无信号交叉口仿真模型参数标定优化与验证

为优化与验证微观交通仿真模型的微观参数标定方法,结合已有研究针对仿真模型全局参数与局部参数的讨论及对标定结果不同取值方式进行交叉组合,形成4种新的微观仿真模型参数标定方法,并选取等权无信号交叉口作为仿真场景进行分析验证。基于VISSIM仿真平台建立微观仿真模型,以通行能力作为校核指标,敏感性分析选取6个对校核指标影响较大的微观仿真模型参数作为局部参数标定对象,并通过遗传算法进行优化迭代。选取偏差在4%以内的参数组合方案作为标定结果取值分析对象,针对标定结果聚类递归取值选取分散度作为描述参数集中程度的指标。实测交叉口交通数据进行交叉验证试验,对比了4种参数标定方法模拟校核指标的精度,分析了不同全局参数标定方法以及标定结果不同取值方式对微观参数最终标定结果的影响。结果表明:工程实测获取全局参数标定的仿真模型更符合城市车辆实际运行特性,标定结果聚类递归取值能有效提升模型参数标定结果的可移植性;实测全局参数结合聚类递归获取局部参数的方法最为有效,可作为微观交通仿真模型参数标定方法优化研究方向,且为无信号交叉口微观交通仿真模型构建提供基础标定参数。     

基于VISSIM的城市交叉口改善优化研究

首先系统地阐述了城市交叉口改善优化的现有研究成果,然后介绍了微观交通仿真软件VISSIM的模型及理论基础以及用于评价交叉口性能的行程时间、平均延误、排队长度、停车次数、通行能力、饱和度和服务水平等评价指标;以广州市花地大道与浣花路交叉口为例,通过信号交叉口调查数据的统计分析,从时空交通设计优化方面提出交叉口优化方案,并利用VISSIM交通仿真软件对交叉口的现状和优化方案进行仿真研究。结果表明,对交叉口进行时空改善优化后,交叉口的饱和度由1.24减小到0.91,平均每车延误由71.6 s减少到47.1 s,服务水平由E提高到D。实践表明,该方法具有良好的操作性和实用性。     

基于微观仿真的城市公交专用道设置研究

为研究公交专用道对交通运行情况的影响,以合肥市望江路为例,以实测数据为基础,通过微观仿真软件Vissim构建微观交通模型,提出以最大排队长度、延误作为节点评价指标,以路段运行速度作为路段评价指标,以路网平均运行速度作为路网评价指标的评价体系,从节点、路段、路网层面,定量化评价公交专用道设置对于交通运行情况的影响,为城市决策者提供参考。     

单向交通条件下交叉口通行能力分析与仿真

单向交通可大量减少交叉口冲突点、改善交通条件。基于HCM分析方法，对双向双车道十字交叉口实施单向交通前后的通行能力进行对比分析，给出了双向通行，一路双向、一路单向和两路单向3种交通条件下的交叉口的通行能力计算公式。以Corsim仿真模型为平台，以交叉口车辆平均信控延误为评价指标，对交叉口通行能力进行了验证。仿真结果表明，单向交通可提高交叉口的通行能力。     

基于安全和畅通交叉口合理间距的确定

城市路网是城市交通与城市发展的骨架.目前,专业人员对于路网密度、交叉口间距(路网间距)的研究较少.文章分析了交叉口间距对于道路交通安全、畅通的影响,以Vissim仿真实验为基础,分析了交叉口间距与交通冲突的关系,得到以冲突率为指标的交叉口安全可靠度模型.分析了不同交叉口间距下的路网容量,推导出交叉口容量可靠度.从安全和畅通两方面效益平衡考虑,得到交叉口合理间距的确定方法,并通过示例进行分析验证.     

干线控制策略对宏观基本图特征影响研究

相比单交叉口控制,交叉口群协调控制策略的评价与优化方法尚不完善、控制参数优化原则尚不明确.基于宏观基本图(M FD)的研究发展,提出引用宏观基本图作为交通控制决策的评判手段,建立并分析M FD形态与交通控制参数(信号周期、相位差)的量变关系,以支撑信号控制决策.通过实测与仿真数据相结合的方式,验证了宏观基本图在上海张杨路的存在性,及宏观基本图形态对控制策略的敏感性.建立不同等间距的标准路网仿真模型,获取了M FD与控制参数的量变关系,并结合宏观基本图与路网评价指标(等效通行能力、自由流车速、延误等),分析了不同信号周期和相位差的适用条件.结果表明,路网等效通行能力并不单纯随周期的增大而增加,且存在使路网通行能力最大的"最佳"周期;路网自由流车速随信号周期的增加而减小.同步控制适用于交叉口间距较小(小于200 m)情况,续进控制适用于交叉口间距较大(大于300 m)情况.      

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。     

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。     

基于MFD的路网周边交通控制策略与仿真

宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagrams,MFD)是路网的固有属性,可从宏观层面监视和预测路网交通运行状态。鉴于此,该文提出基于MFD的路网周边交通控制策略,其思路是依据MFD理论确定路网的MFD,当路网交通趋于拥挤时,通过调整周边交叉口的信号配时方案(如周期、绿信比),对周边车流涌入量进行限制,使路网区域交通保持良好的运行状态。为验证该策略的有效性,以广州天河商业区为试验区域,运用Vissim交通仿真软件进行仿真建模,依据MFD相关理论和仿真数据,确定该区域的MFD,当该区域交通趋于拥堵时,根据该策略确定周边交通涌入量和入口绿灯时长,并仿真对比该区域实施该策略前后的各项交通信号控制性能指标。结果表明:当路网交通趋于拥挤时,实施周边交通控制策略后路网平均延误时间、平均停车次数、平均排队长度等交通信号控制指标得到明显改善。     

基于微观仿真的连续交叉口信号协调研究

城市道路平面信号交叉口的交通问题已成为路网容量的瓶颈,优化相邻交叉口的信号配时对城市交通运行有着重要意义。文中提出应用VISSIM仿真软件对相邻交叉口进行信号协调的研究方法,以西安市长安中路与小寨路交叉口及雁塔路与长安南路交叉口为例,根据调查数据,利用VISSIM仿真软件对其进行仿真模拟,分析其现状,并对两交叉口的信号配时进行优化协调。仿真评价结果表明采用信号协调对交叉口进行优化效果显著,平均延误、平均排队长度、平均行程时间下降明显,能较好地改善交叉口的性能。     

公交优先仿真系统概念设计

首先综述了公交优先仿真技术的发展状况。然后,基于对实际公交优先管理系统的解析,将公交优先仿真模型划分为交通管理系统背景模型、公交优先设施模型、公交线网模型、公交车特性行为模型、信息采集模型、通信系统模型、公交优先策略模型、公交优先信号模型等。由此进一步给出了仿真系统概念设计方案。该方案将仿真系统分解为路网交通状态模拟、信息采集、通信、公交调度中心、信号控制中心及本地控制机等模块,并定义了各模块的主要功能和相互间的信息交换内容。     

微观交通分布式并行仿真系统设计与效益分析

为了提高交通网络仿真的速度和效率,从挖掘交通网络仿真的并行性出发,设计了分布式并行仿真系统的结构和仿真算法,通过比较选择PVM(Parallel Virtual Machine)作为并行计算的编程环境,提出基于车辆数的网络分割算法和数据时钟同步的通讯方式,使并行仿真达到负载平衡。用程序执行时间、加速比、并行效率和可扩展性4个测度指标来评价算法的并行效益,并以24个交叉口组成的交通网络为例,应用设计的并行算法在不同处理器数目下进行仿真。试验结果显示并行仿真速度比串行仿真提高了3.5倍,因此,这种并行算法提高了交通网络仿真的速度和效率,为实现更大规模的交通仿真奠定了基础。     

基于GIS分析的深圳市道路交通事故空间分布特征研究

掌握城市道路交通事故空间分布特征是城市道路交通安全管理的重要基础。基于深圳市2014~2016年的道路交通事故数据，首先应用地理编码方法对原始事故记录进行空间定位，形成事故的空间分布。其次针对考虑/不考虑路网密度的2种情况，应用密度分析方法对道路交通事故多发的区域和事故严重程度较高的区域进行鉴别，比较2种情况下区域分布的差异并分析造成这种差异的可能原因。最后利用异常点分析和热点分析2种空间聚类分析模型对事故严重程度较高的区域进行进一步鉴别，并对密度分析和聚类分析2种方法得到的结果进行了比较。密度分析结果表明：就事故频度而言，深圳市中心城区单位面积上的交通事故频度较高，而郊区单位长度道路上的交通事故分布更为密集；就事故严重程度而言，郊区的交通事故平均严重程度高于市中心区域。造成上述差异的原因可能与郊区道路限速较高等因素有关。聚类分析结果与密度分析结果相近，在郊区形成了高严重程度的事故聚类，而在中心城区形成了低严重程度的事故聚类，说明郊区的交通事故严重程度总体高于市中心区域。从2种方法的比较来看，密度分析简单易行，有助于交通管理部门对城市交通事故空间分布特征直观快速的了解；聚类分析可精确到事故点，为精细化的交通安全管理工作提供支撑。研究结果表明基于密度分析和聚类分析的研究方法对于确定道路交通事故空间分布特征有良好的作用。     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要，研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先，基于实测交通流数据，按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本，选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征；其次，改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性，即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性，同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值，以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响；最后，通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载，分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上，对交通流状态划分具有良好的适用性；通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显，其占有率也大不相同，同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好；同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大，其变异系数均在0.2以上，尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后，这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有效、准确的，对相关大跨桥梁结构安全及耐久性评估有一定的参考价值。     

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。     

基于时间依赖网络的城市交通紧急疏散线路研究

研究时间依赖网络的城市紧急疏散交通线路问题.在对考虑疏散过程中交叉口延误和通行能力、紧急疏散网络防堵塞改造已有研究的基础上,对紧急疏散时城市交通网络的时变特性进行分析,提出了动态路阻交通紧急疏散线路的思想.考虑到紧急疏散时不一定满足FIFO要求的特性,将研究对象转化为时间依赖非FIFO网络交通紧急疏散线路的确定问题,建...     

基于粗糙集理论的短时交通流组合预测研究

为满足交通流诱导系统的理论需要,建立了一种基于粗糙集理论的实时交通流量组合预测模型。通过粗糙集理论来确定组合预测中的权系数,对路段的交通流做出短时预测。结合某路段的实际交通流数据,对预测模型进行仿真训练,经过比较分析,验证了该组合预测模型的有效性和实用性。     

网联环境下高速公路辅助驾驶车辆编队评估

为评估智能网联环境下高速公路辅助驾驶车辆编队的效果，首先基于V2X （Vehicle to Everything）和智能驾驶人模型（Intelligent Driver Model，IDM）对网联环境下的车辆跟驰行为进行建模，并对其进行参数校准；其次从安全性评价指标和通行效率两方面构建编队效果评价体系；然后通过VISSIM和VBA联合仿真，改变编队的车道、交通流量、网联车渗透率等变量进行试验。仿真结果表明，网联环境下车辆辅助驾驶编队在不同层面对于安全性与效率性都有提升；最后以不同期望速度在网联环境和非网联环境下分别进行实车辅助驾驶编队试验，以验证评价指标体系以及仿真试验的有效性。其中，实车试验结果显示，期望速度为70 km·h^-1时，网联环境下的辅助驾驶编队通行效率比非网联环境提升56%，90 km·h^-1时提升37.2%，110 km·h^-1时提升39.8%。通过与仿真试验结果对比，表明网联环境下车辆辅助驾驶编队对交通流安全性有一定程度的提升。     

基于Q强化学习的AVB数据转发时延模型研究

为了提高音视频桥接技术(Audio/Video Bridge,AVB)数据时延分析结果的正确性,以AVB交换机处转发的数据为研究对象,在经典的AVB协议模型中融入Q强化学习理论,构造时延数学模型.在完成AVB协议模型和Q强化学习理论研究基础上,提出更加符合实际的AVB交换机数据转发策略,结合车载以太网数据转发时延影响因...     

基于点、线、面层次的公路网交通运行状态评价

由于公路网是由点成线、由线成面的统一体,为了更准确地分析和改善公路网运行状态,加强公路节点、路段、路网评价之间的联系,便于确定交通拥堵产生根由并有效采取措施,建立了一种基于点、线、面层次的公路网交通运行状态的综合评价方法。在基本单元划分和指标选取方面,以交叉口、互通式立交、收费站和基本路段作为基本单元,结合交通流理论,综合考虑各基本单元的特点,分别选取对应的评价指标,以极小型指标评价法为基本原理,构建基本单元交通综合运行指数评价模型,并确定相应的分级阈值。在交通运行状态评价方面,依托专家经验的主成分分析与客观的交通量统计调查相结合的方法确定各基本评价单元的权重向量,从而构建路段运行评价模型并给出评价分级阈值,再以各等级道路拥堵程度和路网客、货运量,分别构建路网赋权矩阵或向量,从而获得路网交通综合运行指数模型并确定评价分级阈值。最后结合算例说明该评价方法的具体操作过程,通过获取的各项基本数据,从点层过渡至线层再至面层,依次计算各层交通运行指数,确定各基本单元、路段、路网分别对应的交通运行状态。研究结果表明：不同层面之间的交通运行状态存在一定的联系,不同节点和基本路段处的运行指数差异较大,路线运行指数差别也较大,从而影响路网最终的运行状态,因此,可以通过逐级评价确定交通拥堵症结所在,有针对性地采取相关改善措施。