城市核心区主干路交通拥塞演变规律分析

以昆明市为例,通过实地调查的方式,分析了城市核心区主干路的交通区域拥塞交通流特性,运用烟羽模型对交通拥塞的时空变化规律进行了定量化分析.定性分析了驾驶员行为特性对道路交通拥塞影响,提出首次交通拥塞与二次交通拥塞的概念,并结合道路状况,借鉴蚁群模型的理论,对首次交通拥塞到二次交通拥塞演变规律进行了分析,总结出基于驾驶员行为特性的演变规律.     

基于两阶段行程时间的交通流分配理论

针对目前静态交通流分配理论难以处理网络流量演化的问题,给出了基于交通流 反λ 基本图的流量分配新模型.通过不断求解新模型更新路段交通状态,明确了利用静态交通 流分配模型分析网络交通流演变的具体方法.假设网络路段均处于自由流状态,通过求解得到 平衡路段流量,判断是否达到临界流量.将路段流量达到临界流量的路段设定为拥挤状态,重 新求解平衡流量,判断是否仍存在达到临界流量的路段.依据上述思路,直到新的模型无解或 无新的路段达到临界流量.本文通过定义网络不同级别的拥挤瓶颈,完成对网络流量演化的分 析描述.算例验证了新模型与方法的可行性.新理论提供了分析网络交通状态演变的新思路, 拓展了静态交通流分配理论.     

基于时空自相关的道路交通状态聚类方法

城市道路交通状态的识别对交通管理部门进行交通管理控制、出行诱导,以及 道路设施改造具有重要意义.本文运用时空Moran 散点图探索城市道路交通的时空关联 性,并据此构建一种基于时空自相关预分类的道路交通状态层次聚类方法.运用本文所提 出的聚类算法,以北京市二环快速路外环方向的路段为例,进行聚类研究,并分析了各类 型路段的交通状态时空特性.案例研究表明,所提出聚类算法能对道路交通状态进行有效 判断,充分反映交通需求与路网结构之间的内在匹配关系.特别是畅通异质和拥堵异质两 种交通状态的提出,为识别高峰时段路网中的瓶颈路段和能力富余路段提供了一种新的 思路和方法,进而可为完善路网、缓解拥堵及制定交通管理措施提供依据.     

考虑前后车速度和减速幅度的元胞自动机模型

三相交通流理论和基本图方法对自由流到拥挤流的相变过程提出不同的解释,双方争议至今没有解决.基于典型慢启动模型规则,本文提出一个考虑前后车速度和减速幅度的交通流元胞自动机模型来探讨自由流到拥挤流的相变.新慢启动模型的减速幅度大小与前车速度相关,两个减速幅度值分别对应缓慢减速和急减速.新慢启动模型的数值模拟结果表明：同一密度值对应的交通状态可能是自由流,也可能是拥挤流;小堵塞集团可以稳定存在于道路系统并有同步的趋势;当道路系统中存在大量不考虑舒适驾驶并倾向于急减速的车辆,在此条件下,三相交通流理论提出的紧致压缩效应不具有合理性,自由流状态可以直接相变为堵塞状态.     

基于道路交通状态的随机用户平衡

运用随机用户平衡配流的基本思想和交通流理论，提出了道路交通状态的概念，以便讨论交通拥挤情况下的交通量分配问题．将道路交通状态定义为行程时间和道路拥挤度的线性加权和．假定在路网随机变化的情况下，出行者以行程时间和道路拥挤度最低为路径选择准则，建立了基于道路交通状态的随机用户平衡配流模型，并证明了模型的等价性和唯一性，给出了该模型的连续平均求解算法．一个小型网络的数值计算结果表明，该模型能反映出行者在随机路网中的路径选择行为．     

利用传染病模型研究空中交通拥挤传播规律

为避免以往研究中主要集中在拥挤传播网络分布和现实数据观察等表象环节,发掘空中交通拥挤传播演变的科学规律,以空中交通拥挤传播与传染病传播过程的相似性分析为切入点,参考传染病SIR 模型,建立空中交通拥挤传播模型,并利用相轨线分析和参数分析等方法,得到拥挤传播趋势及阈值,解释了拥挤传播影响因子和消散因子对拥挤传播过程的影响.结合亚特兰大和白云机场实际延误数据,发现所建模型能够恰当地表述基本拥挤过程,但各类因子需根据运行实际调整而无法形成固定值,且对较复杂的拥挤过程需要引入新的参数.     

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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.     

基于矩形法的交通拥堵传播模型研究

准确分析交通拥堵传播特征是预测交通拥堵状态进而解决拥堵问题的先决条件。首先结合实际交通状态,提出速度延伸判别指数(ESDI),并将道路拥堵状态划分为5个等级,界定各等级阈值,构造拥堵马赛克时空图。提出矩形法绘制规则,建立交通拥堵演变的传播模型分析法,研究拥堵和消散传播规律与特征,有效计算传播速度。最后以重庆市黄花园大桥为例进行建模验证,研究表明,基于ESDI的道路交通状态判别方法能正确划分路段所处拥堵状态,基于矩形法的交通拥堵传播模型能有效得到道路拥堵演变特征,包括常发或偶发性拥堵、消散的起止时间、传播速度及发生原因等。     

基于价格机制的无线多跳网络拥塞控制算法

为有效缓解拥塞,并在QoS保证与业务公平性之间找到合适的平衡点,基于定价机制提出了一种链路层逐跳拥塞控制算法.该算法考虑了MAC的时间限制和二进制干扰模型限制,将传输失败率作为网络拥塞的控制准则之一引入拥塞价格函数中;流路径上的每个节点根据接收到的拥塞价格动态调整每个流的传输速率;优化目标是系统中总的流效用之和达到权重比例公平.此外,还考虑了节点内部流的调度策略,根据等待时间函数动态调整节点内各个流的优先级,以保证每个流的QoS需求和公平性.仿真结果表明:提出的拥塞控制策略能够有效缓解链路拥塞,系统总吞吐率比未采用拥塞控制机制提高约41%,公平性提高约29%,且极大地改善了平均时延、平均丢包率、平均吞吐率等其他性能指标.     

考虑拥挤交通流再分配的单点自组织信号控制方法

为解决目前拥挤交通流无法得到有效疏散的问题,研究一种考虑局部拥挤条件下交通流再分配的自组织信号控制方法。提出该方法的基本原理,拥挤交通流的再分配原则,关键相位的确定方法,并结合模糊理论研究绿灯相位的切换条件,最后以单交叉口为例,借助VISSIM软件进行仿真验证。结果表明,该方法有较好的控制效果。     

兰州市交通需求管理策略分析

实施交通需求管理是解决城市道路交通拥挤问题的有效途径,通过调整交通需求结构,使道路交通资源得到有效利用,交通系统的供需达到较稳定均衡状态。针对兰州市交通存在的主要问题和特点,从平衡供需的角度分析兰州市进行交通需求管理的必要性,并依据交通需求管理有关理论,提出一系列具有可实施性的交通需求管理策略。     

考虑边界条件不确定性的城市交通拥塞风险分布迁移规律研究

为分析交通联通边界(交通量、交通扩散系数)对特定城市研究区域内交通拥塞迁移规律的影响机理。本文从新的角度考虑城市交通拥塞风险分布迁移规律，将污染质迁移数值模拟模型运用到城市道路交通拥塞风险迁移中。首先对贵阳某区域2020年6~7月的城市交通调查数据及爬取的部分高德地图数据进行处理，并将研究区域以交通联通边界、交通隔断边界、区域分区边界划分为区域1和区域2。在此基础上考虑交通联通边界并建立基于城市交通拥塞风险分布及迁移数值替代模型，并运用Monte Carlo方法对贵阳某研究区域的输入输出结果进行统计分析，并将实际路网数据值输入替代模型，将结果与路网真实情况和高德地图情况进行对比，所建立模型 的预测精度比高德地图高3.7%，且模拟交通拥塞风险迁移规律较高。结果表明，交通联通边界对城市交通拥塞迁移数值模拟模型预报有很大影响，统计分析研究区域模拟模型的结果，可以有效评估不同交通联通边界条件对研究区域交通拥塞风险分布情况和准确预报研究区域内遭受不同 交通拥塞程度的风险。综上可知，本文建立的模型能高效精准分析城市交通拥塞的风险分布迁移规律，可为城市路网分区分段分点治理交通拥塞提供新的参考。     

基于短时交通流预测的广域动态交通路径诱导方法

为提升车辆通行效率，以预测型诱导策略为基础，以排队长度作为交通诱导的约束条件，利用小波神经网络短时交通量预测预知路段堵死事件发生路段，通过广域诱导时空边界条件对事件路段进行节点分级和诱导周期长度界定，进而建立广域诱导模型；对事件区域路网进行分区，进一步确定该模型诱导起点位置，引入基于路径尺度的Logit 路径选择模型作为诱导路径选择方法，通过流量迭代分配方法实现路网负载均衡. 通过实例验证，该诱导方法能有效地缓解道路交通拥堵，提高路网通行效率.     

道路拥堵概率估计方法及其在城市交通运行评价中的应用

首先提出能够统一描述不同交通负荷下路段内车流离散性进的出行时间指数 （TTI）概率分布模型,并建立该分布模型参数随路段速度变化的模型.进而给出一种新的 拥堵概率估计方法.其根据路段速度获得路段内车辆TTI 的概率分布参数,进而获得隐含 的车辆TTI 概率分布及路段处于不同拥堵状态的概率.应用于交通运行评价,解决了现有 方法评价结果受路段长度影响,以及微观评价波动性大的缺陷.给出的理论方法在交通运 行分析、仿真及控制领域具有广泛的应用前景.     

基于双层规划的城市交通拥塞疏导优化研究

为研究城市路网区域信号控制下的交通子区划分及交通拥塞疏导优化问题,明确交通拥 塞控制子区划分影响因素并建立相邻交叉口关联度模型,将拥塞控制区域划分为“疏散区”“平衡 区”。考虑“疏散区”“平衡区”不同的优化目标构建城市路网交通拥塞疏导优化双层规划模型,并 以昆明市部分城市路网作为实验对象,通过仿真将实际控制方案与本文模型计算方案的控制效 果进行对比,以此验证模型的适用性和有效性。仿真结果表明：除两个方案的平均停车次数优化 效果一般以外,其他控制效果指标均具有很大的优化提升,其中车辆平均延误时间降低了7.7 s, 重度拥塞里程比例下降了10.1%,路网车辆占有率下降了14.1%。综上可知,本文的疏导优化模 型控制可快速疏导和有效缓解交通拥塞,模型具有良好的有效性,可为路网交通拥塞分区治理及 疏导控制提供参考。     

多类信息对机场出站乘客交通方式选择的影响

在机场设置可变信息板(Variable Message Signboard, VMS)提供站台排队时间、道路拥堵状 况和车内拥挤度等信息，引导乘客在原有决策的基础上做出最优交通方式选择。根据出行信息 获取的顺序将决策过程分为两阶段，第1阶段是在自身经验或手机导航信息条件下进行初始交通 方式选择，第2阶段考虑到VMS信息对乘客的影响，建立基于巢式Logit模型的乘客交通方式转 移模型，利用全概率公式将两阶段信息数据融合，得到乘客交通方式选择结果。通过数值模拟验 证模型的可用性。结果发现：将信息质量足够高的等车时间信息、道路拥堵时间和车内拥挤度信 息结合有利于提高公共交通利用率和系统运行效率，可使公共交通利用率提高3%，系统运行时 间减少13.8%；道路拥堵越严重，路上拥堵时间信息的提供对乘客的交通方式选择影响越大；交通 需求较小的情况下提供VMS信息有利于提高机场巴士利用率。     

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基于智能交通诱导信息考虑前方多辆车,司机又通过后视镜考虑后方车辆,提出一种改进的耦合映射跟驰模型,用于描述单车道的交通流的动力学特性及其拥堵控制。利用离散延迟反馈控制动力学模式,通过调整模型中控制参数给出了抑制交通拥堵的策略。利用反馈控制理论,导出了在头车速度发生变化时,交通流保持稳定性的条件。分析结果表明,考虑前后方更多车辆的信息对交通流有致稳作用,亦即稳定性条件明显减弱。数值模拟证实了理论分析的正确性,通过与前人相关工作的比较得知,考虑前后方车辆的信息能够更有效地抑制交通拥堵。     

Property Analysis of Urban Road Travel Time

To estimate arterial link traffic condition based on probe vehicles, it is necessary to investigate the fluctuation characteristics of road travel time with traffic condition. On the basis of micro traffic simulation model, this paper analyzes the fluctuation of road travel time with traffic condition, and examines whether the mean travel time can reflect the variation of traffic conditions including free flow, congestion to traffic jam. As a conclusion, (1) mean link travel time can be used to identify free flow, congestion, and traffic jam; (2) mean link travel time divides congestion condition, but cannot subdivide free flow condition; (3) in the condition of congestion, travel time is distributed as a two-peak mode, and the average travel time is difficult to be estimated by small size sample.     

Method Research on Measuring the External Costs of Urban Traffic Congestion

A main reason for congestion pricing is the external cost of congestion. Qualitative and quantitative analyses of the external costs that the urban traffic congestion brings are the basis of congestion pricing. First, this paper analyzes the production mechanism of urban traffic congestion: travelers overlook the negative externality of urban traffic congestion and then join the congested queues. Then, the external costs of traffic congestion are divided into four parts: extra travel time costs, environmental pollution costs, traffic accident costs, and fuel consumption costs. Consequently, an intensive study on the quantitative measurements for those four external costs is made. Also, a sample case is introduced to prove the feasibility of this method. It supplies a base for the implement of urban road congestion pricing and other travel demand management strategies.