小波变换在道路行驶工况构建中的应用

目前通常用聚类的方法构建行驶工况,虽然聚类法有很高的精度,但是构建汽车行驶工况的数据含有波动性、不规则性的部分。为了进一步提高构建精度,首先用FCM聚类方法对行驶工况数据进行聚类,然后采用小波变换对构建好的工况进行压缩重构。理论分析及试验结果表明,与用传统方法构建的行驶工况相比,小波变换得到的行驶工况能有效提高所构建行驶工况的精度。     

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受停靠站特性、乘客上车行为及其分布特征等因素的影响,公共交通系统运行过程中容易产生集簇等复杂现象.本文细致考虑了停靠站在线路上和乘客在停靠站的分布情况,通过刻画乘客有序和无序的上车行为,构建了一个新的公交运输系统元胞自动机模型.数值模拟结果与解析结果高度吻合,清晰地刻画了车辆在公交线路上的时空分布,再现了公交运行中的堵塞和集簇现象,定量地评价了停靠站分布、乘客分布、不同上车模式对车辆平均速度的影响.本研究有助于进一步认识不同上车模式下集簇现象的形成机理,对规范上车行为和优化停靠站设计具有指导意义.     

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针对公共交通系统,基于巡航控制的思想,本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,而是根据期望车头距动态调整车辆向前移动的速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 通过数值模拟实验表明,该模型可以再现公交集簇前行的现象,引入新的控制策略后,模型改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而在很大程度上提高了公交系统内车辆运行的平均速度并且降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以提升公交系统的运行效率,具有一定的现实指导意义.     

考虑立交桥构型的二维交通流BML模型

考虑到现实二维路网中的立体交叉特性,本文在经典Biham Middleton Levine (BML)模型的路网结构中嵌入了一些典型的立交桥构型．通过改变立交桥的数量、分布构型,拓展了BML模型,以研究立交桥对路网交通流的整体影响．数值模拟表明,随机分布的立交桥构型,即盲目修建立交桥,在立交桥比例较低时,会对路网整体运行性能产生负面影响--加速拥堵．进一步将立交的分布进行适当地组织,形成真实反映城市路网特征的立交构型,如环形、方形．模拟发现,特定立交比例下方形立交构型对系统产生正面的影响,使得系统平均速度整体上要明显高于随机投放立交的状况;而环形立交构型投放至网络中,使得全局性堵塞提前发生,反而不能提高网络交通流的运行效率．这些结论虽与传统认知相悖,却具有较强的现实指导意义．     

基于巡航控制的公交运输系统元胞自动机模型

针对公共交通系统,基于巡航控制的思想,本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,而是根据期望车头距动态调整车辆向前移动的速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 通过数值模拟实验表明,该模型可以再现公交集簇前行的现象,引入新的控制策略后,模型改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而在很大程度上提高了公交系统内车辆运行的平均速度并且降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以提升公交系统的运行效率,具有一定的现实指导意义.     

考虑控制策略的公交运输系统元胞自动机模型

针对公共交通系统,受蚁群移动轨迹行为启发,视停靠站处等待乘客信息为一种外在的“信息素”（pheromone）,即可实现相继公交车的信息传递,基于此本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,依据“信息素”引入控制策略动态调整公交车前行速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 数值模拟实验表明,模型可再现公交运行中的“集簇现象”,新的控制策略引入后模型在很大程度上改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以显著提升公交线路系统的运行效率,具有较强的现实指导意义.     

公交线路车头时距特征分析及运行状态研究

公交线路是个看似简单但机理复杂的交通系统,诸多随机因素造成其运行的 不稳定.线路系统的车头时距分布特征和运行状态规律受到公交车的车载容量、发车间隔 和乘客到达率的影响.本文改进了以往的公交线路车头时距模型,用以研究公交车的车载 容量、公交车的发车间隔和线路系统的乘客到达率三个因素对公交线路车头时距特征和 运行状态的影响机制,得出了线路系统的状态相图及其相互演变过程.状态包含：规则态、 过渡态、组对态及聚簇态.研究公交线路运行状态的划分及其演变规律,有利于更深刻地 认识公交线路系统运行状态.     

临近交叉口的车辆跟驰换道行为研究

临近交叉口的车辆往往呈现出复杂多样的跟驰换道行为.基于二维最优速度(OV)交通流模型,本文构建了一个改进的双车道车辆跟驰换道模型,以刻画交叉口前路段上的车辆跟驰换道机制及车流宏观特征.借助模型分析了换道车辆比例、换道期望参数和跟驰安全距离等对交通流宏观特征的影响.结果表明:换道车辆比例对通过停车线的进口道流量有负面影响,换道行为越多,进口道流量越小.换道期望参数越大,换道成功率越大;当道路拥堵时,增大换道期望会减少进口道流量.增大安全距离,容易提升换道成功率但会减小进口道流量,同时促使拥堵发生.     

高速公路生成建模与实证研究

高速公路的空间形态是城际交通服务水平的重要体现,高速路网的形成和扩 张蕴含着丰富的科学问题.为了探究高速公路的生成机制,本文以微观上路段的动态生成替代宏观上路网的全局规划,在局部的路段生长过程中引入生长规则,采用最短路确定 生长节点,构建非线性规划模型,并运用一维搜索算法进行求解确定路段的生长方向,进而构建出高速公路生成模型.模型再现了高速路网的生长过程及涌现特征,如共用路段、 枢纽节点.通过对比实际和仿真的树状结构高速路网,以及分析相关统计数据,结果表明, 该高速公路生成模型能较好地描述和解释实际路网形成的内在机理和宏观现象.