高速公路可变限速算法研究

高速公路合流区一直是产生交通拥堵的瓶颈区域,在合流区上游路段选用可变限速算法是优化缓解合流区拥堵情况的有效方法之一。本文所以通过仿真模拟,选定可变限速应设定的地点并确定在不同车流量情况下的可变限速值,根据可变限速控制位置的确定及不同流量情况下的限速值,确定不同的可变限速控制方案。     

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。     

面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法

针对高峰期间常发拥堵点交通需求过大、周边关联交叉口交通负荷分布不均的问题, 研究了面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法。通过对常发拥堵点的车流进行追踪与溯源, 根据交通量关联度确定信号协调控制范围, 然后基于路径的流量分担率与路段平均饱和度识别信号协调控制范围内的关键路径。基于宏观基本图理论, 考虑关键路径对路网运行状态的影响, 构建边界交叉口主动限流控制模型。同时, 利用元胞传输模型描述交叉口与路段的运行状态, 以关键路径通行能力最大化和进口道饱和度均衡化为信号控制优化目标, 建立均衡路网交通负荷的信号控制优化模型。以武汉市发展大道青年路交叉口以及关联交叉口为对象开展仿真实验, 结果表明: 虽然本文方法下的边界交叉口车均延误增加了6.8 s, 但常发拥堵点的车均延误降低了15.7 s; 关键路径的车均延误减少72.6 s, 平均排队长度减少26.1 m。并且, 路网整体的车均延误降低14.7%, 驶出车辆数增加26.6%, 验证了提出方法缓解常发拥堵点交通拥堵的有效性。      

过饱和状态的潮汐车道交叉口群协同控制及仿真

可变车道技术是潮汐式交通拥堵问题的有效解决手段之一,杭州西湖区潮汐走廊是连接城西居民区和市区的主干道。为了解决潮汐车道在早高峰通勤时过饱和状态下的拥堵问题,深入分析了潮汐走廊的实际交通数据并判断出潮汐车道的瓶颈路段。提出基于群体动力学的交叉口群协同控制算法,建立了双交叉口协同控制模型,并研究了潮汐走廊过饱和状态下瓶颈路段两端双交叉口的信号实时协同配时方案。利用VISSIM+MATLAB的自适应仿真控制技术对双交叉口配时方案进行了对比分析。仿真结果表明:在满足了交通流量的前提下,协同配时方案使得瓶颈路段的流速由22.7 km/h提高至28.2 km/h,提速24.23%,由中度拥堵改善为轻度拥堵,行车时间、平均延误时间等参数也均达到了不同程度的优化。然而,在双交叉口的协同配时控制达到一定效果的同时,下一路段的车辆流速却降低了12.35%,平均延误时间增加了8.96%。这说明:基于群体动力学算法的多交叉口协同配时方案设计,必须强调上下游交通流的关联关系,从全局角度进行全路段的交叉口群的协同控制。上述成果为城市潮汐车道的定量分析和实时智能交通控制的研究提供了一定的理论和实践基础。     

基于速度特性的城市快速路常发性交通拥堵研究

基于城市快速路浮动车技术,获取北京市快速路瓶颈路段全天交通流运行速度时间序列数据,对快速路常发性交通拥堵形成及消散进行精细化定量分析。首先应用小波分析技术对数据进行降噪处理,依据速度变化特性将快速路瓶颈处交通流运行状态划分为稳定运行态、拥堵形成态、拥堵态及拥堵消散态4种状态,并分析不同状态下的速度表现特征。研究表明,应用速度变化量可以判别交通流所处状态,而后利用统计学方法给出不同状态之间变化的判断阈值,并归纳出快速路常发性交通拥堵形成时刻、消散时刻及持续时间的判别方法。该方法对拥堵特性判别精度可达80%以上,对交通拥堵预测及交通管理具有明显实际应用价值。      

宏观交通网络拥堵区边界最优控制

为了缓解交通拥堵,解决拥堵状态下区域交通控制问题,提出了宏观交通网络拥堵区边界最优控制方法。首先,基于同质性路网宏观基本图特性固定划分控制子区,通过分析子区之间的车辆流入、流出关系,建立了宏观网络车流平衡方程;其次,以路网旅行车辆完成率最高,同时子区边界处受阻车辆数最低为优化目标建立了拥堵区边界最优控制模型,根据最优控制确定子区边界输入、输出最佳交通流量,进而以饱和度高的边界交叉口饱和度快速降低为优化目标,提出了子区边界交叉口流量分配及信号配时参数优化方法;最后,以合肥市一环路以内的路网为测试对象,通过微观仿真分析,比较了无区域边界控制、拥堵区入口Bang-Bang边界控制、拥堵区出口与入口BangBang边界控制和最优控制4种控制方案。结果表明:最优控制条件下宏观路网运行效益比前3种方法分别提高49.17%、30.19%、71.99%,车辆行程延误分别降低21.65%、3.74%、1.94%;最优控制可有效改善拥堵区内外交通密度的均衡性;宏观路网拥堵区的边界控制可有效降低高峰期间拥堵区的拥塞程度,提高整个路网的疏散能力。     

信号交叉口车道功能动态划分优化模型

为了缓解因交通流分布不均造成的交通拥堵,减少道路交叉口资源浪费,提出了基于时空资源组合的优化模型,分析了非饱和条件下信号控制交叉口单个进口道车道功能动态划分与通行时间分配的相互制约和转化关系.算例分析结果表明,该模型在流量需求动态变化范围内能得到效益最优的车道功能划分方案,有效地提高了交叉口时空资源的利用率.     

宝山吴淞创新城片区道路拥堵治理实践

为助力宝山区科创中心主阵地和产业园区的建设,解决重点区域交通拥堵问题,现开展了重点道路交通拥堵治理措施研究。通过对道路设施规模、交叉口渠化、信号配时等现状交通情况进行调研分析,总结现状交通运行问题,提出交通优化改善措施,如交叉口渠化改造,瓶颈路段拓宽等,并对道路改善前后的道路运行情况作对比评估,分析改善效果。     

交通流预测控制的机制与方法

应用预测控制的机理,提出基于可校正交通流预测模型和两级遗传算法以实现交通分配和交通控制相结合的交通流系统计算机控制方法。基于伪给定、预测模型、滚动优化和反馈调节的交通流预测控制系统能够实现有性能保障的交通流系统控制,为交通拥堵预防和拥堵恢复畅通提供全局性的分析和决策支持。该系统通过综合集成应用现代信息处理技术、优化技术、专家系统、交通流及交通控制理论,为交通分配和交通控制的结合提供了工程实现途径。     

沪宁高速公路智慧扩容内涵及实现路径

随着国民经济水平的提升及城市间交通运输日益频繁,高速公路交通通行流量不断增加,节假日高峰期间,交通大流量已呈现常态化,流量增加导致的高速公路拥堵现象频繁发生。针对大流量路段交通拥堵频发现状,从科学、集约化的管控技术手段出发,首先提出智慧扩容的内涵及管控需求,再构建智慧扩容体系的技术、业务及数据架构,最后介绍沪宁高速公路智慧扩容配套工程及应用效果,为全国缓解大流量路段交通拥堵现象提供科学参考。     

基于道路交通拥堵问题的综合治理方法研究——以包头市青山区为例

随着交通拥堵在全国范围内的快速扩展,引起交通拥堵的因素错综复杂,涉及规划与管理层面。本文基于复杂的交通拥堵问题,以包头市青山区为例,从完善道路基础设施、增强科技管理手段、优化交通方式组织、提升信号控制手段四个方面提出缓解城市交通拥堵的治理方法。     

城市道路交通拥堵预测及持续时间研究

针对城市道路交通拥堵及持续时间辨识问题,提取平均旅行速度、平均旅行时间、平均延迟时间、早晚高峰、星期数等交通拥堵关键影响因素,构建了基于MapReduce的多元对数线性回归交通拥堵预测模型和基于生存分析的交通拥堵持续时间模型,并利用上海快速路段交通数据集进行模型有效性验证。试验结果表明,拥堵预测模型预测值与实际值拟合度在0.96以上,能较好地量化道路交通运行拥堵程度;拥堵持续时间模型可以辨识出拥堵分布和持续时间特征,为制定交通拥堵的控制和疏导策略提供指导性建议。     

缓解大型活动拥堵的城市干线交通协调控制

为缓解大型活动交通拥堵,针对活动期间拥堵演化特征以及交通需求和道路时空资源的耦合关系,研究以精细化管控为导向的、基于红波和绿波理念的干线协调控制系统方法.面向大型活动期间的线拥堵和辅助局域网络拥堵疏解的要求,构建干线协调控制的基本框架,进而确定决策交叉口,采用图解法分情况研究了红波协调控制相位差和绿波协调控制相位差的确定,给出了计算模型.结合2个真实路段采集的交通数据,对提出的方法和模型进行了仿真测试.结果表明,基于红波、绿波理念的干线协调控制可有效均分交通压力,瓶颈交叉口拥堵状况得到缓解,平均排队长度相比现状方案降幅分别为72%和70%;整个干线交通流有序性得以增强,车辆通过流量相比现状方案增幅分别为19%和22%.所提方法在现有交通设施条件下,协调优化道路交通系统的时空要素,有利于提升大型活动期间路网运行效率、改善活动参与者和居民出行品质.      

广州微观交通拥堵改善中的路段潮汐可变车道设计研究

交通拥堵问题已经成为大中型城市发展过程中不可避免的难题之一。针对中心城区交通拥堵问题,广州市自2011年起开展了交通拥堵点治理,重点从微观层面完善交通组织优化调整和道路交通设施,改善措施多样,既包括常规的交通改善措施,也试行了可变车道技术。重点分析了交通拥堵常见类型和改善思路,并以人民桥路段为例,介绍了可变车道作为拥堵治理方法在实际应用过程中的实施条件、设计方案、仿真评价与实施效果。     

集成ETC系统的城市快速路常发性交通拥堵管理策略

分析城市快速路常发性交通拥堵特点,基于ETC(电子不停车收费)系统功能和匝道控制原理,提出了快速路ETC匝道控制和匝道出入口OD流量分析模型。通过判断分析关键匝道出入口及其常发性拥堵的不同原因,提出相应的拥堵管理策略,为快速路的常发拥堵管理及匝道控制提供参考。     

杭州市上塘-中河高架交通改善方案研究

上塘-中河高架是杭州市主城区最重要的一条南北向骨架道路,近几年来拥堵严重,已成为城市交通热点问题。该文从杭州市的道路网特点入手,通过大量现场调查,并借助杭州市智能交通信息平台的FCD和微波车检器流量数据,深入分析了上塘-中河高架的交通拥堵特征。从交通需求、交通设计和交通管理与控制三个方面系统地剖析了其交通拥堵的原因和症结。借鉴国外高速公路无瓶颈段设计理论,本着交通疏堵工程和保证快速路运行效率的理念,从增设匝道的合理性,打通中河立交瓶颈节点,部分路段"4改5(6)",增加匝道车道数,地面道路配套措施及封闭个别匝道等交通工程角度提出了交通改善方案。     

城市中心区交通拥堵定价模型及其仿真算法

为改善城市中心区的交通拥堵,以国内城市中心区区域路网为研究对象,以路网车辆整体延误时间最短为优化目标,拥堵收费价格为决策变量,路网饱和度和信号配时为约束条件,建立了拥堵定价优化模型,并给出了基于VISSIM软件的仿真求解方法和步骤.实例仿真结果表明:在城市中心区区域路网采用该定价模型可以找到最优定价及合理的信号配时方案;计算机仿真方法可大幅度降低模型求解难度,并可直观地为交通管理部门制订拥堵定价方案提供理论依据.     

基于排队紧张系数的瓶颈交叉口信号配时研究

针对传统单点交叉口信号配时方法对于过饱和状态下瓶颈交叉口不适用的情况,定义了排队紧张系数并提出了基于排队紧张系数的瓶颈交叉口信号配时方案,讨论了过饱和状态下最佳周期时长的计算；用实测交叉口数据进行VISSIM仿真,对比分析了传统信号配时方案和基于排队紧张系数的配时方案的效果,结果表明基于排队紧张系数的配时方案对瓶颈路段排队强度的改善有非常明显的作用.     

高速公路改扩建工程中交通拥堵路段改造方案研究

在日益增多的高速公路改扩建项目中,既有高速公路交通拥堵路段改造常常是改扩建需要重点研究解决的问题。拥堵路段改扩建方案的确定除考虑工程相关因素外,还需结合保通条件进行分析,并通过交通仿真运行验证改扩建方案的合理性。依托机荷高速公路改扩建清湖立交-坂澜立交拥堵段的改造工程,介绍高速公路改扩建中交通拥堵路段的改造方案确定过程,以期为类似项目提供参考。     

车事荟萃

北京拥堵路段适时单双号5月31日上午,北京市政府公布"缓解北京市区交通拥堵第八阶段(2011年)工作方案"。方案中特别提出,今年一旦遇有恶劣天气、重大活动、重要节日等可能引发严重交通拥堵的情况,北京将适时采取重点交通拥堵路段高峰时段机动车单双号行驶措施。此外,继京通快速路