基于微观仿真的路段行程时间预测方法

实时路段行程时间预测是动态交通分配中路径选择的关键技术之一,采用微观交通仿真手段和指数平滑方法估计路段行程时间,在路段行程时间估计模型中考虑了交叉口排队延误、信号控制延误和交叉口内转向行程时间,提出了基于灰色等维新息GM(1,1)模型的路段行程时间预测方法,根据路段行程时间的历史数据和实时采集数据,滚动预测未来的路段行程时间,通过实例应用证明了模型有很好的预测精度.     

基于路段行程时间可靠性的交通分配方法研究

行程时间可靠性已经成为道路网性能的主要指标之一,首先在总结已有路段行程时间可靠性的有关算法之后,计算了路段的行程时间可靠性。然后,将路段行程时间可靠性作为路阻函数,从用户均衡分配模型(UE)加以引申,建立了行程时间可靠性分配模型,并给出了相应的算法,最后,应用于实际的路网中进行了检验。     

弹性需求下路段行程时间波动的收敛性

分析了弹性需求下路段行程时间的波动随道路长度延伸的收敛性.采用 MITSIM仿真路段上车辆的行驶过程,根据仿真数据计算车辆通过该路段的预期行程时 间,路段入口处的交通需求由需求函数及预期行程时间确定.通过记录所有车辆驶入、驶 出该路段的时刻获取车辆的实际行程时间.用行程时间标准差系数来衡量行程时间波动 性.数值算例对不同潜在交通需求的情况进行分析.结果表明,对任意确定的潜在需求,在 弹性需求的作用下,路段行程时间的波动性都将随着路段长度的延长而趋向收敛,随着 潜在交通需求的增加收敛速度减小,弹性系数的增加则促进行程时间波动的收敛.     

����������·��ͨ���������˻�״̬����

基于行程时间对交通需求的影响,建立路段交通流模型,对路段交通流量稳定性及通行能力的退化状态进行分析.在出行者的交通需求具有弹性的情况下,路段行程时间越长,交通需求越低.模型中行程时间由道路上的交通状态决定,车辆行驶过程的计算利用MITSIM模型,通过数值模拟方法分析弹性需求对交通流的稳定性及通行能力的影响.仿真结果表明,在交通需求和路段性能相互作用下,路段交通流量趋向于稳定,非饱和状态下的稳定流量随着交通压力的增加逐渐上升到最大通行能力,而饱和状态下的稳定流量小于最大通行能力且交通压力越高通行能力退化越严重.因此在城市路网规划时,应综合考虑路网中各路段通行能力,避免路段通行能力下降.     

多用户类型弹性需求随机期望-超额用户平衡模型

为准确描述随机路网环境下出行者规避行程时间不确定风险的择路行为,推导了通勤者需求量服从对数正态分布和路段通行能力服从贝塔分布条件下计算期望-超额行程时间的计算公式,并在考虑出行者对行程时间的估计误差和路网服务水平对交通需求影响的基础上,建立了用等价变分不等式表示的多用户弹性随机期望-超额用户平衡模型.算例结果表明:随着需求水平波动程度和路段通行能力退化程度的加剧,当需求方差-均值比从0.5增至2.0、贝塔分布参数(l和m)从90和10变为10和10时,通勤者和非通勤者期望最小理解期望-超额行程时间分别增加了48.5%和99.2%.     

基于Monte Carlo的行程时间可靠性研究

从分析行程时间可靠性的概念及其重要性入手,提出了路段、路径、OD对以及系统行程时间可靠性的定量计算方法.在路段通行能力随机变化的条件下,基于Monte Carlo仿真建立了行程时间可靠性的求解算法.考虑到行程时间可靠性与出行者路径选择的相互作用,该方法将基于行程时间可靠性的交通分配纳入到行程时间可靠性的评价之中.用一个简单算例进行测试,结果表明该方法能够对行程时间可靠性进行合理评定.     

动态路段行程时间函数与BPR函数的比较研究

从交通流参数的处理入手 ,研究和分析了动态路段行程时间函数的确定过程 ,提出了动态路段行程时间函数式 ,并且与计算路段行程时间常用的BPR函数进行了比较 ,指出动态路段行程时间函数不但考虑了路段机动车交通量的动态性 ,更注重了路段出口交通量的变化情况 ,符合实际交通状况 ,具有实时、简单、实用等特点 ,适于在交通管理中运用     

������ٹ�·���г�ʱ��ɿ������۷���

降雨作为一种常见的气象条件,对高速公路网行程时间的稳定性有着直接的影响.本文针对雨天能见度降低、路面摩擦系数变小的特征,通过分析降雨的空间分布模式,建立了雨天路段单元自由流车速、通行能力以及公路网需求水平的修正模型,进而提出了雨天路段单元的广义行程时间函数.结合用户最优平衡分配模型,以及系统工程中的串并联理论,建立了雨天高速公路路段单元、路径、OD对和公路网的行程时间可靠度评价模型.应用Matlab工具箱模拟公路网上的降雨分布,设计了基于Monte Carlo方法的评价模型求解思路.最后以算例验证了该方法在行程时间可靠性评价中的应用.结果表明,能藉此有效地找出雨天公路网中行程时间敏感性最大的关键路段.     

城市信号控制路网中的路段行程时间估计方法

为了精确检测城市信号控制路网中的路段动态行程时间,分析了路段流量受交通信号控制策略影响的波动规律,提出了基于交通量图偏移的路段行程时间计算方法。研究了不同断面交通量图的相似性,根据最大相似度时交通量图的偏移,计算了断面间路段动态行程时间,并与调查结果进行了比较。比较结果表明:在城市路网封闭路段,平峰、高峰的不同时间长度内(5、10、20 min),平均行程时间最大平均相对误差为7.1%,因此,计算方法可行。     

基于行程时间影响的关键路段识别与查找

从路段实际功能出发,提出基于路段与路径行程时间序列的相关性识别关键路段的方法.借鉴蒙特卡洛思想,以真实数据构造10万条随机路径验证该方法的可行性,并识别出对上海市路网行程时间有关键影响的路段集合.以上述集合为参照,利用模糊聚类及迭代累计平方和算法提取路段行程时间序列特征并构造两个新变量,结合基础属性建立二项Logit模型,从而主动查找关键路段.比较该模型与基础模型、随机分类器查找效果表明：基于最大归一化行程时间曲线聚类,其结果对关键路段识别模型的性能有提升效用;行程时间对数差分序列的结构性变点在路网和路段级别均有明显时间聚集特性,虽然其个数与路段关键性无明显关系,但其与常见波动程度指标相关性小,可保留用于描述行程时间波动常发性和聚集性.     

������Ϣ�Ե�·�������ʱ��ɿ��Ե�Ӱ��

为考察出行信息对道路网络出行时间可靠性的改善效果,将出行者划分为“有ATIS接收装置”和“无ATIS接收装置”两类,且均以随机方式选择路径,运用混合网络随机用户均衡建模理论构建了信息诱导下的出行路径选择模型.从路段容量的实际变化规律出发,假定其服从截尾正态分布,基于Monte Carlo仿真技术和网络均衡流求解算法,建立了信息影响下的道路网络出行时间可靠性评估方法.数值分析结果表明：道路网络出行时间可靠性随出行信息质量和信息系统的市场渗透率增加而递增,但其边际影响递减;对于交通需求水平高的道路网路,信息的提供对网络出行时间可靠性的改进更加明显.     

考虑可靠性的降级路网最优路径搜索方法

针对路网降级时路网出行时间的随机性和可靠性对出行者路径选择影响较大的问题,研究了降级路网可靠性路径的选择方法．基于BPR路段出行时间模型,构建了降级路网路径出行时间的均值模型及其可靠度模型．以路径出行时间最小、路径出行时间最可靠为目标,构建了路径选择的双目标加权规划模型,设计了基于改进蚁群算法的模型求解算法．算例分析表明：该算法能快速获取可靠的路径．     

基于矩阵分析的公共交通网络最优路径算法

为了更符合实际情况，即充分考虑换乘次数是乘客选择公共交通网络的决定因素，运行时问是其重要因素，分析了乘客心理特征，用CIS技术建立了公共交通网络模型，构建了适合公共交通分析的直达矩阵和最小换乘矩阵．在此基础上，结合路段、节点运行时间，提出了公共交通网络最优路径算法，并用一个简单的算例对算法进行了说明．     

多用户多方式混合交通均衡变分模型及求解算法

在城市混合交通路网中,出行者通常根据自己的出行偏好选择自己的交通方式和出行路径. 考虑城市道路中不同交通方式之间的相互影响,把出行者按照时间价值划分为多个用户类型,每类出行者可选择自驾车、出租车或公交车方式出行. 为解决这个多交通模式相互影响的混合交通均衡分配问题,从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段旅行时间函数,建立了多用户多方式混合交通均衡变分不等式模型,并设计了基于对角化技术与MSA方法的混合求解算法. 算例结果表明,高时间价值类出行者倾向于选择自驾车或出租车出行,低时间价值类出行者倾向于选择公交车出行.     

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．     

交通事件影响下的路径行程时间变化分析

为了对交通管理系统中的事件管理提供可靠的决策依据,针对持续期为数天的交通事件,考虑事件发生后出行者日常路径选择的随机性,基于路径流量联合概率分布的动态调整过程,建立了描述路网系统路径行程时间变化的随机动态交通分配模型.并用算例网络验证了本文建立模型的可行性.算例研究结果表明:交通事件持续期每增加10 d,持续期内路径的平均行程时间增加0.24%;与普通路段相比,事件发生在关键路段导致平均行程时间增加3.07%; 路段通行能力每下降10%,平均行程时间增加2.53%;不同事发路段对路网系统在事件结束后恢复到均衡状态所需时间的差别显著,关键路段通行时间的恢复约为普通路段的4倍.      

考虑自行车步行影响的交通平衡综合分析模型

步行和自行车等外界因素对机动车流的影响也具有随机性,但是这种影响更多地表现为可预见性和可控制性(尤其从交通管理的角度来看),可以说这种影响将导致可预见性的路段实际通过能力降级,并且可预见性特征使得这种影响不同于随机用户平衡中路段旅行时间的感知误差.笔者通过区分路段通过能力降级因素为内因(路段上车流量增加导致道路服务水平降级)和外因(由与路段上与车流量无关的外部因素,如随意过街人流、自行车流等外部因素,引起的道路通过能力降级),并且区分路段旅行时间为通行能力降级路段上行程时间和排解交通拥堵花费的滞留时间两个构成部分的基础上,建立了考虑自行车步行影响的交通平衡综合分析模型;通过对路段参数敏感性分析和实例对照,既展示了该综合分析模型-路径期望旅行时间平衡分析模型与确定性网络用户平衡分析模型的差异性,又展示了路径期望旅行时间平衡分析模型能较好地再现人们对道路路段通行能力降级情形下的车流路径选择行为.     

换乘约束下城市多方式交通分配模型与算法

基于超网络理论构建了可换乘条件下城市多方式交通系统的超网络模型,同时基于所建超网络,在考虑出行者的换乘规律和换乘行为等因素下,定义了可行超路径.将超网络的路段划分为行驶路段、换乘路段、上网路段和下网路段等4类,考虑出行时间、货币费用及舒适度感受3种因素,建立各类路段的广义费用函数及超路径广义费用函数.基于超路径费用,定义了有效超路径.在此基础上,提出城市多方式交通系统的随机平衡分配模型,并且提出了换乘约束下有效超路径和最短可行超路径的搜索算法.最后,通过一个数值算例说明所提出方法的可行性和有效性.     

���ڿɿ��Է����Ĺ�������·������ʽ�����㷨

城市公交系统包含多种公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交等,不同模式的车辆行驶速度及换乘时间差异很大,同时由于城市公交运行时间的具有较强的随机性,基于静态分析的路径选择与实际的动态最佳路径常有较大偏离。本文以公交出行链各环节为边,通过构建包含不同公交模式的多层次网络邻接关系,并对各边进行平均出行时间及时间可靠度的双重赋权,建立考虑出行各环节时间随机波动的多模式公交线网;并以通行时间较短、延误风险较小为路径寻优的双重目标,通过在路径寻优过程中对延误高发线路及换乘点进行启发式规避,实现在出行时间许可范围内有效减少延误风险的可靠路径的快速搜索。文中最后通过实例表明该算法的合理性及有效性。     

�������������������ģ���˻��㷨�����ȷ���

研究了求解城市交通连续网络设计问题的模拟退火算法参数选择原则。采用双层规划模型来描述固定需求下的城市交通连续网络设计问题,其中上层问题的目标函数为整个网络的总阻抗和总投资额之和,下层问题则是用户平衡配流模型。利用模拟退火算法求解上层模型,下层模型则采用基于路径的GP算法进行求解。本文首次采用了灵敏度分析方法分析参数选择对模拟退火算法求解连续网络设计问题影响,比较了各个参数对算法结果及时间的影响,确定了参数的选择原则。根据上述分析方法得到的参数选择原则来设定参数的取值,能够提高算法的执行效率和收敛精度。