Fusion Framework of Urban Traffic Control and Route Guidance Based on CPS Theory

以避免交通拥堵和提高交通效率为目标,同时满足交通用户要求和交通系统交通流均衡要求,对城市交通控制与诱导融合框架进行研究.分析城市交通控制与诱导系统和信息物理融合系统(CPS)的特性及两者关联.探讨CPS理论应用于城市交通控制与诱导系统的各项技术要求.根据动态城市交通流诱导系统和城市交通信号控制系统的内容,针对两者相关性、冲突性与解决方法,考虑信息物理融合系统的人机系统特点,提出一种基于信息物理融合系统理论的城市交通控制与诱导融合框架.该框架包含计算部分、通讯部分、控制部分和物理世界部分,增强了城市交通流诱导系统和城市交通信号控制系统的融合度,侧重从技术层面分析两者深度融合的可行性,为智能交通系统中交通控制与诱导融合的实施提供理论依据.     

交通控制与诱导集成的关键问题评述

分析了交通控制和交通诱导的相互影响与相互作用。综述了交通控制系统和交通诱导系统集成的研究现状,重点对交通控制和交通诱导集成的6个关键问题进行了讨论分析。提出应用演化博弈论、有限理性和人工情感等研究探讨驾驶员对交通诱导信息的反应机理和先由交通诱导系统将交通流诱导到合适的路网上然后由交通控制系统来适应这些交通流的思想建立集成模型。提出应用人工交通系统与平行系统的思想来研究交通控制和交通诱导的集成实施问题,通过人工交通系统的"计算试验"对交通控制方案和诱导方案进行试验和评估,期望为交通控制和交通诱导二者的集成提供新的思路和方法。     

基于交通控制的交通诱导优化模型

随着国内交通需求量的持续增长,交通拥挤已成为城市交通所面临的主要问题,缓和这种现象的主要做法就是交通控制和交通诱导。文中以交通信号控制为基础,从影响交通畅通的因素出发,建立了交通诱导优化模型,并且为该优化模型寻找到了一种算法思路。     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。     

城市交通信号控制系统(ACTRA)应用简介及构想

介绍了ACTRA交通信号控制系统的结构、特点及其主要控制策略,并对该控制系统几种主要的系统功能以图形界面形式进行了描述.对此系统目前在北京市的初步应用进行了简要介绍,并在路段调查数据的基础上进行效果评价.提出了ACTRA系统应该如何与路线诱导系统实现数据共享和方案协调,并使交通控制中心在诱导条件下实现交通控制子区自动划分的构想,以便更好地提高路网的运行效益.     

动态交通信息策略博弈协调模型研究

对突发事件下驾驶员路径选择博弈行为进行了分析,基于协调用户和系统利益的思想,结合微波检测数据预测出行者行为的模型,提出了交通事件下变换信息供给策略的交通流诱导双层规划模型和相应的基于滚动时段的求解算法.仿真结果表明:在满足用户需求的同时,路网流量分布趋向管理者期望的方向,并能缩短事件影响和持续时间,缓解交通事件下的交通流振荡现象,改善路网使用效益,该方法具有可实施、操作性强的优点.     

路网交通流动态分配模型分析

该文分析了交通流路网分配的概念及在交通控制与诱导中的作用,重点研讨了交通动态分配过程及分配模型,对于解决区域性交通适时控制与诱导问题,认为目前的动态交通分配的前提和结构均存在不可克服的障碍,建立智能交通系统(ITS)是最好的解决方法。     

交通全信息情境领导在交通诱导控制中的应用

作为交通诱导控制的作用机制,交通全信息的发布所建立的情境领导对交通诱导的效果起到了至关重要的作用。阐述交通全信息情境领导和交通诱导控制的概念,为了达到最佳的交通诱导控制效果,对重点交通全信息的发布形式进行探讨。考虑到信息的效用度和出行者个体属性的因素,特别以问卷调查的形式分析了交通全信息对诱导行为的影响,为交通诱导提供建议。结果表明:不同语法信息形式会对的选择带来不同的心理影响。     

基于RFID和视频监测的城市交通运行状态模糊判别

为了确定城市道路网路的交通状态,为主动的交通管理、交通诱导及控制提供支持,提出了一种基于无线射频识别(RFID)交通检测系统和视频监控系统的交通运行状态模糊判别方法.在该方法中,交通运行状态由从RFID系统获得的车辆行驶时间和从视频监控系统中获得的车辆速度决定.由于实际的交通状态可以从视频中直接观测,因此实际交通运行状态的阈值可以根据视频来校准,用以评估本文所提出方法的性能.基于安装于南京的RFID和视频交通检测系统进行实证分析,结果表明本文所提出的方法是可行的.下一步工作可推进交通数据,特别是 RFID数据在交通管理中的应用.      

基于3G通讯和PLC的交通信号控制系统

设计的信号控制系统是一种基于3G通讯和PLC组合控制的二进制指挥系统.在现有交通控制基础上改造控制端,给出了二进制指挥系统(信号灯)的软硬件设计与实现方法,并结合仿真软件进行试验分析.同时搭建了一套可监控、智能疏导的资源利用交通平台,解决了路况检修不及时、车辆占道等多种潜在问题.经分析,与传统的控制方法相比,该方法提高了交叉口的通行能力,从而减少交通延误,具有一定的应用前景.     

协调路口划分对交通控制效果的影响分析

基于Synchro软件对干线协调的路口进行恰当地划分,Synchro软件中用协调因子来衡量相邻路口间是否需要实行协调控制,协调因子的计算主要考虑行程时间、距离、流量、车队形式、周期时长等因素;然后分析了干线协调优化逻辑,并用交通仿真的方法分析不同划分策略对控制效果的影响,并选取最佳的划分;对六一路全线11个交叉口进行案例分析,Synchro在协调路口划分中的有效性得到验证.结果表明协调路口划分会显著地影响整个网络中车辆的延误和停车次数,不恰当的划分会导致延误大幅增加.但不论哪种划分方式,都会显著减小主路和整个网络的停车次数.最佳的划分方式使整个网络延误降低10％,平均停车次数降低11％.     

交通信息服务的可信性内涵与评价方法研究

文中对交通信息服务的可信性问题进行了研究与分析.针对交通信息服务缺乏可信性内涵分析与验证方法的问题,提出1种服务的可信性质计算方法.采用本体理论构建存在于人与服务之间信任关系的语义知识,并基于模糊矩阵将多层次用户主观评价转化为对一维可信值的规约计算.应用该方法对停车诱导服务进行可信性评价,采用“认可”“中立”和“否定”3个评价指标对测试人员的主观信任度进行量化,可得出该服务综合可信度为0.619.实例表明该方法能够为交通信息服务的可信性进行量化表示及评价,这将为构建优质的交通信息服务,营造“以人为本”的可信赖服务环境提供重要决策依据.      

交通大数据平台效益评价方法

为反映交通大数据平台受益对象的多元化,与传统ITS效益评价基于车辆所有者经济效益不同,给出了基于居民出行方式分担比的经济效益计算方法.该效益包括小客车、出租车、公交车等不同交通工具车辆运输成本、乘客出行时间成本、CO2排放环境等成本节约效益,采用加权平均法得到总效益.在乘客出行时间成本计算中,考虑收入对交通方式选择的影响,给出了不同出行方式不同目的人工时间成本计算方法及参数取值.为反映交通大数据平台信息发布对出行行为选择的影响,采用有无对比法,提出了因交通方式转移而产生的车俩运输成本、CO2排放环境成本效益计算方法.以武汉交通大数据平台建设为例,给出了影响范围与主要参数取用方法,进行了成本效益预测分析实证研究.解决了交通大数据平台效益分析定量化的问题,为交通平台类项目经济效益评价提供了理论方法.      

交通状态模式识别研究

在网络层次上进行区域交通信号控制、交通分配和路径诱导是缓解交通堵塞的有效途径之一。大量的实践经验表明，无论是在城市交通网络，还是在高速公路网络中，网络的状态可分为数量有限且不同类型的模式，并且这些模式不断重复出现。而针对不同的交通网络状态模式，可以通过理论分析或仿真研究等途径，求解用于进行区域信号控制、交通分配及路径诱导的优化控制参数及控制策略。当系统识别出网络处于某种模式时，就可参照事先确定的优化参数及策略进行交通控制和诱导，以缓解交通拥塞，提高交通系统的运行效率。本文基于对交通网络状态模式识别问题及其应用的重要性的认识，应用模式识别的理论和方法，对交通网络状态模式识别问题进行了一些初步研究。     

基于Lagrange支持向量回归机的短时交通流量预测模型的研究

在智能交通系统中,进行实时、准确的交通流预测是交通控制和交通流诱导的关键之一,直接影响交通控制和交通诱导的效果.基于支持向量机,提出了一种Lagrange支持向量回归机的交通流量短时预测模型,能够实现对交通流量的有效预测.仿真试验表明,Lagrange支持向量回归机具有良好的泛化性能、更快的迭代速度,预测结果优于改进的BP神经网络.     

城市交通控制与诱导系统协同效果评价方法

根据交通控制与诱导协同的内容和特点，从交通通行能力改善，交通安全改善，提高交通网络负荷均衡性，降低能源消耗与环境污染等4个方面建立了协同效果评价指标体系；提出了评价指标的量化方法以及基于单纯矩阵法的指标权重计算方法。给出了综合评价模型;利用Paramics仿真软件进行了仿真数据验证，仿真结果表明：此评价指标体系及评价方法科学有效，交通控制与诱导协同后，对交通系统综合改善效果显著。     

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。     

基于Multi-agent的道路交通流控制模型

结合近年来出现的人工智能新技术，提出基于Ｍulti-agent的道路交通流控制模型，从而实现一种灵活的agent自主控制算法，并进一步提出Ｍulti-agent协商策略的设想，实验证明，该agent自主控制算法柔性结合多个交通状态量，较好地平衡了道路交叉口各向交通流，具有较强的优化度和扩展能力。     

交通控制测试体系的公交优先系统应用研究

随着传感器、信息技术等的发展,交通控制的概念已经由传统的、单一的交通信号控制向集交通信号、交通诱导、交通信息采集与处理以及基于车载的交通诱导等为一体的、集成化、协同化的智能化交通控制系统转变。目前,国内对于智能化交通控制系统缺乏一套有效的测试体系,从而造成了交通控制系统上下端设备的性能、功能差异非常大,交通控制系统产品市场监察手段缺失,交通管理的效率和成本得不到有效控制。公交优先系统在国内发展尚处起步阶段,公交优先相关技术和系统的应用是否成熟,功能、性能是否能够满足当前需求,系统的可靠性、容错性等是否满足工程建设及应用的要求,是使用者关心的核心部分。本项目首先简要介绍智能化交通控制系统的测试体系,并应用该测试体系,研究分析公交优先系统的测试需求,并提出了针对北京市公交优先信号系统的测试方案。     

城市道路交通状态分析方法回顾与展望

阐述了城市道路交通状态分析的必要性,通过对实时交通状态进行科学分析和划分,为区域路网的交通流控制、诱导等提供交通管理决策支持。并对现有的交通状态分析方法进行评述,提出了进一步的研究方向。