基于手机应用软件测算OD数据的区域交通需求预测

随着QQ、微信、支付宝为代表的手机应用在线上和线下各领域的推广和普及,基于位置的服务数据在获取和分析人口出行信息等方面不断体现出很好的应用前景。为探究手机应用软件测算的OD交通量在预测区域交通需求中的可行性,基于腾讯提供的OD交通量数据,以京津冀城市群为例,对城市群日均交通出行量进行了测算和分析。测算方法以传统的交通分配四阶段法为基础,通过设定交通小区划分标准、选取小区质心点、建立路段阻抗计算模型及流量转换模型,在交通规划软件中实现了京津冀城市群主要公路网交通流量的分配。为验证流量分配结果,研究选取了8条代表线路的流量分配结果与2016年实测的交通调查数据进行了比较。结果表明:观测流量与分配流量的误差率在可接受范围内波动,且两者具有很好的线性相关性,可决系数为0.95,从而验证了利用手机多源位置数据进行交通需求预测的可行性。对此类数据在大区域交通规划、出行需求预测、多方式交通组合优化、运行分析方面提出了进一步的应用建议。     

城市群连接道路横断面设计研究

为研究城市群连接道路规划与设计方法,从城市群连接道路的功能出发,对城市群道路进行功能分级,确定了设计控制指标,提出了适合城市群交通特征的规划方法。基于城市群道路功能分级和区域交通时空特性,借助VISSIM仿真模型,分析了城市群连接道路横断面设计参数及设置形式。研究结果表明:按照道路功能分级,城市群连接道路可划分为城市群高速公路、Ⅰ级连接道路、Ⅱ级连接道路、Ⅲ级连接道路、地方道路;在满足车辆行驶的横向宽度条件下,交通组成对路段平均车速和通行能力的影响较大。     

可达性在城市群交通规划中的应用研究

分析了城市群交通发展的新方式,指出了城市群交通规划中＂四阶段＂模型的缺陷,它不能准确地反应城市发展过程中城市之间的联系程度和交通需求强度。为此,将可达性贯穿于城市群交通规划中,阐述了传统路网可达性的计算方法在城市群规划中的不适用性,提出了基于节点重要度的城市群可达性计算新方法,能比较准确地反应不同阶段城市群内部之间的联系程度,为交通规划提供了一定的参考。     

营运货车道路运行油耗及碳排放因子研究

针对营运货车实际道路运行油耗及碳排放因子进行了测算,以不同载质量的125辆营运货车为试验车辆,采用车载测试方法采集了连续6个月车辆运行油耗、里程等数据,运用数据甄别筛选、正态分布检验、均值求解、误差分析、质量控制分析等方法进行数据处理统计分析,测算出各类营运货车百公里油耗均值与偏差,并基于碳平衡方法计算出各类货车的碳排放因子均值。测算结果可用于对营运货车道路运行油耗和碳排放水平进行评价,及对碳排放总量进行估算。     

面向动态导航的城市路网实时交通信息服务系统研究

结合国内外的研究现状，基于实时GPS数据和高架线圈检测数据的数据融合处理技术，给出了面向动态导航的实时交通信息服务系统的总体框架，实现了城市路网的实时交通流状态估计；通过构建实时交通信息系统，借助无线通讯方式为车辆提供实时交通信息和动态路径规划服务，实现了在动态路径规划基础上的车辆动态导航。     

基于多因素的交通指数回归分析短时预测研究

着重研究基于多种影响因素的交通指数短时预测模型与方法;在分析城市道路网交通指数相关概念及作用的基础上,确定了交通指数历史基础数据的预处理方法和基于天气、工作日等因素并综合运用实时数据的短时交通指数预测思路,最后以广州市越秀区为实例阐明了预测模型及方法的应用过程与结果。     

城市道路车辆排放测试与模拟

以长春市部分主干道为试验研究路段,采用一种车载排放测量仪器在实际道路上进行了单车排放试验,运用多项式回归的方法,整合车辆运行状况和排放数据,建立了单车实际道路微观排放模型。利用合作开发的基于路径的微观交通仿真系统与单车微观排放模型的有机结合,开发了一种可预测不同交通状况下交通干道排放的有效系统,并进行了仿真计算。结果表明:该系统不但可估算并预测车辆在某一路段的污染物排放水平,还可评价交通管理改进措施对车辆排放的影响。     

面向碳达峰与碳中和测算的农村公路行驶量估计方法

为了解决公路运输碳达峰与碳中和测算中关键的农村公路行驶量估计问题，提出一种通过卫星遥感影像与自动化公路交通调查数据融合的行驶量估计方法。使用卫星遥感影像获得农村公路车辆密度与高等级公路车辆密度的比值。使用自动化交通调查获取的县道车辆行驶速度，以及县、乡、村三级农村公路设计速度的比例关系，估计农村公路车辆平均速度，进而获得农村公路与高等级公路车辆速度的比值。以自动化交通调查获取的高等级公路交通量为基准，根据农村公路与高等级公路的车辆密度比及车辆速度比，估计农村公路平均断面交通量及行驶量。在31个省级行政区随机抽样的基础上开展测算。农村公路日均断面交通量估计结果为182辆/d,行驶量为8.11×10⁸车·km/d。为广域农村公路的行驶量估计问题提供了简易的工程解决方案，同时探索了静态影像数据与动态交通检测数据融合推算公路交通运行情况的技术方法。提出的方法不依赖影像比例尺信息，同样适用于无人机航拍数据。     

无信控交叉口环境下考虑驾驶员误差的集中式轨迹规划

针对混合交通中人类驾驶汽车引起的碰撞隐患，提出一种考虑驾驶员误差的无信控交叉口集中式轨迹规划方法。首先，以最优控制框架设计了多车协同轨迹规划方法，以运动时间、燃油经济性和行车延误建立复合优化目标。其次，通过实车试验采集不同驾驶员的操作数据集，建立加速度误差的马尔科夫链误差转移概率矩阵。最后，基于车辆碰撞估计结果对可能发生事故情况进行重规划计算，并在不同自动驾驶市场渗透率工况下进行仿真验证。仿真结果表明，碰撞发生率和平均重规划次数与渗透率负相关。采用重规划方法后交叉口内的规划成功率可达90%以上，且燃油经济性等交通指标得到改善。     

基于VSP分布的车辆跟驰模型的油耗测算对比研究

利用GPS收集了大量北京市快速路上车辆跟驰状态下的驾驶行为数据.以GPS采集的行为数据为前车驾驶数据,采用不同车辆跟驰模型来模拟并输出后车的跟驰行为.对连续的瞬时速度按照60s集成并且划分平均速度区间,在同速度区间内对比分析了不同跟驰模型输出的机动车比功率(VSP)分布与真实分布的差异.其后,利用车载油耗仪收集实测的逐秒油耗数据,采用基于VSP分布的油耗测算方法,测算并对比了不同跟驰模型的平均油耗率和油耗因子与真实油耗的差异.研究发现前后车全速度差是车辆跟驰模型中的关键参数,其能明显提升仿真跟驰行为VSP分布的准确性,进而更准确地测算车辆跟驰状态下的燃油消耗.     

基于稳定性和宏观交通流模型的车辆路径规划

为了提升车辆的安全性和能量利用率，从路径规划的层面出发，针对避免车辆遇到极端工况及低效率工况的问题，提出将车辆稳定性判据模型和交通流模型相结合的方法来规划车辆路径，使得车辆在路面湿滑情况下实现快速、安全的行驶。使用交通流模型预测车辆未来将要面临的交通环境变化，再使用稳定性判据模型评估未来交通的安全性，以便为混合动力车辆规划出最快且最安全的路径。具体来讲，为了预测混合动力车辆未来将要面临的车速及车流密度的变化，使用通量矢量分裂格式求解广义Aw-Rascle-Zhang（GARZ）宏观交通流模型。此外，使用驾驶人在环仿真平台PreScan，收集了同一驾驶人在不同车速及不同相对前车距离时给出的前轮转向角响应。基于前轮驱动（FWD）前轮转向（FWS）车辆和全轮转向（AWS）分布式驱动车辆（DDV）的Simulink模型，给出了不同前轮转向角对应的轮胎力饱和因子（δ_TFSC）响应。使用人工神经网络训练不同车速和车流密度对应的δ_TFSC，建立了车辆的稳定性判据模型。使用新建立的稳定性判据模型对交通流模型预测的参数（车流速及车流密度）进行稳定性评估。然后，基于以上的方法优化了车辆行驶路径，以确保车辆在湿滑路面上的行驶安全。最后，使用US-101真实交通流数据来验证交通流模型的预测结果。经实例验证得出：交通流模型与车辆横向稳定性判据模型相结合可以从路径规划的层面保证车辆安全行驶并提升交通系统的通行效率。     

基于意向调查数据的非集计模型研究

当交通系统中引入新的交通方式时,传统的基于实绩选择调查数据的交通需求预测方法对于方式分担预测将会无效。本文以新交通方式的分担率预测模型为研究对象,提出基于实绩选择调查和假设意向调查组合数据的非集计模型,对模型中各种交通方式的效用函数进行了深入研究,并以东直门至首都机场的轨道交通客流预测为例,进行了参数估计和轨道分担率预测。实例研究表明,模型能够较准确的预测出新交通方式的分担率。     

基于ADAS联网时空数据的路段交通参数估算模型

交通参数实时获取是道路交通管控的重要基础。针对固定检测器观测范围受限和浮动车数量需求大的问题，研究了1种利用车载ADAS联网数据进行路段交通参数估算的方法。通过分析车载ADAS感知的前向目标参数与交通参数的关系，结合广义交通量定义，并考虑多车道条件下ADAS车辆及其邻近前车的相对运动变化特性，建立了1种非稳态交通条件下的交通参数估算模型。在仿真实验环境下获得定参数据集和验证数据集，完成对模型的参数标定和验证，并探讨时空分辨率和ADAS车辆渗透率对模型估算精度的影响规律。基于实验数据分析，结果表明，时间分辨率降低5 min，所提模型估算误差平均减小3.4%，降低时间分辨率可以提升所提模型的估算精度；空间分辨率降低500 m，流量和密度的估算误差平均减小1.68%，却可能导致速度估算误差平均增加5.19%；ADAS车辆渗透率的增长可以增强估算交通参数和观测交通参数在路段时空区域的契合程度。在ADAS逐渐装车应用的背景下，所提的交通参数估算模型可快速、精准获取路段连续时空范围内的交通量信息。      

考虑驾驶员操作误差的混合动力汽车队列生态驾驶控制

鉴于现有生态驾驶控制的研究多基于完全智能网联环境,不适用于传统人类驾驶汽车和网联汽车混行的交通场景,本文中以包含人类驾驶汽车和网联汽车的混合动力汽车队列为研究对象,提出一种考虑驾驶员操作误差的分层生态驾驶控制方法。基于随机模型预测控制算法设计上层控制器以实现车队机动性、燃油经济性和舒适性多目标优化,采用自适应等效燃油消耗最小化策略设计下层控制器以优化车辆发动机与电池的功率分配。仿真结果表明,所提出的方法可有效降低驾驶员操作误差导致的车队中混合动力汽车速度轨迹的偏移量,车辆平均油耗降低2.82%。     

车辆导航动态路径规划的研究进展

针对车辆智能导航系统中的交通网络模型、路径规划算法以及交通流预测这三个主要方面的研究现状进行了较为详细的分析。首先着重描述了基于图论的交通路网模型的构建方法;其次分析了Dijkstra算法、Floyd算法、A*算法等经典路径规划算法的性能及研究方向;然后详细介绍了交通流预测方法的研究进展;最后对车辆导航动态路径规划的未来研究方向做了展望。     

规划网络路段交通量预测模型研究

交通量预测是公路网络规划过程中的一项重要工作，本文在传统的路段交通量预测方法的基础上，介绍了路段交通量ＯＤ模型法，根据实际道路网的形状，通过使路段交通量的预测值与观测值一致来进行模型推算，从而计算出规划网络上的交通量。与现有方法相比，可得出精度更高的结果。     

基于宏观交通流的城市路网容量研究

基于宏观交通流理论，建立城市中心区道路网所容纳的有效车辆数模型，并根据北京市二环内的实际调查数据对模型进行标定，确定出二环内道路网所容纳的饱和车辆数，为道路交通管理等提供依据。     

基于分层式控制的混合动力汽车生态驾驶研究

智能交通系统技术的发展为进一步提高车辆驾驶性能带来了新的机遇。插电式混合动力汽车的生态驾驶涉及到3个问题，分别为如何利用动态交通信息对纵向行驶速度进行规划，动力电池SOC全局最优快速规划，以及动力系统实时能量管理。为此，本文中设计了一种结合通精度模型的兼顾计算效率与求解精度的分层式控制策略。上层控制融合了动态交通信号灯信息，通过对车辆行驶速度优化提高了驾驶舒适性，中层则通过对动力系统模型拟合近似，利用凸优化算法实现了SOC快速全局最优规划，为消除拟合模型产生的误差，下层则基于原始非线性模型，通过反馈控制，构建了一种自适应等效燃油消耗最小值策略（A-ECMS）。结果表明，车辆的驾驶舒适性相比于没有速度优化的策略提升了75.92%，且燃油经济性相比于两种常用的基于线性规划的策略分别提升了7.39%与10.91%。     

基于土地利用的开发区交通需求预测模型研究及应用

该文提出了基于土地利用的开发区交通需求预测模型,并将其应用于实际规划工作。首先提出了基于土地利用的交通需求预测的体系框架,建立基于土地利用的居民出行生成预测模型,确定了用于出行分布预测的重力模型以及用于出行方式分担预测的距离竞争曲线模型,在此基础上,将所建立的模型应用于营口沿海产业基地的综合交通规划中,参考国内相关城市案例数据及营口老城区居民出行调查数据标定了上述模型中的参数,研究表明预测模型在开发区的交通规划中具有良好的应用效果。     

中国城市群交通系统发展特征研究

针对中国城市化进程不断加速的趋势,面向十二五期间中国城市群发展对交通发展的影响和要求,运用系统分析、交通规划、城市规划、需求分析以及适应性的理论和方法,从城市群交通需求特征、网络结构以及交通模式3个方面全面分析中国城市群交通系统发展特征,提出了适应中国城市群交通发展的总体思路和发展对策。研究结果表明:中国城市群交通系统仍需不断完善,应重点关注城市群城际通道优化、城市出入口衔接、综合枢纽建设以及一体化管理体制的推进。研究结果能够为科学制定中国城市群交通发展规划及相关政策奠定基础。