路网运行可靠性评价方法研究

路网可靠度作为一种概率测度能较好地反映路网运行的动态性和利用效率,是路网整体功能的综合表现。文中主要介绍了路网运行可靠度的一种评价方法,该方法通过采集路段上的车辆速度和车头间距确定速度的分布函数,进而计算路段运行可靠度;然后将路段运行可靠度进行加权平均,以不同道路等级在路网中的贡献作为权重,计算整个路网的运行可靠度。以成都市为例,利用该方法对其路网运行可靠度进行了评价。     

Urban Road Network Structure Optimization Method Based on Traffic Safety

考虑城市交通事故与道路网结构的关系,结合交通事故导致的时间延误,提出了基于交通安全的城市路网结构优化方法.首先分析了不同等级道路之间的衔接方式对出行者选择路径行为的影响,总结了交通事故的影响因素.然后在此基础上提出了基于交通安全的路网构造原则,建立了以路网安全度最大为目标的路网结构模型,并通过求解模型确定各路段的道路等级,得到安全度和结构不同的若干个路网.通过考虑交通事故时间延误情况下,进行随机均衡分配,得到路网各路段的交通量,并计算各路网的交通事故次数.最后提出了路网的安全性评价指标,分析交通事故次数和路网结构指标的关系,提出了考虑安全性的路网结构优化措施,并用实例验证了优化措施的有效性.     

基于车速比的城市交通事故交通影响程度评价

分析城市交通事故交通影响程度,对于评估交通应急等级及采取相应的应急对策具有重要的意义和现实价值。将城市交通事故对交通的影响与水波涟漪类比。基于事故发生前后道路车速的比值,借助水波原理,提出了交通影响系数的概念,并界定其作为评价交通影响程度的依据。针对某一给定类型的交通事故,在对35起交通事故调查数据进行筛选和整理的基础上,得到了交通影响系数时空分布图;采用变量控制法,利用MATLAB构建了交通影响系数与时间和距离的关系模型。针对不同事故特征的差异性,考虑事故发生后道路剩余通行能力的不同,采用城市道路车道利用系数计算得到了事故源修正系数。利用二重积分构建累积交通影响系数模型,计算出交通事故的综合交通影响程度值,从而评价交通事故对周边路网的综合交通影响。最后,假设某一交通事故,并对其进行VISSIM仿真分析,分别采用文中所构建的交通影响程度评价模型和根据实际仿真运行数据所建模型计算了该事故的综合交通影响程度值,两种方法计算的结果分别为0.666和0.648,误差在可接受的范围。结果表明:构建的交通影响程度评价模型是可行的。该研究成果可以在交通事故发生时给城市交通应急管理部门快速响应提供决策支持。     

城市道路网络可靠度及其敏感度研究

针对饱和度不能全面反映交通状况的缺点,首先对路段畅通可靠度的计算公式进行了改进;然后利用图论中的最小路集法将路网简化为简单串并联网络,并结合北京市路网实时数据,构建城市路网畅通可靠度的计算方法;最后作为路网畅通可靠度计算方法的延伸,对各条路段进行了敏感度分析,确定引起路网拥堵的关键路段.研究结果表明:改进后得到的畅通可靠度能够较好地反映交通拥挤状况,基于畅通可靠度评价的敏感度分析能有效定位出解决路网拥堵的关键路段,可为道路交通管理部门提供决策及理论支持.     

路网可靠度模型的研究与拓展

回顾了路网可靠度模型的研究进展：包括不同的可靠度指标、模型以及算法。在分析传统可靠度模型优缺点的基础上，提出将随机网络平衡模型用于路网可靠度分析。     

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。     

基于模糊聚类的农村路网建设水平评价

针对目前建设水平评价方法不适用于农村路网，且评价方法多为对路网整体的分析，提出基于模糊聚类的农村路网建设水平评价方法。(1)提出缓冲区重叠率和区域路网等级指标，作为路网服务水平和等级水平的评价特征；(2)采用村级行政区划和泰森多边形区块划分的方法，将每一个区块作为聚类区域，使评价结果不易被整体均衡化；(3)为获取相对区域整体来说建设水平较弱的区块，且指标量化后只有数值没有明确界限，故采用模糊聚类算法以指标作为特征参数对各区块分级。以辽宁省某县路网为例进行实验，分析并可视化聚类结果，验证了该方法对于农村路网建设水平评价的可行性和适用性，可为农村路网优化改善提供辅助决策。     

路网可靠度模型的研究与拓展

回顾了路网可靠度模型的研究进展:包括不同的可靠度指标、模型以及算法.在分析传统可靠度模型优缺点的基础上,提出将随机网络平衡模型用于路网可靠度分析.     

贫困地区农村公路发展探析

针对山西省农村公路发展存在的问题,选取若干地区为研究范围,通过对比分析不同地区的社会经济和农村公路现状情况,提出农村公路影响区域发展的评价指标,利用调查数据对评价指标进行验证,得出路网面积密度和公路技术等级对区域经济影响程度较高。最后为解决农村公路发展存在的问题,提出相应建议。     

基于数据预测的区域道路状态模糊判别

区域路网交通状态判别是实施区域交通管理控制和交通诱导的基础。为有效且有前瞻性地描述区域路网拥挤状况,提出了1种基于时间序列数据预测和主成分分析相结合的模糊综合定量评价方法。以路段平均速度和交通流量为描述交通拥挤状况的参数,利用时间序列预测模型对数据进行预测;将路网中各路段的平均旅行时间作为总延误的影响因素;再利用主成分分析法确定各个路段对区域拥挤的影响权重;最后运用模糊综合评价法对区域路网拥挤状况进行评估。以山西省临汾市实际路网为例,通过 Vissim 交通仿真软件和 SPSS 数据统计分析软件对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,该算法能够有效地预判城市区域的交通状况,为交通管理、控制和诱导提供准确的依据。      

不同交通供需分布下的路网畅通可靠度变化规律研究

畅通可靠度是在研究交通供需之间关系的基础上提出的概率型指标。根据畅通可靠度的计算方法,将各小区交通需求和各路段通行能力视为符合正态分布的变量,通过组合不同交通供需分布方式,对所需要研究的路网采用多次随机试验的方法得到各道路单元、路径及系统的畅通可靠度,并研究不同交通供需分布方式对路网车速和畅通可靠度的影响,寻找在不同交通供需下道路畅通可靠度的变化规律。分析表明:道路单元、路径、OD对间及路网的畅通可靠度变化规律是一致的,并且畅通标准越高,路网的畅通可靠度就越低;在同一畅通标准及相同的需求变化范围下,需求越低,相应的畅通可靠度会越高;同时,随着畅通标准的提高,道路通行能力和交通需求方差越大,道路畅通可靠度也越大。     

基于可靠度的城市道路网络优化模型与算法

分析了城市道路网络可靠性,并根据城市道路网络可靠性基础理论,提出了基于可靠度的城市道路网络优化方法,将用户平衡模型作为下层模型,以建设投资费用和用户出行费用最小为上层模型目标函数,可靠度作为上层模型约束条件建立双层城市道路网络优化设计模型,并采用遗传算法进行求解。实例表明,该模型对城市道路优化设计有较好效果。     

智能网联环境下的城市路网容量可靠性分析

网联自动驾驶车辆（CAVs）与人工驾驶车辆（HDVs）混行的交通发展模式会促进城市路网容量发生变化，为解析混合交通流对城市路网容量可靠性的影响，构建了智能网联环境下城市路网容量可靠性双层规划模型。为表征CAVs信息获取与自动驾驶的能力，假定CAVs遵循系统最优原则选择路径，而HDVs则根据自身经验选择路径，基于二者路径选择的差异建立描述混合交通分配的下层模型，刻画智能网联环境下的混合交通流分配特性。并且，为了快速求解大型路网交通分配，将下层混合交通分配模型转换为非线性互补下问题进行求解。考虑到实际路网的随机性，以及路网道路通行能力并非固定值，运用具有多种相关性的均匀随机分布理论，建立了的描述城市路网容量可靠性的上层模型。通过蒙特卡洛仿真分析不同CAVs渗透率下的路网容量可靠性，并进一步解析各路段对路网容量可靠性的敏感度。结果表明:当需求水平d > 0.5时，路网容量可靠性开始降低；当d > 0.7且CAVs渗透率λ＝0时，可靠性小于0.4；当d > 0.7而λ＝1时，可靠性接近1，说明CAVs可增强路网容量可靠性。研究还发现，当需求水平处于0.7~1区间时，渗透率的变化对路网容量可靠性有显著的影响，但随着需求的增大，路网处于超负荷状态，渗透率对路网容量可靠性影响较小。此外，CAVs渗透率从0增加至1的过程中，路网中存在“道路容量悖论”现象的道路从19条下降至3条，且当λ＝1时路网中仅有1条道路出现了显著的“道路容量悖论”现象，拥堵严重。表明CAVs渗透率的增大可以显著改善路网中的“道路容量悖论”现象，减少路网容量可靠性的波动，提高路网运行稳定性。      

基于首次超越机制的小规模路网可靠性模型研究

可靠性可用于评价路网性能。传统的路网可靠性指标基于路段可靠性推导而得,因数据获取难度大等诸多缺点导致难以实践应用。分析了传统路网可靠性指标的不足,基于路网行程时间,通过构造合理的单输入单输出路网结构模型,获得表征路网结构的功能函数,并得到一般路网的可靠性模型。在此基础上,基于首次超越机制,在泊松假设的前提下构造了评价路网可靠性的模型。基于Vissim 仿真平台介绍了模型的应用过程,仿真结果与路网运行状态相符。      

基于可靠性的奥运会开幕式交通管理与控制措施评价

利用动态交通仿真软件Integration,对奥运会开幕式时奥运公园周边路网交通运行状况进行了仿真,并设计了行程时间稳定性指数,以评价社会车辆在路网中的可靠性状态,在此基础上,分析了不同交通管理和控制策略对于路网可靠性的影响程度.分析结论显示:奥运会开幕前1 h开始,路网中社会车辆的可靠性持续降低,并持续到开幕式后约0.5 h;控制背景交通需求能够显著提高路网的可靠性;而设置奥运交通专用车道,则会使得社会车辆的可靠性降低.     

弹性需求随机路网的可靠性

路网的可靠性分析是反映路网性能的重要手段,但现有的可靠性指标还不能充分反映路网的性能。基于净经济效益概念,提出一种新的可靠性指标以描述弹性需求随机路网的性能。新的可靠性指标定义为路网的净经济效益满足给定水平的概率,是一种能够反映路网综合性能的指标。针对路段通行能力分布的不同假设,给出分别基于MonteCarlo法和解析法的两种不同算法求解可靠性模型,并讨论了两种方法的特点和应用范围,同时用一个简单的例子进行了说明。     

高速公路突发事件救援车辆诱导

为了提升高速公路突发事件应急救援效率,将交通状况、在途潜在风险等信息纳入高速公路突发事件救援车辆诱导研究中,基于实时和时变路网环境下的交通信息,以车辆出行时间最小,路径可靠性最强为目标,构建基于在途时间和路径可靠性的车辆诱导最优化模型。设计一种实时信息和时变信息结合策略,使模型规划路径随路网交通量变化而相应做出阶段性调整,采用滚动时域策略将该动态决策问题转化为一系列离散时间点的静态决策问题,用于计算应急救援路径时间;在此基础上,考虑到高速公路突发事件发生后路网交通事故率升高,同时容易发生拥堵的状况,进一步将救援规划路径可靠性作为决策目标,即应急救援车辆规划路径在面对道路中断或者严重拥堵时是否拥有更多的调整策略,更新救援路径尽快完成救援任务;为了便于量化计算将上述目标转化为统一的价值成本,共同决定救援车辆的行驶路径。研究结果表明：当行驶路段交叉口间距离较长,中间无其他道路连通,行驶过程中由于突发事件破坏趋势蔓延导致道路中断或拥堵等意外发生时,无法更新调整救援路径,最终导致救援延误;因此,基于救援时间和路径可靠性的车辆诱导最优化模型能够克服以上问题,进一步提高救援效率。     

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。     

基于韧性最优的灾后公路网修复调度研究

为有效修复灾后公路网的受损路段从而加快恢复路网畅通,研究以韧性最优为目标的灾后公路网修复调度问题。首先,采用交通需求满足率表示路网性能,并构建路网性能韧性和恢复速度韧性评价指标。其次,构建基于韧性最优的修复调度双层规划模型,其中上层模型是多目标混合整数规划模型,用以确定修复路段的选择和修复先后顺序,下层模型为日变交通流分配模型,模拟修复期间的路网交通流动态演变。然后,采用禁忌搜索算法和Frank-Wolfe算法分别求解上层模型和下层模型,并通过循环迭代得到模型最优解。最后,通过案例分析验证模型和算法的有效性。研究结果表明:在一定数量的修复资金和抢修队约束下,该模型得到的最优修复调度方案能最大限度地提升路网韧性,并且在修复过程中,只有当受灾区域内某线路中的所有受损路段均完成修复后,路网性能才开始呈阶梯式上升,并且路网性能的提升速度表现为先慢后快。对不同参数的敏感性分析表明:修复预算的增加使路网性能韧性和恢复速度韧性分别以15.65%和17.72%的平均速度增长和降低,但当修复预算超过1 800万元后,只增加修复预算不一定能获取更优的修复调度方案;当决策者偏好系数变化时,路网的性能韧性和恢复速度韧性具有相反的变化趋势,且2个韧性指标的平均变化率分别为5.96%和4.48%;增加抢修队数量可提升路网的性能韧性和恢复速度韧性,但增加抢修队数量所产生的边际效益逐步降低,分别由0.11和0.43降至0.01和0.02。     

基于连通可靠性的自然灾害后应急阶段路网重建研究

道路交通网络系统是自然灾害发生时人员疏散、派遣营救人员及工程队伍和运送抗灾物资的路线,是生死攸关的抗灾救灾生命线,如何恢复道路交通网络使人员疏散和救灾工作能够顺利进行是一个逐渐被人重视的研究课题.文中介绍了连通可靠性和关键重要度概念,在此基础上建立基于连通可靠性的灾后应急阶段路网重建模型并利用灵敏度分析的方法求解此模型,并进行了案例分析.