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高速公路或者快速路交通流的运行数据中常常可以观察到数据间隙现象，相应的交通流参数关系图中(如流量—密度图)会发现某些变量发生了“跳跃”式的变化.传统的交通流模型无法处理这种现象，突变理论则给出了合理的解释.本文总结了数据间隙的研究，介绍了突变理论的基本内容，综述了国内外应用突变理论解决交通流数据间隙问题的研究历史和现状，展望了突变理论应用的前景.     

高速公路交通噪声与交通流状态的关系研究

本文运用交通流理论、概率统计理论和噪声传播理论对高速公路交通噪声与交通流运行状态之间的关系进行研究,分析了高速公路交通噪声的传播规律,提出了通过交通噪声测量检测高速公路交通流状态的试验方法和参数设置原则,并通过试验具体分析了交通噪声与交通流之间的相关关系。     

与车辆跟驰理论统一的一维交通流动力模型研究

从交通流的连续性假设开始将交通流中的每一个参数(包括交通压力)都在流体流中 找到了恰当的比拟.通过理论推导,得出了类似一维可压缩理想流体流动的交通流连续性方 程、欧拉微分方程和动量方程.并从一维定常交通流的分析研究中,得出了交通压力的数学表 达式.从而得出了由连续性方程、欧拉微分方程、交通压力表达式和状态方程构成的一维交通 流动力模型,论证了该模型与车辆跟驰理论是统一的.     

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为了解决日益严重的交通拥堵问题,近几十年来,研究人员在国内外高速公路和城市快速路上发现了多种交通现象,并提出各种交通流模型对已发现的交通现象进行重现和解释,目的是为交通流控制与疏导提供理论支持.本文首先对目前已发现的交通流现象,如通行能力陡降、滞后效应、走-停交通波和同步流现象进行介绍,然后从交通流模型中的速度、加速度和二阶加速度的宏观/微观,连续/离散表达式几方面介绍了现有的一些交通流模型,并对模型解释交通现象的能力进行综合性评述.     

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已有的交通流参数模型无论是基本图还是三相交通流理论都是基于高速公路交通流数据进行研究,由于高速公路和城市快速路具有不可忽视的差异,以高速公路交通流数据为基础建立的交通流参数模型难以符合城市快速路交通流运行的实际情况.本文根据实测的城市快速路交通流数据,采用线性回归分析建立城市快速路速度—占有率模型、交通流率—占有率模型和速度—交通流率模型,应用最小二乘法估计模型参数,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.最后,在建立交通流参数模型、明确交通流参数之间关系的基础上,对城市快速路交通流状态进行了划分.本文建立的交通流参数模型,对交通流短时预测和交通流状态判别具有应用价值.     

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城市交通流信息中包括大量可用于改善交通运行状况的规律.本文以交通流微观信息特性和规律为基础对交通流信息的宏观特性和规律进行了分析和研究,从宏观层提出了由交通结构、交通流流量、流速和密度构成的四元流体结构,探讨了交通流四元流体结构的随机性和不确定性,分析了四元流体结构的周期相似特性和区域关联特性.作者结合北京地区具体交通数据,对交通流四元流体结构的周期相似性和区域关联性进行了实证分析.结果表明:我国许多城市的交通流经常处于超饱和状态,交通流不畅、梗阻现象时有发生,但从全局来看交通流体仍呈现有序性;同时,交通流四元流体结构具有周期相似性和区域关联性,宏观上是可控和可预测的.     

基于认知差异的交通流动力学建模及仿真

车路通讯技术的发展为驾驶员提供当前和预测的交通状态信息创造了条件.本文考虑驾驶员的预测性及驾驶员群体对交通信息认知的异质性,建立了新的宏观交通流动力学模型.基于线性稳定性理论,获得了新模型的稳定性条件;通过仿真算例,分析了模型参数对交通流稳定性的影响.结果表明,驾驶员的预测时间、记忆时间、最优记忆流量差权重系数、驾驶员类型比例和记忆时间差异对交通流稳定性存在显著影响;而增大预测时间步长、记忆时间步长、权重系数和认知强度系数都可以有效增强交通流的稳定性;但交通信息认知差异增大却会破坏交通流稳定性.     

一种路网交通流参数的融合预测方法

提出了数据驱动与中观交通仿真融合的交通流预测框架.该框架将数据驱动 方法在路网局部断面和路段的高精度预测能力与中观交通仿真的路网范围预测能力结 合起来,通过可信度高的路网局部断面和路段预测值,在线修正中观交通仿真模型的参 数,使得中观交通仿真模型能够逼近、反映交通流运动趋势,提高路网范围交通状态预测 精度.通过结合路段旅行时间预测与中观交通仿真的实例分析证明,断面和路段预测和中 观交通仿真结合发挥了两者各自的优势,预测结果优于单一的中观交通仿真方法.     

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交通流分配是交通规划的核心工作之一，而路网中有效路径的搜索又是进行交通流分配的基础。通过将交通路网中节点位置的确定性与交通出行中路径选取的有向性相结合，本文提出了一种有效路径的分层定向搜索算法，并结合博弈理论建立了新的交通流分配模型。新的算法合理的汲取了启发式配流的比例加载思想，并借鉴相继平均法思路解决了多起讫点对的配流问题。新算法具有模拟实际交通路径选择行为，并给出唯一路径流量的特征。文中用一个算例说明了该方法的有效性。     

城市交通控制中的数据采集研究综述

过去几十年来，城市交通控制技术为适应不断增长的交通需求和日益复杂的管理目标有了长足发展. 作为城市交通控制策略制定和控制算法设计的基础，交通数据决定了城市交通控制的适用性、可靠性和先进性. 数据采集技术的发展为城市交通控制能力的提升带来了机遇和挑战. 本文回顾交通控制系统中数据采集与参数估计的基本方法，分析评述检测数据方法从固定式无标识数据、移动式检测数据到固定式有标识数据的演变，指出它们给交通参数估计带来的变革. 结合20 世纪末出现的移动式检测技术，分析评述了对应的两种交通参数估计方法，即基于概率论的方法和基于交通流激波理论的方法给交通控制带来的影响. 针对近年来出现的固定式有标识检测数据，分析其对城市交通需求估计及交通控制策略参数估计研究带来的新任务. 最后，分析指出我国未来交通控制研究的三个方向：一是城市交通控制系统的信息范围已扩展到区域和路网层级，二是交通参数估计研究的重点随着数据采集方式的演变已转向提高参数估计的实时性与精度等领域，三是交通参数研究理论与实践存在差异，如何结合我国城市交通系统运行中检测环境差异导致数据误差率的变化，交通流到达规律的变化，道路上不同种类交通流间的交叉干扰等实际应用因素，使方法与模型能有效地指导我国复杂的交通控制实践是重要方向.     

战时动态交通网络最大能力路径问题算法研究

战时或应急条件下,交通网络具有动态特征,研究确定动态交通网络的最大能力路径,不但可以拓展最大流问题基本理论,而且对于完成大规模军用物资的运输保障任务,也有着十分重要的现实意义。提出了动态交通网络最大能力路径的概念,并基于最大流理论,结合实例介绍了寻找最大能力路径的具体算法,有助于紧急情况下确定交通网络中的最大能力路径。     

基于小波变换的交通流速度-密度关系分析

车流速度和密度是交通流理论研究的重要参数,而小波变换是一种信号分析工具,它可以将信号进行去噪分析。基于通过调查获得的速度和密度数据构成交通流特征信号,引入小渡变换方法对交通流特征信号进行去噪,并运用典型特征构建速度与密度关系曲线,对其进行分析并与小波变换前原有速度与密度关系曲线进行对比。为更加清楚地观察三参数与时间变化的关系,以及三参数之间的相互关系提供了有效方法。     

Statistical Features and Phase Identification of Traffic Flow on Urban Freeway

At present, researches on traffic flow theory mainly focus on highway traffic, which is significantly different from urban freeway. Because traffic science is an “empirical science”, it is based on actual traffic flow data of urban freeway, the statistical features of velocity distribution at different densities have been investigated in this paper. Moreover, four steady phases: free flow, coherent-moving flow, synchronized flow, and jams are identified in the flow rate-density plane of the traffic flow. Finally, features of the four phases as well as functional forms of phase boundaries are discussed in detail.     

不确定交通需求下交叉口信号配时区间优化模型

为解决混合交通流的不确定需求，合理描述不确定参数用以信号配时优化，本文提出交叉口信号控制配时参数区间优化模型。首先，以高峰时段5min采集标段数据，构造交通量区间，修正Highway Capacity Manual 2010(HCM2010)饱和流率计算公式，估计混合交通饱和流率区间；其次，构建信号配时参数区间非线性多目标规划模型，并以交叉口服务水平为性能目标，利用区间序关系与区间可能度模型进行转换，采用多层嵌套遗传算法求解；最后，以北京市道路等级相差较大的两相位与三相位交叉路口高峰时段数据为例，验证信号配时区间优化模型，并运用 VISSIM软件进行仿真比较。结果表明：本文所建模型可行、有效，且考虑饱和流率区间的信号配 时区间优化模型更适合于关键相位饱和流率波动较大的两相位信号交叉口，机动车平均延误和交叉口通行能力较Webster方法分别优化了35.9%和14.9%。     

高速公路交通事件线性模型及车流波分析

高速公路由于交通事件的发生导致正常交通流发生改变,为了消散车流拥挤或阻塞,减少排队延误,应采取一定干预措施。运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综作用下对车流状态的影响,建立了关于车速与交通密度线性模型下的车流波波速模型,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。     

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随着城市社会经济的发展，城市道路交通供给和需求的矛盾日益突出，并引发很多交通问题。本文根据城市交通的特点和面临的交通问题，提出基于交通灯控制的城市交通流动态管理系统。通过分析城市交通流的特征，将通信网研究领域的流量控制思想和计算机图形学的拓扑优化思想引入城市交通的流量优化研究中，提出控制城市交通流量优化和规避拥塞的算法。这项技术可以帮助交通管理部门根据实时交通信息，自动生成动态交通流控制方案，改变城市道路中的交通流分布，从而提前根除和缓解交通阻塞，优化城市交通管理。     

白行车阻滞干扰对交通流的延误影响模型

机非混合交通流是我国城市交通的一个主要特征,在机非混行路段,自行车对机动车的行驶会造成干扰影响,容易造成交通延误,目前尚缺乏对这种延误进行分析的数学模型和计算方法．本文针对交通流中出现的离散流和连续流的不同情况,分别采用概率论理论和流体动力学理论两种不同的方法提出了机非混行路段的自行车阻滞干扰对交通流的延误影响模型。该...