考虑展宽段的路段排队长度检测算法

为了实时估计路段车辆排队长度,利用铺设在路段上的检测器,提出了一种车辆排队估计方法,对车辆排队进行实时跟踪。该方法考虑了一般的道路拓扑结构,路段排队的演化过程分为四个阶段：初始排队阶段、排队蔓延阶段、排队上溯阶段和堵塞路段阶段,不同阶段的排队利用不同的信息,通过不同的模型进行推算,通过实地调查验证,可以高效实时追踪路段排队的演化。     

路段排队最远点估计方法研究

城市拥堵的发生过程一般是某路段发生拥堵,然后扩散至其他路段进而形成区域拥堵.因而,如果能够在排队上溯至交叉口之前估计出路段排队长度并实施控制,就可以在一定程度上缓解拥堵.为了得到路段实时排队最远点,文中利用点信息对路段上的排队演化进行研究.从分析路段排队形成时的道路交通流运行特征入手,研究了道路交通流运行状态与固定点数据之间的映射关系,提出了分别利用单固定点信息、双固定点估计连续流形成的排队最远点.利用仿真软件对其进行验证,并研究了不同的采样间隔对算法的影响,结果表明,该算法可以在一定的采样间隔下得到较好的结果.     

基于单截面低频检测数据的信号交叉口排队长度估计

针对我国大多数中小城市信号交叉口交通检测数据条件及基于此数据条件下存在的信号交叉口排队长度估计精度不高问题,研究了基于单截面低频定点检测数据的信号交叉口排队长度估计模型.利用时间占有率与流量、速度之间的函数关系对长排队(排队长度超出检测器位置)进行识别.根据信号配时数据切分低频检测器数据,并与信号配时数据匹配.基于交通波理论,通过关键点的判别求取周期最大排队长度.以青岛市山东路-江西路南进口为例进行仿真和实证验证.结果显示,长排队的识别精度达到了90% 以上,不同饱和度下(低、中、高)的信号交叉口排队长度估计精度均达到了80% 以上,其中,中、低饱和度场景下排队长度平均绝对误差小于20 m/cycle,高饱和度场景下排队长度平均绝对误差小于45 m/cycle.      

排队车辆工况构建及经济效益分析

收费站前,车辆排队等候服务的现象普遍存在,一方面排队现象增加了车辆的行程延误,另一方面排队中车辆频繁启停,增加了车辆的能耗以及对环境的污染。对于收费站而言,车辆的运行状态与车辆距离收费站的距离有着更加明显的关系,越接近收费站,车辆受前车影响越大,车辆的起停更加频繁,相比于速度-时间描述车辆的行驶工况,构建速度-空间的行驶工况更符合车辆在收费站前的运行特征。基于对行驶工况模型现有的研究,通过分析高速公路收费站出口处排队车辆运行工况数据,使用聚类分析和马尔可夫过程结合的方法构建排队车辆空间工况模型。模型主要包含划分空间区段、建立空间工况数据库、拼接工况片段3部分。通过与实际工况数据的速度-加速度联合分布进行对比表明模型能够很好地拟合出排队车辆的运行工况。另外,根据排队车辆的油耗及排放与VSP之间的关系,借助构建的空间工况模型对排队区间车辆的行程延误、油耗增加量以及排放增加量进行分析:将行程延误和油耗增加量量化为道路使用者成本增加量,将排放增加量量化为政府环境治理投入的增加量,分析了收费站出口处的排队现象的经济效益。     

基于浮动车数据的信号交叉口排队长度估计

排队长度是衡量交叉口性能的重要指标,也是优化交叉口信号配时的关键依据.本文利用浮动车数据建立基于队尾浮动车位置的信号交叉口排队长度估计模型,以队尾浮动车位置为基础项,采用加权平均到达率表示队尾浮动车之后排队车辆的到达率,从而计算信号周期内车辆最大排队长度.算例显示,模型对于队尾浮动车较早进入排队的情况,排队长度估计平均误差相对较大,但随着队尾浮动车进入排队时间的推迟,模型估计值的平均相对误差逐步降低.当队尾浮动车在红灯结束的1/10时间内排队的情况,平均相对误差仅为15%,说明对于队尾浮动车接近红灯结束时到达的情景,模型估计更为准确.     

基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计

为了研究如何结合移动检测数据来确定交叉口排队长度,并以此来衡量交通拥堵程度的问题,利用车辆行驶轨迹,分析了通过交叉口车辆的排队特点。根据车辆在队列中的不同排队位置,分车辆通过交叉口时所存在的A,B,C这3种位置,建立了面向延误最小的排队长度估计模型。其中,通过虚拟线圈检测器后开始减速停止在停车线前的A位置车辆排队估计模型基于基本延误模型;减速进入虚拟线圈检测区域停车的B位置车辆排队估计模型基于简化车辆跟驰模型,对可获得车辆行驶轨迹的网联车减速过程进行了重建;减速停止在虚拟线圈检测器前的C位置车辆排队估计模型基于LWR消散模型以及交通流理论算法,并利用网联车车辆行驶轨迹数据进行了加速过程的重建。在此基础上,根据不同位置车辆与队尾网联车的距离不同,对其到达率赋予不同的权重,计算总的排队长度。最后,通过图新地球地图软件投影并筛选车辆在案例交叉口的车辆行驶轨迹,利用微观交通仿真软件VISSIM对本研究的模型进行仿真验证。结果表明,排队长度估计模型与真值的最大误差为12.4%,最小为2.2%,平均误差为8.75%,方差为12.595%~2,绝对与相对误差均保持在可接受范围以内,说明基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计模型能够较为有效地估计城市道路交叉口的排队长度。     

混合交通状态下交叉口排队机动车流启动车头时距研究和应用

研究的主要内容包括:信号灯控制道路交叉口红灯周期形成的排队车辆,在放行后不同车型的启动时间和不同车型组成的混合机动车流车头时距的分布研究;混合交通状态下机动车启动通过交叉口时受到干扰后的延误时间研究;利用上述研究成果对混合交通状态下交叉口排队车辆的放行绿灯时间进行估算。课题以现实交通数据为基础,通过统计分析结果最终建立放行绿灯时间估算表,对混合交通状态下道路交叉口信号灯的配时起到指导意义。     

平均排队长度差最小的单交叉口在线Q学习模型

为改善交叉口排队长度管理,避免交叉口某个方向排队长度过长,采用强化学习理论建立了以平均排队长度差最小为优化目标的在线Q学习模型.针对控制性能指标相对于邻近的配时方案不敏感的特点,提出了以平均排队长度差作为基本单位重新构造奖励函数,目的是拉大各行为对应的Q值差距,提高模型的收敛速度和鲁棒性.集成Excel VBA,Vissim,Matlab建立了在线仿真平台,作为计算环境对算例进行了计算.算例中利用GPS数据对Vissim软件中车辆加减速度曲线进行了标定.计算结果表明以平均排队长度差作为优化目标能够提高各个方向排队长度的平衡性,优化整个交叉口的时空资源;建立的在线Q模型具有学习能力和较快的计算速度,模型能否收敛受到周期取值和可选行为数量的影响.     

基于视频数据的交叉口状态判别及排队长度估计

为了评价信号控制交叉口的交通状态及估计周期排队长度,本文以集散波为理论基础,分析视频检测的机动车通过上下游相邻交叉口的数据,提出了基于车辆延误时间的交叉口交通状态判别划分,进一步设计了欠饱和及饱和交通状态下的交叉口最大排队长度估计方法.实例分析表明,本文方法所估计的排队长度比较接近实际调查值,排队相对误差在可接受的范围内,结果验证了所设计的排队长度估计方法是有效可行的.     

基于排队论的高峰期汽车加油站优化研究

我国加油（气）站普遍存在高峰期拥挤排队现象,论文研究了基于排队论的高峰期汽车加油（气）站优化模型,通过分析服务系统在排队等候中的概率特性,解决系统的最优设计和最优控制,从定性和定量的角度分析高峰期加油（气）站的运行状况。以重庆市八公里加气站为例,依据实地调查数据,运用已建立的排队论模型进行案例分析,提出加气站最佳加气枪设置数量和最优配置方案,以解决加气站高峰期拥挤排队加气的问题。     

基于排队论的并联双通道公交站台使用效率研究

针对公交车在车站排队延误过长的问题,提出设置并联双站台的形式加以解决,从候车人的心理和实际观察角度进行了微观设计。为从理论上证明双站台的优点与通行能力,结合实例应用统计方法验证了具体路段公交车连续到站间隔服从泊松分布,应用WinQSB工具箱、根据排队论计算分析了并联双通道站台公交站点的各项排队指标。将该指标与实际站台排队数据比较,新型双站台形式能有效减少延误和排队长度。     

基于车辆变道行为与排队论的交叉口进口道优化设计

城市信号交叉口进口道处的车辆行驶情况对于交叉口的安全与否起着至关重要的作用,为此,有必要根据车辆在交叉路口行驶的具体情况对进口道线进行具有针对性的设计.本文从车辆排队的角度出发,将车辆的到达与交叉口的信号配时视为一个完整的排队服务系统,在考虑了车辆从变道开始至制动结束进入排队系统的运行特征的基础上,对信号交叉口进口道线长度的设计提出了新的模型,并以北京市某交叉口北进口道为例进行计算,结果表明进口道线长度适宜范围为37~43 m.该模型对交叉路口的规划和评价具有一定的指导作用.     

静止队列法交叉口排队与停车延误分析

交叉口延误是现代城市交通研究的重要课题,论文采用静止队列法分析了交叉口排队与停车延误。根据车辆通过交叉口的真实过程,运用静止队列法,以队列首尾各自向上游移动描述排队过程,在此基础上分析了一次排队和二次排队通过交叉口的排队长度与停车延误,并归纳了排队长度与停车延误的一般算式,最后仿真研究了连续多个周期各时段的排队长度及其变化,讨论了时段长度与停车延误准确度的关系,并确定了时段长度合适的取值范围。     

考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配

为刻画拥堵空间排队与溢出现象对交通流分配的影响，提出考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配问题，并构建相关的求解算法，用于描述交通需求在起讫点移动过程中路网整体的宏观运行状态。首先，丰富和完善考虑拥堵空间排队与溢出的静态交通流分配的相关假设，提出次生瓶颈、拥堵干扰与渗透和分段化路段阻抗等基本概念和理论，来刻画拥堵交通瓶颈、拥堵空间排队等交通现象；其次，建立网络瓶颈识别算法和空间排队回溯算法，基于此构建考虑拥堵空间排队和溢出的增量分配算法，用于求解交通流分配的结果；最后，通过使用一个具有说明型的算例进行对比分析。研究结果表明：建立的瓶颈识别、排队回溯和增量分配算法可以识别路网中的瓶颈位置及其拥堵排队区域，并可计算得到各路段上的分段分配流量；与点排队只影响瓶颈路段的运行状况和均一的路段分配结果相比，可有效描述路网整体的宏观运行状态以及由于拥堵空间排队所导致的拥堵干扰与渗透现象；不同于“时间片”的伪动态交通流分配模型，新建算法的分配结果是“全时段”与“整体性”的路网宏观运行状态，包含了拥堵瓶颈的具体位置和空间排队的干扰与渗透情况；一般拥堵点排队模型和基于“时间片”的拥堵空间排队模型难以刻画拥堵干扰与渗透现象以及路网整体的宏观运行状态，故所建立的分配方法是对传统拥堵交通流分配的丰富和发展。     

基于二项分布的BRT通道排队模型及线路优化调度

针对国内外大部分BRT系统的设计特点,根据BRT系统中港湾式车站组的实际情况,结合线路发车频率,建立了BRT通道车辆排队概率的数学模型,提出了基于该排队模型的线路优化调度模型。最后以广州市中山大道BRT系统中的站点为例对该调度优化模型进行了求解,并在Vissim软件中进行仿真试验对比,结果表明该方法可以有效减少排队,为BRT系统的优化调度提供一种有效的方法。     

基于排队论的沥青混凝土路面施工机群的优化配置

通过分析沥青混凝土路面施工的特点,提出了各种沥青路面施工机械(搅拌设备、转运车、摊铺机、压路机和自卸车)的生产率计算方法和配置原则。在保证路面质量的前提下,利用排队论原理和使用VB编程对自卸车数量进行动态配置,实现了机械成本费的最小化。实践证明排队论在进行施工机械的配置方面是有效的。     

BRT车站组的线路停靠组合优化模型

为了缓解公交车辆进入单车道快速公交(BRT)车站容易出现排队的问题,提出了BRT车站组的线路停靠组合优化模型。首先基于排队论推导出BRT车辆进站不发生排队的概率模型,然后以最小排队概率为目标,提出整个车站组的线路停靠混合整数规划模型,并针对该模型的求解分别给出了一种基于分布式并行搜索的全局最优解算法和一种基于贪心策略的次优解快速算法;最后通过算例计算出广州市某个典型BRT车站组的线路停靠最优方案,利用VISSIM软件对优化方案及现有方案进行了多次仿真。结果表明:所提出的方法能够有效缓解公交车辆的进站排队现象。     

基于出站时间的高速公路收费站车辆排队检测

目前,对高速公路收费站进行服务评价的数据主要依靠人工现场调查或使用专用检测设备来获取,在人力、资金方面消耗较大。而收费站的海量收费数据则可通过自动调查直接获得,充分利用这些收费数据资源可以获得很好的经济价值。分析了目前国内在公路收费站排队研究方面的局限性和不足。基于高速公路收费站的实际数据,研究分析了排队情况下同车道相邻车辆的出站时间规律,对收费站的车辆排队检测算法,以及车辆队长、排队逗留时间、服务时间等指标的量化计算进行了方法设计。以陕西省富平、韩城和芝川收费站的收费数据进行了实例计算,并与 M/G/1模型的计算结果以及调研数据进行对比,分析其绝对误差,对比结果表明平均服务时间的绝对误差不超过3 s;除韩城收费站105车道外,平均队长的绝对误差不超过1辆;除富平收费站101车道外,平均逗留时间的绝对误差不超过10 s。验证了算法的有效性与普适性。