Fusion Framework of Urban Traffic Control and Route Guidance Based on CPS Theory

以避免交通拥堵和提高交通效率为目标,同时满足交通用户要求和交通系统交通流均衡要求,对城市交通控制与诱导融合框架进行研究.分析城市交通控制与诱导系统和信息物理融合系统(CPS)的特性及两者关联.探讨CPS理论应用于城市交通控制与诱导系统的各项技术要求.根据动态城市交通流诱导系统和城市交通信号控制系统的内容,针对两者相关性、冲突性与解决方法,考虑信息物理融合系统的人机系统特点,提出一种基于信息物理融合系统理论的城市交通控制与诱导融合框架.该框架包含计算部分、通讯部分、控制部分和物理世界部分,增强了城市交通流诱导系统和城市交通信号控制系统的融合度,侧重从技术层面分析两者深度融合的可行性,为智能交通系统中交通控制与诱导融合的实施提供理论依据.     

交通流预测控制的机制与方法

应用预测控制的机理,提出基于可校正交通流预测模型和两级遗传算法以实现交通分配和交通控制相结合的交通流系统计算机控制方法。基于伪给定、预测模型、滚动优化和反馈调节的交通流预测控制系统能够实现有性能保障的交通流系统控制,为交通拥堵预防和拥堵恢复畅通提供全局性的分析和决策支持。该系统通过综合集成应用现代信息处理技术、优化技术、专家系统、交通流及交通控制理论,为交通分配和交通控制的结合提供了工程实现途径。     

基于环形线圈检测器采集信息的交通状态分类方法应用研究

在智能交通管理系统中,各种交通状态判别算法通常被用来进行道路环境中实时交通状态的判断。这些算法通常将外场设备采集到的实时交通流数据与既有的交通状态分类标准的特征作比较,来识别交通系统运行的状态。应用聚类分析方法,结合数据预备技术、交通工程技术对环形线圈监测系统采集的交通流基础特征数据进行融合挖掘,实现了一种交通状态分类方法。为智能交通系统的管理者和决策者提供了交通控制管理决策依据。并对交通管理控制系统中实时交通状态的判断识别提供了可靠的参照标准。     

基于环形线圈检测器采集信息的交通状态分类方法应用研究

在智能交通系统中,交通状态判别算法通常被用来进行道路环境中实时交通状态的判断。这些算法将外场设备采集到的实时交通流数据与既有的交通状态分类标准特征作比较,来识别交通系统运行的状态。应用聚类分析方法,结合数据预备技术和交通工程技术,对环形线圈监测系统采集的交通流基础特征数据进行挖掘,实现了一种交通状态分类方法,并对交通管理控制系统中实时交通状态的判断识别提供可靠的参照标准。     

路网交通流动态分配模型分析

该文分析了交通流路网分配的概念及在交通控制与诱导中的作用,重点研讨了交通动态分配过程及分配模型,对于解决区域性交通适时控制与诱导问题,认为目前的动态交通分配的前提和结构均存在不可克服的障碍,建立智能交通系统(ITS)是最好的解决方法。     

基于Lagrange支持向量回归机的短时交通流量预测模型的研究

在智能交通系统中,进行实时、准确的交通流预测是交通控制和交通流诱导的关键之一,直接影响交通控制和交通诱导的效果.基于支持向量机,提出了一种Lagrange支持向量回归机的交通流量短时预测模型,能够实现对交通流量的有效预测.仿真试验表明,Lagrange支持向量回归机具有良好的泛化性能、更快的迭代速度,预测结果优于改进的BP神经网络.     

城市交通控制与诱导系统协同的信息分析与组织研究

对城市交通控制系统与城市交通流诱导系统协同进行信息分析与信息组织研究。对城市交通控制与诱导系统协同的信息需求特点和信息特性进行分析,根据交通信息特性构建数据结构,根据城市交通控制与诱导两系统信息的特性和关联关系,提出城市交通控制与诱导系统协同的信息组织流程,重点研究信息组织中的关键技术——多源交通信息处理。为城市交通控制与诱导系统协同的具体研究与实际应用提供方法依据。     

平行系统理论在交通工程中的应用浅探

阐述了平行系统的概念、理论框架以及研究内容,并将平行系统理论应用到城市交通系统中,建立了平行系统理论在交通工程中的理论框架体系,探索分析了其研究内容和过程.通过怀柔区青春路信号灯绿波控制实例的简要分析,通过实际交通系统与人工交通系统的交互运行和过程演绎,表明平行系统理论在交通系统中的实际应用效果明显优于传统交通仿真方法,能以最短的时间得到最佳的优化方案.     

城市道路交通状态分析方法回顾与展望

阐述了城市道路交通状态分析的必要性,通过对实时交通状态进行科学分析和划分,为区域路网的交通流控制、诱导等提供交通管理决策支持。并对现有的交通状态分析方法进行评述,提出了进一步的研究方向。     

浦东新区道路网交通诱导方案研究

以浦东新区2010年形成的道路网为基础,针对交通地位重要的浦东新区快速路网以及跨越黄浦江的越江桥隧及其相关地面主干道路,从路网的角度研究采用路侧可变信息标志对交通流进行诱导的方案。通过分析浦东新区快速路网和越江桥隧的地理及交通特征,针对快速路上交通流、主干道上拟使用快速路的交通流及越江交通流分别进行交通诱导需求分析,提出采用可变信息标志进行交通流诱导的策略以及可变信息标志的布设原则和发布内容。     

城市交通控制与诱导系统协同研究

从子系统功能整合的角度研究城市交通控制与诱导系统协同问题,指出两系统协同的内容主要包括:信息协同,策略协同和协同实施。描述了系统协同的数据结构,提出信息协同组织流程,对交通控制系统与诱导系统的策略协同进行研究,给出两系统的策略协同模型,以multi-agent技术为依托,建立了城市交通控制与诱导系统协同实施的体系框架,并通过仿真分析说明算法的有效性。为城市交通控制与诱导系统协同的最终实现提供理论指导和方法依据。     

主辅道出口与相交道路的交通组织研究

随着城市化建设发展的推进速度加快、交通量与日俱增，城市道路中主辅道出口与相交道路位置对区域交通组织有较大影响，以两条道路的主辅道出口的实际案例，通过不同的交通组织形式及实测数据进行定性与定量的分析，并采用VISSIM仿真模型进行数据分析，对不同流量、不同交通组织状况下的主辅道出入口通行能力及通行效率进行对比研究，提出不同流量、出口与相交道路的间距等参数情况下的交通组织方案。     

支持向量机在交通流量实时预测中的应用

实时、准确的交通流量预测是正在发展的智能交通系统的关键问题之一,对于交通控制和交通流诱导都有着直接的影响。提出一种基于支持向量机的交通流量实时预测模型,通过采用序贯最小优化算法,能够实现对交通流量的有效预测。应用实例表明,支持向量机具有良好的泛化性能,在输入信号混有10%噪声的情况下,支持向量机的鲁棒性更好,预测的平均误差为4.25%,预测结果优于BP神经网络和动态递归神经网络。     

基于分组流的交通流诱导与控制研究

交通流诱导与控制是解决现代交通难题的有效手段,根据Internet分组流管理的基本思想,研究了城市路网交通流的诱导与控制。从4个主要方面比较了交通流与分组流的相似性,从而证明了把后者的理论应用于前者的可行性。介绍了分组的路由算法和拥塞控制策略,提出并举例说明了动态诱导路径的分区分层算法,交通拥塞控制的分布式交通量均衡方法。实践证明了这一方法应用于交通流的诱导和控制是可行和有效的。     

交通全信息情境领导在交通诱导控制中的应用

作为交通诱导控制的作用机制,交通全信息的发布所建立的情境领导对交通诱导的效果起到了至关重要的作用。阐述交通全信息情境领导和交通诱导控制的概念,为了达到最佳的交通诱导控制效果,对重点交通全信息的发布形式进行探讨。考虑到信息的效用度和出行者个体属性的因素,特别以问卷调查的形式分析了交通全信息对诱导行为的影响,为交通诱导提供建议。结果表明:不同语法信息形式会对的选择带来不同的心理影响。     

自适应巡航及协同式巡航对交通流的影响分析

自适应巡航（ACC）和协同式自适应巡航（CACC）等自动驾驶技术正逐渐进入市场，未来一段时间内道路交通流将由人工驾驶车辆与不同等级、不同形式的自动驾驶车辆混合构成。为分析ACC和CACC对交通流的影响，利用实测交通数据NGSim建立人工驾驶车辆跟驰模型，并在综合已有ACC和CACC模型的基础上，提出基于安全间距的自动驾驶跟驰行为模型，进而得出不同ACC，CACC车辆渗透率下交通流的基本图模型。研究结果表明：自动驾驶可以提升交通容量；与ACC车辆比例r_a相比，CACC车辆比例r_c对交通容量的影响更为显著；当r_c>0.5时，饱和流量快速增加，当r_c=1时，饱和流量约为纯人工驾驶时的2倍。进一步，通过仿真考察车辆在车队中的跟驰响应和交通流在瓶颈处的运行情况。研究结果表明：自动驾驶改善了交通流的动态特性，对存在跟驰关系的连续车流来说，自动驾驶使得后车可以更加及时地响应前车的行为，车流会在更短的时间内进入稳态；在交通瓶颈处，自动驾驶降低了拥堵程度，提高了阻塞发生的临界流量。总体来看，自动驾驶对交通流静态和动态性能均有所提升，特别是在协同式自动驾驶场景下，车辆行为更加协调一致，交通流表现出良好的抗扰性，进一步验证了车路协同对自动驾驶的意义。     

交通瓶颈下相序设置对路口交通状况影响分析

针对路段发生交通瓶颈时上游路段可能出现的溢流现象,在分析不同相序设置下进入交通瓶颈路段车流构成的基础上,应用车流波动理论,从进入交通瓶颈路段的车流与交通瓶颈通行能力间关系出发,分别就不同相序相同车流量以及相同相序不同车流量时交通瓶颈上游车流的集散波进行分析对比,将周期内不同的相序设置及车流量对交通瓶颈上游溢流情况的影响进行了研究,针对各种情况,得到通过改变相序避免溢流情况发生需要满足的条件。研究结果表明,在某些条件下,相序的变化对避免溢流现象发生的影响不大,而当满足一定条件时,通过改变相序设置可以有效的避免溢流情况的发生。     

基于5G+智慧灯杆的区域交通协调优化控制系统功能分析与研究

随着国内城市化的稳步推进,智慧交通建设的理念逐渐得到了广泛的关注.在智慧交通的建设中,车载传感器因其载体局限性,对于规避道路拥堵、优化行车路线上无法起到关键性作用.车路协同的模式越来越受到科研人员的关注.智慧灯杆,因其可拓展性成了智慧交通建设中最佳的感知载体.杆件上可安装监控设施、广播、大屏幕,以及各类传感器、检测器等等一系列的感知设备.依托5G技术,相关交通管理部门可以更及时地掌控实时的交通运行情况.通过对交通流预测模型及区域交通协调优化模型的建立,提前预测中短期内道路交通流的运行情况,依托5G+智慧灯杆编织起的城市感知网络及定向广播系统,对沿途车主定向定量地决策最优的行车导航方案,对城市道路交通进行高效、有效的管理.现以上海5G+智慧灯杆的工程实例为依托展开基于交通流预测模型而开发的区域交通协调优化控制系统功能分析与研究.     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。