车时间下降了13.46%,平均停车次数下降了17.18%,尾气排放也有所减少,关键路口优化对路网运行效率的提升作用明显。     

城市车路协同系统下实时交通状态评价方法

交通状态评价方法能够为交通管理系统提供可量化的实时路网信息，为动态引导交通流、缓解交通拥堵提供依据。受限于交通路网的时变性和评价过程的主观性，目前传统评价方法的精度时常无法满足需求。基于城市车路协同系统动态获取路网信息优势，提出一种利用车路信息融合的实时交通状态评价方法。首先，定义了一种网联汽车与路侧终端间的无线交互方式，并确定数据协议以保证实时车辆数据的准确性；其次，从实时数据中选取平均通过时间、平均停车次数、平均停怠时间作为一级评价指标进行模糊综合，应用多算子对计算的一级评价结果构成二级交通状态评价指标，并根据层次分析法确立指标权重，同时根据仿真和试验结果建立适用于各级道路参数的可变隶属度规则，从而融合动态车辆数据与静态路段参数，计算得出交通状态评价结果与评分；最后，由网联汽车、车载终端、路侧终端和无线通信模块搭建实际协同测试系统对该方法进行了试验验证。试验结果表明：测试系统所得到的路段实时交通状态评价得分与对应的交通状态变化趋势一致，能够准确体现城市车路协同环境下的交通状态特点。该评价方法运用信息融合方法提高了交通状态评价结果的实时性与客观性，同时为车路协同技术应用于实时交通诱导，缓解城市交通拥堵提供了理论依据。     

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。     

智能网联混合交通流交叉口控制：研究进展与前沿

交叉口是城市道路交通运行的瓶颈点，是造成交通拥堵的问题所在。交通控制是调控交通流、预防和缓解交通拥堵的关键策略，在效费比上具有较大优势。智能网联、自动驾驶技术的发展催生了常规车辆(Regular Vehicle, RV)、网联车辆(Connected Vehicle, CV)和智能网联车辆(Connected and Automated Vehicle, CAV)组成的智能网联新型混合交通流，推动着城市道路交通控制对象、数据环境和控制手段的变革，为交通控制提出巨大挑战的同时，也为交通控制理论方法的创新发展创造了新的条件。智能网联混合交通流交叉口控制已成为国内外研究热点，尚处于研究起步阶段。根据路权特征，先从单点交叉口、干线交叉口和路网多交叉口3个层面梳理智能网联混合交通流环境下的共用设施交叉口控制研究，包括交通信号配时、车辆轨迹/路径规划以及车辆轨迹-信号配时协同控制。然后介绍自动驾驶专用设施交叉口控制研究，包括CAV专用车道、CAV专用路段、CAV专用区域和快速公交-CAV混合专用车道。通过对现有成果的梳理发现：虽然新型混合交通流交叉口控制研究取得了部分进展，但RV驾驶行为的随机性、...     

Multi-objective optimal predictive control of signals in urban traffic network

Traffic congestion in urban network has been a serious problem for decades. In this paper, a novel dynamic multi-objective optimization method for designing predictive controls of network signals is proposed. The popular cell transmission model (CTM) is used for traffic prediction. Two network models are considered, i.e., simple network which captures basic macroscopic traffic characteristics and advanced network that further considers vehicle turning and different traveling routes between origins and destinations. A network signal predictive control algorithm is developed for online multi-objective optimization. A variety of objectives are considered such as system throughput, vehicle delay, intersection crossing volume, and spillbacks. The genetic algorithm (GA) is applied to solve the optimization problem. Three example networks with different complexities are studied. It is observed that the optimal traffic performance can be achieved by the dynamic control in different situations. The influence of the objective selection on short-term and long-term network benefits is studied. With the help of parallel computing, the proposed method can be implemented in real time and is promising to improve the performance of real traffic network.     

城市无环岛五路交叉口优化研究

城市无环岛5路交叉口交通拥挤和交通事故频发,提高该类交叉口的安全性及其通行效率是城市交通规划设计研究的重要组成部分。交通学院以武汉市南湖壕沟无环岛5路交叉口为例,采用交叉口复杂度、车辆平均延误、排队长度、停车次数及服务水平作为评价指标,对交叉口渠化、交通组织、信号配时等方面进行组合优化设计研究,结合微观交通仿真软件Vissim进行模拟评价,仿真结果表明优化设计明显改善了该路口交通运行状况。     

合肥市高新区某区域交通改善研究

以合肥市高新区某区域交通拥堵改善研究着手，通过分析现状道路交通拥堵原因，提出深挖现有路网潜力、加强路面停车管理、优化交通组织结构以及对现状道路进行局部改造等一系列建议，力争在较少的工程投资下最大限度地释放道路通行能力。所提建议对城市道路交通改善研究和改造具有一定借鉴意义。