基于密度熵的道路交通事故影响范围分区模型

考虑路径阻抗的动态变化, 定义了网络初始荷载; 以事故持续时间为变量, 采用前景理论确定了网络负载重分配的方式; 根据交通流密度熵构建了耗散结构模型, 并与负载分配过程相结合确定了各路段的交通流密度熵变化率; 构建了基于聚类分析的交通事故影响范围分区模型, 通过仿真试验探讨了不同初始荷载和事故持续时间对分区的影响。仿真结果表明: 在交通量基数为800 pcu·h-1时, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由3个增加到6个, 间接影响区有向路段由5个增加到18个, 说明受事故影响路段的熵处于快速上升阶段, 路网的级联失效不明显; 随着交通量基数增加到1 000 pcu·h-1, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由8个增加到19个, 间接影响区有向路段由16个增加到21个, 说明交通量对路网的影响主要集中在直接影响区。可见, 不同交通情况下, 各有向路段受到事故路段的影响程度明显不同, 随着事故持续时间与初始流量的加剧, 路网中有向路段的受影响程度均增大, 因此, 采用交通事故影响范围分区能够精细地描述道路运行状态的动态变化过程。      

基于视知觉的交通可变标志信息认度评价

交通可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)作为交通信息动态发布设施,被广泛应用于城市道路及高速公路管理中。由于VMS发布的图符信息数量及大小等缺乏标准,无法衡量发布信息是否有效传递给了驾驶人。为了准确度量VMS发布信息的视认有效性,基于驾驶人视知觉理论和VMS识别过程的特征,建立VMS信息量的量化方法,提出VMS认度概念。根据影响静态VMS有效视认的信息量、驾驶人动视力、车速等因素,以认度率为评价指标,建立信息量-认度评价模型;对影响动态VMS有效视认的屏幕信息滚动周期、视认冗余距离等因素,以周期有效度为评价指标,构建周期-认度评价模型。然后,通过视觉信息获取试验,将1s时间内人眼可获取信息量与实际信息量的比值作为可获取信息系数:当信息量在50比特内,测试对象可获取信息系数最大,可获取信息系数趋于常数1;当信息量增加至56~105比特时,测试对象可获取信息系数呈指数骤减,随后趋于稳定(人眼可获取信息系数ρ=0.22±0.02)。最后,通过对实际道路中驾驶人对VMS信息获取情况的调查,采用认度评价模型与驾驶人实测结果进行对比分析,当静态VMS信息量大于90比特时,信息量轻微过载,驾驶人无法准确获取标志信息;当动态VMS标志周期有效度小于0.9时,驾驶人无法完整视认标志。该认度评价方法经过路测试验验证,可为VMS设计、信息发布管理提供参考。     

基于NSGA-Ⅱ算法的逆向可变车道信号配时优化

以相位有效绿灯时间、饱和度和逆向可变车道长度为约束条件,建立交叉口控制延误时间最小、交叉口通行能力最大的双目标函数控制模型,运用NSGA-Ⅱ双目标优化算法,求解目标函数,获得以通行能力相对占优的信号配时方案,达到交叉口控制效率提高的目标。以重庆某交叉口实际数据为例,用NSGA-Ⅱ算法对设置可变车道后的配时优化方案求解,并与现状配时方案进行对比,设置逆向可变车道和优化信号配时能够提高交叉口通行能力,降低控制延误。     

大型公交站的动态排队论分析与优化

公交站台是公交系统中关键的节点,其服务水平的高低不仅影响公交车的运行效率,也会直接影响周边交通的运行状况。为了提高常规公交车通过港湾式站台的效率,首先分析了公交站台内车辆运行和乘客候车的特性,引入排队论模型中的基本参数,并将服务时间改进为根据站内车辆数不同而动态变化的函数。同时针对不同时段公交的达到规律,采用分时段参数提高模型精度;其次在港湾式停靠站内设置了主、副站台,从而将站台模拟为M/M/2/N的系统,并制定了公交智能化进站的引导模式;最后运用该模型对重庆市大庙公交站台进行了实例分析,现状调查表明:大庙公交站台内部的延误时间占总运行时间的40.1%,公交车通过大庙公交站台的时间会在高峰时期急剧增加。采用站台分区管理和公交智能诱导模式后,可以有效控制大庙站台公交的进出秩序,排队车辆数减少了77.5%且不会出现排队溢出的现象,同时在高峰时期车辆通过大庙公交站台的时间降低了41.1%。     

干道交织区通行能力最大化的合流车道控制

城市干道交织区内大量的车辆交织将严重降低道路的通行能力,本文根据车辆交织行为及各汇入车道交通量的不均衡性,提出了交织区合流车道信号控制方式.采用交织折减系数,建立了车道控制下的交织区实际通行能力计算模型;随后,以交织区内实际通行能力最大为目标函数,交织区内交织比例和相位控制方案为约束条件,提出了合流车道最优信号配时模型;最后以实际数据进行验证,汇入控制的实际通行能力与模型计算结果的误差仅为2.44%,验证了通行能力计算模型的有效性.模型计算结果表明：随着高峰期间汇入交通量的增加,交织区内存在大幅度的通行能力骤减,采用分车道信号控制后,交织区的实际通行能力与实际过车数得到明显提升.     

前景理论下道路网络的级联失效演变

为了避免城市交通网络在突发事件的影响下陷入大范围的瘫痪,本文提出了一种 将路径改变行为和失效持续时间相结合的级联失效模型.模型以需求的演变定义了初始荷载, 提出了失效时间的概念,以及网络交通量的延迟加载方式;然后,考虑出行者在面对突发事件 的主观因素,基于前景理论确定了负载的动态重新分配方法;最后,采用MSA算法给出了模 型求解步骤.仿真结果表明：随着路段失效时间的增加,驾驶员的路径改变概率有显著差异;该 模型可定量的分析路网在不同的失效时间和初始需求下,由于路段造成的失效演变过程;在 考虑路段方向性时,路段的2 个方向均瘫痪后,相继失效速度明显加快.本文为研究突发事件 的管理方法提供了一定的理论依据.