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简单输入输出模型与冲击波分析是研究交通瓶颈问题的两种常用方法,本文着重分析两者的一致性。在数学推导中考虑到达需求与流出率的变化时,两者对于排队和延误的预测结果是一致的。在不同的交通和边界条件下,两者在拥堵形成至消散的任意时刻所得排队长度,拥堵时间等结果均是一致的。以往认为两种方法不一致的研究忽略了一些与背景交通密切相关的基本因素。实例分析说明正是这些基本因素使得这两种分析方法在不同流量－密度关系下都具有一致性。     

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。      

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既有研究已经论证高速公路独有的运营特点，包括双能力现象。双能力现象表明，高速公路在自由运行(非排队式)条件下比在排队条件下具有更大能力。在孤立的匝道区，双能力现象的存在，决定了匝道控制在减缓高速公路和匝道交通延迟的效率。本文进一步探讨了微观仿真模型(VISSIM)是否能够在分析现象有关特征的基础上，校准复制双能力现象。本文指出，微观模拟模型用于研究匝道控制延误评价时，必须具有再现双能力现象的能力，否则就会得到错误的结论。本文发现大多数微观模拟模型，例如VISSIM，尽管使用了传统的跟弛理论，但不能自动展示双能力现象。然而，如果在VISSIM中使用一组特殊的编码参数就能再现双能力现象。利用VISSIM模型，本文分析了匝道控制和双能力现象的特征，发现匝道控制减小了双能力值的差距，尤其是采用排队政策时。由于高速公路在自由运行状态下的能力难以评佑，本文建议可用有排队状态下的能力值来代替。     

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针对局部交通状况分析所需要的多粒度仿真功能,本文分析了从宏观规划模型到微观仿真模型转换时的逻辑保证和数据需求,设计了一种基于路径流的多粒度交通仿真方法,从物理、逻辑和运行三个层面实现了从基于点和线的宏观路网到基于车道的微观路网的转换.针对转换过程中交通小区质心及其路网连接线等虚拟实体的处理问题,本文进一步提出了新的支路近似方法.基于上述方法,开发了适用于TransCAD和VISSIM模型转换的软件包,方便地实现了从宏观路网中局部区域交通状况分析到微观路段交通流量仿真的一致性转换.     

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本文研究了如何使用模型来分析建立包含高速公路干线、匝道控制和上游信号控制的菱形立交的一个综合控制系统。本建模方法考虑到了很多方面因素，包括其组成部分、运营特性及系统内的互动作用。论文还提出了系统现场实施运营可能需要的具体措施。建立综合运营控制系统的最关键的因素是通过在钻石立交信号机中特定信号配时来处理匝道反馈信息。当管匝道上排队较长时，系统将通过自动调整来减少进入匝道的车流量，以保证匝道控制系统的有效性，避免匝道排队过长，减少高速公路瘫痪的可能性。由于该系统采用特殊信号相位和配时方法，其控制策略主要针对特定的钻石信号相位计划。文章还介绍了该系统的设计和构架以及现场实施的流程图。     

基于概率的右转短车道信号控制交叉口延误模型

研究城市道路中常见的右转短车道信号控制交叉口车辆延误模型.该模型考 虑了交通流变化随机性导致的右转短车道交通阻滞问题,改进了现行美国通行能力手册 （HCM 2010）中将短车道视为独立进口车道的计算方法.本文应用概率论方法并结合交叉 口特性,同时考虑了短车道、交通流率和信号配时等因素影响,提出了一种改进的交叉口 延误估计方法.通过使用SimTraffic 微观仿真模型,应用交叉口获得的实测数据对模型进 行参数标定,验证了模型的有效性.研究结果表明,短车道对右转车辆延误有显著影响.尤 其在短车道长度小于2 辆标准车长的情况下,允许红灯右转（Righe-turn-on-red, RTOR）可 以有效缓解过饱和交通流问题并减少交叉口实际延误.     

美国交通信号配时实践与技术综述

交通信号控制是城市交通管理的重要组成部分。交通信号配时优化作为一项投入规模较 小、效果较为明显的交通治理措施,近年来受到了广泛关注。美国是世界上较早应用交通信号控 制的国家,对其交通信号配时实践与技术进行分析具有重要借鉴意义。本文从实践角度出发,综 述了美国交通信号配时的技术特点、工作流程、主要配时工具以及近期研究动向。首先,将美国交 通信号配时的技术特点归纳为3点,即配时参数定义自成体系,强调感应控制条件下的信号协调和 采用“环栅相位结构”表示配时方案。其次,依据“结果导向”式的信号配时步骤归纳了美国信号配 时工作主要流程,同时分析了 Synchro,TRANSYT-7F,TranSync,Tru-Traffic 等信号配时软件工 具。另外,围绕“信号配时效果评价”“智能网联条件下的交通信号控制”两项主题介绍了近期美国 交通信号控制的研究动向。最后讨论了未来交通信号配时技术的发展并提出4点展望和关注,分 别是配时软件工具开发与应用将发挥日益重要的作用,新数据资源的应用将能够极大程度上改进 现有交通信号配时实践并带来显著工程效益,面向传统交通信号控制向智能网联环境过渡阶段的 配时研究需要加强,以及交通信号控制相关的基础性交通研究仍需进一步深入和巩固。     

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.     

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在城市交通控制中,很多研究尝试为多个信号交叉口设计最优的协调控制方案,从而使得车队在通过多个交叉口时能够获得一系列连续的绿灯信号,无需停车、不间断地运行,这样可减少一些不必要的停车延误时间,而这种停车延误在现实中往往比较可观. 此类协调控制的主要目标之一是获取最大绿波带,通过调整各个交叉口之间的相位差以及各个交叉口本身的相序来实现. 目前在实际中得到应用的有关模型和方法大多是以混合整数规划为基础的一种线性最优化模型,最早由Little等人于1966年提出. 这种模型的基本局限性在于,对于面控系统,需要引入数量众多的复杂约束. 本文提出了一种新型简便的最优化方法,通过最大化可变绿波带实现对干线和网络各信号交叉口的最优协调控制. 从应用范围来看,该方法与混合整数规划方法的不同点在于规避了对实施协调控制的道路网络的封闭性要求,因而是一种全新的方法. 此外,本文还利用2个实例对该方法在交通信号协调控制中的有效性和实用性进行了验证.     

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.