基于遗传算法的路网流量分配研究

基于轴载次数采用蒙特卡罗法计算路面结构可靠度。将路面结构可靠度看作路段连通可靠度,用广度优先搜索方法求出路网连通可靠度。为了将服务水平低的路段等级提升,利用遗传算法以路网连通可靠度最高为目标进行流量分配,最终提升整个路网的服务水平。并对比流量分配前后的路网连通可靠度与路网服务水平,给管理者提供参考意见。通过实例表明:遗传算法可以对路网流量进行有效分配。     

蚁群算法下容量限制分配的路网结构可靠度分析

为达到结合道路结构可靠度与道路网络可靠度的目的,分析了容量限制分配对道路网络结构可靠度产生的影响。容量可靠度采用交通统计的方法得出,并以容量可靠度0.4作为交通流量分配的标准。在蚁群优化算法的思想下,通过基于Ant-Cycle模型的容量限制分配方法,并对所测路网阻抗函数的参数重新进行了设定,从而对道路交通流量进行了分配。利用自编的基于软件MATLAB的蒙特卡罗程序求得容量限制分配前后的路面结构可靠度,进而求得对应的整个网络的结构可靠度。通过对上海市某一实际路网对比分析表明:路段拥堵时的容量限制分配尽管会提高相应路段的可靠度,但是被分配车流的道路可靠度会降低,进而最终的结果便是整个路网结构可靠度会降低。     

交通事件影响下的路径行程时间变化分析

为了对交通管理系统中的事件管理提供可靠的决策依据,针对持续期为数天的交通事件,考虑事件发生后出行者日常路径选择的随机性,基于路径流量联合概率分布的动态调整过程,建立了描述路网系统路径行程时间变化的随机动态交通分配模型.并用算例网络验证了本文建立模型的可行性.算例研究结果表明:交通事件持续期每增加10 d,持续期内路径的平均行程时间增加0.24%;与普通路段相比,事件发生在关键路段导致平均行程时间增加3.07%; 路段通行能力每下降10%,平均行程时间增加2.53%;不同事发路段对路网系统在事件结束后恢复到均衡状态所需时间的差别显著,关键路段通行时间的恢复约为普通路段的4倍.      

基于合理路径的拥挤路网交通状态分析方法

为防止路网交通拥堵的扩散,考虑路段状态指标饱和度和行程时间的影响,建立了基于合理路径集的路网分析模型.将非拥挤区域从内到外分为控制层、诱导控制层、诱导层和无关层4个层次,反映了路网状态的空间分布和潜在演化趋势.基于交通分配得到的流量,对本文的状态分析模型进行了数值验证,仿真结果表明:各层次路段在路网中的比例随流量的增大而变化,且拥堵区域呈现扩张趋势;高峰时段各层次路段的比例为20%、5%、10%、10%和56%;同层次中饱和度越大的路段对拥堵区域的影响越大.     

考虑出行者不同理性程度的拥堵交通流分配方法

为研究出行者感知偏好对交通分配结果的影响,本文构建了微观路径选择模型,提出拥堵条件下受路段通行能力限制的交通分配算法。引入出行者决策过程中的后悔和无差别化阈值,考虑出行时间和排队时间的心理感知差异,构建不同理性程度下的路径选择概率模型。在集计水平上,考虑当前路段及其上下游路段通行能力限制、路段车辆空间排队和溢出,提出路段车流量流入、流出的修正方法。采用增量加载分配方法,研究路段车辆的消散特性,再现了从个体路径决策到宏观路网状态的演化过程。基于Nguyen-Dupuis仿真网络,比较不同算法下各路段的拥堵车辆和各路段车辆流入、流出情况。结果表明：出行者个人偏好感知会显著影响拥堵路段的成本函数,是出行者路径选择的关键因素,但是出行者个人偏好对非拥堵路段的车辆流入、流出影响较小;考虑个体偏好的交通分配方法能降低路网的平均饱和度。本文提出的考虑有限理性的拥堵交通分配方法可应用于拥堵路网的交通诱导,有利于促进道路资源的合理利用。     

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基于行程时间对交通需求的影响,建立路段交通流模型,对路段交通流量稳定性及通行能力的退化状态进行分析.在出行者的交通需求具有弹性的情况下,路段行程时间越长,交通需求越低.模型中行程时间由道路上的交通状态决定,车辆行驶过程的计算利用MITSIM模型,通过数值模拟方法分析弹性需求对交通流的稳定性及通行能力的影响.仿真结果表明,在交通需求和路段性能相互作用下,路段交通流量趋向于稳定,非饱和状态下的稳定流量随着交通压力的增加逐渐上升到最大通行能力,而饱和状态下的稳定流量小于最大通行能力且交通压力越高通行能力退化越严重.因此在城市路网规划时,应综合考虑路网中各路段通行能力,避免路段通行能力下降.     

基于实时数据的路网行程时间可靠度模型研究

道路行程时间可靠度是衡量城市道路交通服务质量的指标之一。本文分析和处理道路实时交通数据．统计其行程时间的分布,并拟合行程时间的分布曲线。以此为基础,构建行程时间可靠度模型,并进行案例分析。本文研究得出：路段的行程时间服从正态分布;出行者要求可靠度越高,需要预估的行程时间就越大;即使出行者期望的可靠度相等,对应不同的出发时刻预估行程时间也不同。     

城市路网畅通可靠度计算方法及其应用

常规路网畅通可靠度计算方法难以对路段多、结构复杂的大型路网进行全面优化.为进行简化计算,首先给出畅通可靠度的定义及畅通标准,然后提出考虑各等级道路影响的路网畅通可靠度的近似算法并分析其影响因素--路网饱和度和路网密度.以北京市五环以内路网为例,利用浮动车数据及近似算法计算路段畅通可靠度及交通小区路网畅通可靠度.评价结果...     

蚁群算法下交通流分配对路网结构可靠度的影响

利用自编的MATLAB软件下的蒙特卡罗程序求解路面结构可靠度,并将之与道路网络可靠度相结合,得到能够更加反应实际情况的道路网络结构可靠度,并给出了其计算的数学模型。提出了以饱和度0.6作为交通流量分配的标准。鉴于目前蚁群算法理论研究方面的不充分性,将改进蚁群优化算法下的交通流量分配方法与传统的较成熟的解析型求解算法以道路网络结构可靠度为依据进行定量比较,通过具体的实例对比,在一定程度上验证了蚁群算法用于路网交通流量分配的正确性和可靠性。同时,通过改进的蚁群优化算法对拥堵道路进行流量分配前后的结果对比可知:在交通流量分配后,同一路网的道路网络结构可靠度会降低。这表明对路网中的拥堵道路进行流量分配时,其他道路上的车流量会增加、可靠度会降低,最终会致使整个路网的可靠度下降。     

基于Monte Carlo的行程时间可靠性研究

从分析行程时间可靠性的概念及其重要性入手,提出了路段、路径、OD对以及系统行程时间可靠性的定量计算方法.在路段通行能力随机变化的条件下,基于Monte Carlo仿真建立了行程时间可靠性的求解算法.考虑到行程时间可靠性与出行者路径选择的相互作用,该方法将基于行程时间可靠性的交通分配纳入到行程时间可靠性的评价之中.用一个简单算例进行测试,结果表明该方法能够对行程时间可靠性进行合理评定.     

交通事故持续期内行程时间的可靠性研究

为研究交通事故影响下路网性能的随机性,定义路网行程时间可靠性为路网在交通事故持续期内平均行程时间小于预定阈值的概率.假定事故持续时间为服从正态分布的随机变量,将给定的事故持续时间离散化为相同长度的子时段,综合运用Logit路径选择准则和路段传输模型,提出了基于Monte-Carlo法的路网行程时间可靠度模拟算法.用一个测试网络来验证算法,其事故持续时间均值为8～20 min、方差为0.5～5.0 min, 子时段出行需求为4.0和4.5辆,时间阈值为事故前走行时间的2.0和2.2倍.研究结果表明:路网行程时间可靠度均随事故持续时间均值的增大而减小;当出行需求为4.5辆、时间阈值为事故前走行时间2.0倍时,行程时间可靠度随着事故时间方差的增大而增大;当需求小于4.5辆、时间阈值大于2.0倍时,可靠度随着时间方差的增大而减小.      

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为了评价冰雪环境对公路网运行质量的影响,以便及时制定相应的管理对策将冰雪灾害的影响降到最低,提出了应用交通运行可靠度评价公路运行质量的方法,并以行程时间作为评价指标.以黑龙江省的干线公路网为研究对象,根据实测数据验证了降雪情况下路段的行程时间符合正态分布的特性.应用可靠性理论和概率与数理统计理论建立了路段可靠度计算模型,根据路面磨擦系数与行程时间的关系,提出了行程时间的阈值和判定冰雪灾害发生的标准.根据黑龙江省干道网的布局,建立了路径和路网可靠度的分析方法,并应用实例验证了本方法的可行性.     

港口道路轴载谱数据的采集与计算分析

随着港口规模的发展,港口道路交通量不断增加,随之而来的超载超限问题越来越严重。为了给路面结构设计提供可靠的实际道路交通情况,需要进行现场调查交通量和轴载情况。本项目采用动态称重系统在港口附近道路做了实际轴载调查,统计分析了该路段上车辆的主要轴型分布比例并计算出设计车道上的累计标准轴次,根据规范规定判定调查路段的交通等级。依据我国道路设计规范,将各轴型的轴重转换为当量单轴轴载并绘制轴重分布图,分析车辆轴载在各区间上的占比,由此证明港口道路单轴当量轴重远大于我国公路轴限。     

路段容量随机下降路网的行程时间可靠性

基于均匀分布的路段容量,分析了退化路网中路段行程时间的随机变动,构建了概率用户均衡交通分配模型,证明了等价数学规划模型解的等价性,设计了模型求解算法.在此基础上,建立了路段、路径及OD对行程时间可靠性计算模型.最后,在一简单网络上进行了计算分析.     

圈层外推法在交通分配中的应用研究

采用基于路段饱和度的交通分配方法——圈层外推法进行交通分配。阐述圈层外推法理论依据,明确其应用步骤,并将此方法应用于克拉玛依市某住宅建设项目交通影响评价交通分配中,得出目标年拟建项目对周围路网影响程度,最后分析圈层外推法的优缺点。     

基于关键路段流量限制的动态交通分配研究

针对高峰期路网各路段流量分布的不均匀性以及出行时间延误大的现象,将关键路段引入到动态交通流量的分配中,考虑关键路段对路网上流量分布的影响,在进行动态交通配流的过程中对关键路段上的流量进行控制。本文以系统总出行时间最小为目标,建立基于关键路段流量限制的动态交通分配模型,根据高峰时段路网上流量的特性与不同路段的不同特性,将关键路段的流量限制在合理的范围内,把超出其容量的流量合理转移到其他路段上,进行流量的协同分配,保证路网的正常运行,提高路网效率,从而缓解高峰期拥堵现象。最后设计了相应的遗传算法对模型进行求解,得到了各路段上流量的合理分布。     

城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法

为提高城市快速路网的整体功能和运行效益,利用实时动态交通数据,根据动态交通因素对路段通行时间的影响,将城市快速路网划分为非拥塞和拥塞两种情况,基于安全停车距离和剩余通行能力,分别计算了两种情况的路段通行时间,提出了以行程时间最短为目标的城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法.将该算法应用于西安城市快速路网进行案例分析,结果表明:该算法的最优路径计算结果与实际相符,误差在15%以内;最优路径的距离约为最短路径的1.84倍.      

弹性需求下路段行程时间波动的收敛性

分析了弹性需求下路段行程时间的波动随道路长度延伸的收敛性.采用 MITSIM仿真路段上车辆的行驶过程,根据仿真数据计算车辆通过该路段的预期行程时 间,路段入口处的交通需求由需求函数及预期行程时间确定.通过记录所有车辆驶入、驶 出该路段的时刻获取车辆的实际行程时间.用行程时间标准差系数来衡量行程时间波动 性.数值算例对不同潜在交通需求的情况进行分析.结果表明,对任意确定的潜在需求,在 弹性需求的作用下,路段行程时间的波动性都将随着路段长度的延长而趋向收敛,随着 潜在交通需求的增加收敛速度减小,弹性系数的增加则促进行程时间波动的收敛.     

基于路段行程时间可靠性的交通分配方法研究

行程时间可靠性已经成为道路网性能的主要指标之一,首先在总结已有路段行程时间可靠性的有关算法之后,计算了路段的行程时间可靠性。然后,将路段行程时间可靠性作为路阻函数,从用户均衡分配模型(UE)加以引申,建立了行程时间可靠性分配模型,并给出了相应的算法,最后,应用于实际的路网中进行了检验。     

城市路网交通状态的小波分析检测方法

选取交叉口进口饱和度和路段平均行程速度作为路网状态检测的基本参数,采用小波包变换的时频高分辨率特性,以能量分析方法识别进口饱和度和路段平均行程速度的突变与异常状况,并定义了交通状态系数来定量描述交通状态变化,设计了基于小波分析的交通状态检测算法,并采用贝叶斯算法对交通状态进行预测。仿真分析结果表明:小波包变换可有效识别节点能量分布的突变区间,据此可准确判别交通状态发生变化的时段;当采样数据的模极大值点为200～243时,此段节点能量变化比较剧烈,信号在此出现突变,由较平稳向非平稳状态变化,对应的路段交通状态系数大于0.300h.km-1,为拥挤状态。该方法原理简单,检测响应时间短,检测结果可靠。