大型活动中突发事件对交通流的时空影响

为了研究大型活动消散过程中交通流分布状况,分析了大型活动中突发事件对交通流分布的时空影响特征,总结了突发事件下常用的交通管制和疏导措施,将静态多路径交通分配方法与元胞传输模型(CTM)相结合,设计出了适合突发事件下的准动态交通分配方法.对一个小规模路网进行仿真,计算了突发事件下各交叉口节点的拥堵时刻,研究了路网拥堵的形成及消散的时空变化规律,并对两组不同管控方案下交通流疏散效率进行了对比.对比结果表明:不同控制方案下的路网在仿真时段内平均车辆延误分别为197、232 S·pcu-1,由该指标可以判断方案一优于方案二,因此,基于CTM的准动态交通分配方法可定量评价突发事件下交通组织方案的效果.     

基于Vissim仿真的动态交通分配

针对城市交通的理论算法和模型虽然从形式上体现出了动态交通分配的一些特点,但在完整刻画路网交通状态方面还有不足,引进基于Vissim仿真动态交通分配的思想,介绍微观仿真软件Vissim理论基础,并利用Vissim仿真软件对路段进行动态交通流分配仿真,得出仿真软件在动态交通流方面的应用能够实时、准确、有效地仿真出来,为解决目前城市交通日趋严重的拥堵现状提供有效的参考.     

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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.     

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基于城市中心区拥堵不断加剧的现状,同时也考虑到未来城市人口增长、用地调整,以及城市化和机动化进程不断加速发展的趋势,本文依托西南某中心城市缓解拥堵重点项目,合理规划未来城市交通系统.决策定量化是未来城市交通规划的决策趋势,而交通模型是重要的技术支撑手段.在居民出行等调查数据的基础上,采用四阶段构架进行交通需求模型的建模.在方式划分阶段,根据家庭是否有车分别采用NL和MNL模型,并在交通分配时定制符合本地城市特点的路阻函数.最后,通过模型测试评价不同规划策略和方案的交通运输效果.     

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为了提高支路的利用率以缓解城市主干道的拥堵,本文从道路负荷与公平性的角度出发,确定单向交通组织优化方法. 建立了以路段饱和度超限量和车辆绕行系数最小化为目标的双层规划模型,其中上层模型通过优化支路的单向方案以使目标值最小,下层模型按照用户均衡分配准则进行配流. 进而设计了求解模型的模拟退火算法,在算法每一步迭代时,从当前达到一定拥堵程度的支路路段集中选择其一调整单向组织方案. 算例结果表明,单向交通组织可以降低路段饱和度超限量,缓解干道路段的拥堵,但随着绕行系数比重的增大,路段饱和度超限量的优化能力逐渐减弱.     

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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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混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

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在现代智能交通系统中,短时交通流预测是实现先进的交通控制和交通诱导的关键技术之一.为了提高短时交通流预测的准确性,本文提出了一种基于组合预测模型的短时交通流预测方法.一方面,根据当前的交通流数据来动态调整其对未来预测的影响;另一方面,通过对历史交通流数据的时空特性分析,利用数据挖掘领域的相关知识寻求与当前交通流特性最为相似的历史曲线,并以其为基础来获得预测值的匹配值;然后,将二者获得的信息进行融合,采用多种不同的组合方式来实现短时交通流预测.以厦门市莲花路口断面的交通流量为例,通过对仿真图像和数据的分析,得出各种组合方法的预测平均绝对相对误差均小于10%,能够较好地满足交通诱导系统的需求.     

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对城市的道路交通运行状况进行全面分析评估并实时监控、预测,可以有效地消除交通隐患,增强城市交通管理部门对城市交通的管控能力.本文基于北京市典型道路交通流特性分析及已有的道路交通流预测模型,提出道路交通运行状态组合预测模型,确定了非参数回归模型作为预测模型的核心,组合使用傅立叶历史估算模型、非参数自回归模型和非参数邻域回归模型对北京市典型道路的交通运行状态进行预测.针对北京市道路交通流信息采集系统实际情况及未来预测信息图形化发布的需要,提出了道路交通流预测系统的异构数据融合方法及道路编码模型及方法.     

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在NS模型基础上,考虑到公交车进出站的优先权、逐步变速等因素,建立了多站台港湾式公交站混合交通流双车道元胞自动机模型.通过模型模拟,对比分析了单站台和多站台港湾式公交站两种停靠方式的交通流特性,研究了多站台港湾式公交站的站台长度、站台间距以及公交车比例对交通流的影响.结果表明,在公交车密度较大的路段上,设置多站台港湾式公交站并选择适当站台长度、站台间距可以提高车站的处理能力,更有效的缓解由公交站引起的道路拥堵,从而提高道路的通行能力.该模型作为城市现有道路改造时确定公交车站停靠方式及站台长度的参考.     

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提出考虑信息接收程度的Ｌogit型随机交通分配方法,来计算道路指引信息发布下路网交通的重新分配.出行者被划分成两类,一类根据信息的指引出行,另一类则以Logit型的随机方式进行路径选择;利用道路指引信息的市场占有率的概念,给出这两种出行行为共存下的网络加载算法,并运用逐次平均法实现了拥挤网络中的交通分配.数值试验结果表明,发布良好的道路指引信息有助于提高路网运行效率;对拥挤网络中的给定OD,存在一个最佳的占有率,并随着交通需求的增加而增加;在合理的占有率下,增加信息指引路段可有效降低路网运行时间.     

网联环境下混合交通流偶发拥堵演化机理研究

针对混合交通流中智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles, CAVs)和人工驾驶车辆的交织干涉问题,本文在传统交通流统计理论模型和一阶连续介质模型的基础上,通过引入智能驾驶员跟驰模型(Intelligent driver model, IDM)和协同自适应巡航控制模型(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC),构建人工驾驶车辆和CAVs的混合交通流偶发拥堵演化模型,探索CAVs混入和诱导干涉措施对混合交通流偶发性拥堵传播规律的影响。实验选取重庆市华陶立交至巴南立交路段为路网原型,对CAVs不同渗透率( Pc )下的路段拥堵演化情况进行仿真。实验结果表明：CAVs渗透率越高,混合流流量、占有率和速度的改善情况越显著,但只有当 Pc ≥ 0.2 时,网联车辆对拥堵消散的改善效果才较为明显;Pc ≤ 0.8 时,干涉措施下,拥堵消散状态的持续时间约为不采用干涉措施的 50%;当 Pc = 1.0 时,网联车辆的通行能力是纯人工驾驶交通流的2.34倍;分别在非干涉措施和干涉措施下计算拥堵评价指标,与仿真结果进行对比,最大相对误差在5.38%之内,验证了模型的准确性。研究成果对疏散交通拥堵具有重要意义。     

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...     

不同CACC渗透率条件下的混合交通流稳定性分析

未来协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆和传统车辆混合交通流的稳定性决定了CACC技术对交通拥堵、能耗排放的改善程度.鉴于此,研究不同CACC渗透率时这种混合交通流的稳定性.应用基于轨迹数据标定的IDM(Intelligent Driver Model,IDM)模型和由加州伯克利PATH实验室实车测试验证的CACC模型分别作为传统车辆跟驰模型和CACC车辆跟驰模型.依据传统车辆在扰动下的稳定性,确定高稳态速度和低稳态速度,并考虑两种车型相对数量、相对位置的随机性,设计数值仿真实验.实验结果表明,在高稳态速度下,不同CACC渗透率时混合车队均整体稳定;在低稳态速度下,当CACC渗透率较小时,车队整体不稳定,CACC渗透率需达到50%以上时,才有可能使得混合车队由不稳定转变为稳定.     

基于宏观基本图的区域交通总量动态调控技术

城市经济的快速发展造成了诸多交通问题.在过饱和状态下,单纯的被动型信 号控制所起的作用是很有限的.因此,有必要把交通控制与交通诱导相结合形成一个反馈 式系统.本文提出了以基于宏观基本图及反馈门的区域总量动态调控为主、传统优化为辅 的交通管理新手段, 通过区域边界设置的“反馈门”控制网络流入量,将网络车辆总数维 持在其合理可行范围内,以提高或维持网络流量.以北京市西二环区域为例,利用交通仿 真软件对动态调控的效果进行了评估.结果证明,区域总量动态调控能够保障区域交通流 的稳定、有序,提高区域交通流通行效率.     

考虑诱导一致性的交通流协同管理模型研究

交通信号控制与路径诱导在时间、空间两个方面共同影响着交通流模式的演变,诱导信息生成与信号控制策略间有强烈的耦合关系,研究两者间的关联关系并使之协同能够提高路网使用效率,改善交通流运行状况.文中从工程应用的角度出发,强调诱导信息的生成必须满足诱导一致性.在此基础上,提出了运行交通流诱导系统的逻辑流程,建立了考虑诱导一致性的VM S诱导系统与线控系统协同模型.     

多用户多方式混合随机交通平衡分配模型

为了实现交通网络混合交通流随机平衡分配,分析了广义费用下多用户多方式的路径选择机理与网络平衡条件及信息条件下多用户多方式对路径选择的影响特征,运用数学规划理论,建立了基于信息条件的随机混合交通平衡分配模型,并证明了模型解的等价性与唯一性。计算结果表明:在信息市场占有率为30%,经过6次迭代,模型的解能够很快收敛,显示了信息条件占有率对交通方式选择和流量分配的影响程度,因此,模型可行。     

混合交通流的动力学模型

引入超车换道流量，建立了混合交通流的连续性方程；通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程．连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．将模型应用于无超车换道交通流，求出了流量和密度之间的关系．结果表明在低密度段模型与实测数据吻合．     

考虑诱导信息影响的可变信息标志优化选址研究——以北京南站为例

可变信息标志(VMS Variable Message Signs)系统是交通诱导系统的重要组成部分.VMS通过发布相关信息,引导车辆选择最合理的路径,避免局部路段拥堵,均衡路网交通流量,在宏观上对城市交通管理起到重要作用.本文概述了城市交通诱导系统的发展及应用,介绍了基于VMS的交通诱导系统的功能、信息生成等,同时对国内外关于VMS的交通诱导系统研究现状进行了比较与分析;通过对VMS用户需求以及布点影响因素的分析,结合可变信息标志的选址原则,依据VMS诱导信息对路径选择的影响分析,改进了VMS数学规划选址模型.结合北京南站地区实际交通状况,分析VMS选址的影响.