饱和或饱和城市道路网的优化设计模型

本文根据城市道路网饱和或过饱和流量状态时的交通特点及出行者在同一起、终点间的多条路线上要进行路线选择的出行行为，在网络平衡分析的基础上建立起了饱儿或过饱和流量道路网的优化设计模型，从而为路网能力的规划决策提供手段和依据。     

基于路网容量的城市中心商业区停车设施供给研究

本文利用双层规划模型从城市动态变通和静态交通的相互约束关系出发,以城市道路网动态交通容量及服务水平为约束条件,预测城市中心商业区可以容纳的最大停车泊位数量,在双层模型中,上层模型以城市中心商业区的停车泊位数量最大为目标,约束条件是城市道路网路段上动态变通流量不超过相应的容量;下层模型是普通的用户平衡分配问题,用来优化用户出行的路线选择行为。文章的最后,应用该双层模型具体研究了大连市的中心商业区的停车泊位数量。     

过饱和状态交通信号控制方法综述

为向拥堵状态城市路网的交通控制优化提供依据,综述并评价了过饱和状态的交通信号控制策略;分析了过饱和状态交通流的特征,提出了过饱和状态交通信号控制的对应优化原理;从单点交叉口、协同控制交叉口及路网3个层次对过饱和状态交通控制方法进行了总结与评价,应用VISSIM仿真环境评价了已有控制策略的适用性;总结了具备处理过饱和状态能力的自适应交通信号控制系统的控制策略.仿真结果表明:过饱和状态的交通信号控制应优先优化道路空间的分配矛盾;排队管理策略对过饱和交通流具有较好的优化效果;建议在进行过饱和交通信号控制优化时,结合实时交通信息,采用排队管理、关键路径通行能力最大等控制策略,在交叉口群或路网层面对交通信号控制方案进行优化.     

基于定数理论过饱和交叉口车辆能耗研究

针对过饱和信号交叉口车辆高能耗问题,以信号交叉口整个过饱和交通状态持续时间作为研究时段,利用定数理论分析车辆排队长度、停车次数和通行时间,确定车辆在信号交叉口的减速、怠速、加速和匀速行驶时间,进一步依据车辆在不同行驶状态下的能源消耗率,建立了过饱和交叉口所有车辆第1次停车至通过停车线的平均能耗模型.为了验证模型的准确性,以某个两相位过饱和交叉口为例,对不同交通流量下的车辆能耗进行计算,并将计算结果与VISSIM仿真结果对比分析,结果表明,本文模型对过饱和信号交叉口的车辆能耗分析具有一定的合理性.同时,依据此模型分析了信号配时对过饱和交叉口车辆能耗的影响,说明了优化配时参数对于过饱和交叉口车辆节能具有重要意义.     

基于多源数据的干线协调控制策略

为针对不同的交通流状态选取合适的干线协调控制策略,基于线圈、视频、微波获取的多 源实时交通数据,利用车队离散模型和卡尔曼滤波模型获取各转向流量,采用HCM（Highway Capacity Manual） 公式计算排队长度和延误,并根据干道交叉口排队长度界定干线交通流状态： 欠饱和、接近饱和、过饱和,从而选择相应的干线协调控制策略：在欠饱和状态下采用最大绿波 带法,在接近饱和状态下采用改进的多带宽协调模型,在过饱和状态下采用排队占比最小模型。 以青岛市香港中路为例,通过VISSIM 仿真软件对算法和策略进行仿真测试和评价,结果表明： 不同交通状态下的干线协调策略与原始控制方案相比,平均延误减少了19.4%,平均停车次数减 少了22.8%,平均排队长度减少了7.4%。     

公路项目路线规划及其方案分析

某省道重点项目,路线穿越较多农田,区域交通组织对公路的服务水平影响很大。鉴于此,对该项目路线进行科学的道路网规划、科学的交通组织、流畅连续的路线平纵面指标设计、完善的系统化交通工程及沿线设施优化来实现整体功能。     

结合信号控制的交通状态及其真实性判别方法

过饱和交通状态的判别是对过饱和交通信号控制的首要条件,提出了一种结合信号控制优化的交通状态及其真实性的判别方法,避免了由于交通信号控制不合理,尤其是协调控制不合理导致的"假饱和"。利用车头时距的方差和时间占有率作为判别参数结合周期内排队车辆的消散对交通状态进行判别。通过算例和仿真分析结果表明:该方法可以准确、有效地判断过饱和交通状态。     

连续流交叉口左转非机动车优化设计方法

为了提升连续流交叉口的通行能力,消除其主信号处左转非机动车与直行机动车的冲突,提出了一种左转非机动车优化设计方法.优化模型以机动车通过量最大为优化目标,考虑了信号相位相序、周期时长、绿灯时长等约束条件,建立线性规划优化模型.通过案例和敏感性分析,验证了该设计方法的优化效益.研究结果表明,该方法不仅能在高流量情况下显著提升交叉口通行能力,使得原本处于过饱和状态的交叉口变为不饱和,而且在高流量或低流量情况下,都有助于减少交叉口延误.进一步发现,左转非机动车流量每增加100辆/h或直行机动车流量比例每增加1.5%(直行机动车流量比例大于40%),优化设计对机动车最大通过量的提升比例增加4.5%.     

基于元胞传输模型的过饱和交叉口信号控制方法

为克服现有交叉口信号控制优化方法在实际应用中的局限性,利用二维元胞传输模型构建交叉口信号的元胞传输模型。以交叉口饱和度的函数作为通行能力权重,综合考虑交叉口各进口的交通状态,并对过饱和进口引入饱和度的罚函数,实现对过饱和进口的优先优化;最后利用遗传算法进行交叉口信号控制的动态优化求解。实例验证表明:所构建的模型同时适用于过饱和及非饱和交叉口的信号控制优化,并可有效降低过饱和进口道及交叉口整体的饱和度,有助于提升交叉口的整体通行效益。     

山地城市信号交叉口进口道坡度对饱和流量影响的仿真分析

为了得到山地城市信号交叉口通行能力影响因素中进口道坡度的修正系数,明确其对饱和 流量的影响,在实际交通环境中难以获得理想条件的情况下,基于VISSIM 设置了仿真环境。根 据山地城市交通流特点对仿真参数进行了校正,在此基础上设计了不同进口道坡度下饱和流量仿 真实验,根据仿真实验数据分别建立了坡度为正、负情况下影响饱和流量的进口道坡度修正系数 模型。实验结果表明,上坡时2%的坡度对饱和流量开始产生较明显的影响,10%以上的坡度影 响开始减弱;下坡时-3%的坡度对饱和流量开始产生较明显的影响,-7%以下的坡度影响开始减 弱。最后利用实测数据对比HCM法,验证了模型在我国的适用性。     

Energy-aware load-balaning fault-tolerant routing scheme for ad hoc sensor networks

Most routing protocols for sensor networks try to extend network lifetime by minimizing the energy consumption, but have not taken the network reliability into account. An energy-aware, load-balancing and fault-tolerant routing scheme, termed as ELFR was propsed to adapt to the harsh environment. First a network robustness model was presented. Based on this model, the route discovery phase was designed to make the sensors to construct into a hop-leveled network which is mesh structure. A cross-layer design was adopted to measure the transmission delay so as to detect the failed nodes. The routing scheme works with acknowledge （ACK） feedback mechanism to transfer control messages to avoid producing extra control overhead messages. When nodes fail, the new healthy paths will be selected locally without rerouting. Simulation results show that our scheme is much robust, and it achieves better energy efficiency, load balancing and maintains good end-to-end delay.     

双向与单向道路网络:哪一个更高效?

为了改善机动车的可达性并避免驾驶人迷失,城市政府和规划师开始将中心城区传统的单向道路网络转换成双向行驶。双向道路网络可提升经济活力水平和中心城区的宜居性,而单向道路网络可提高通行能力。指出使用出行服务能力指标来衡量道路网络效率更适宜,将单向行驶与双向行驶道路网络的出行服务能力进行对比,后者交叉口的处理包括左转专用车道、左转渠化和禁止左转三种方式。结果显示,与传统认知和设计手册相反,双向道路网络通常比单向道路网络更有效率。在出行距离较短的情况下,允许转向的双向道路网络比单向道路网络的出行服务能力更高;禁止左转的双向道路网络比单向道路网络造成的绕行更少。     

无线传感器网络多路径路由算法的研究

在多路径路由算法的研究中,仍然存在着一定的局限性,如没有充分考虑网络中链路的多重特性.因此,文中在定向扩散路由算法的基础上提出了一种多路径路由算法(EDB-MRA).该算法在源节点和目的节点之间建立多条路径,根据网络链路中的3个特征值--能量消耗、延时和带宽,给每条路径赋予一定的选择概率,使得数据总能在链路性能较优的多路径中传输,从而延长了网络的生存周期,提高了传输的可靠性.     

城市路网动态转向建模与优先选择研究

确立网络表述方式是在城市路网中建立路径规划系统的基础工作之一.在不牺牲计算效率的前提下,网络表述方式既要能灵活反映出车辆在交叉口中所能进行的转向动作,又必须保证这些转向动作不会造成交叉口的安全隐患与通行效率的下降.针对这一需求,提出了一套面向决策点的网络表述方法,并在其数据结构的基础上,通过扩展现有的Dijkstra最短路搜索算法,在不改变以最短路为优化目标的前提下,以次优选择方式实现了干道优先和非左转优先的转向选择.以现实交通网络为模型,通过一系列实验验证算法在静态路径规划中的有效性.结果表明,算法以提高0.5%额外总出行成本的前提下,同时降低了11%的支道选择和21%的左转选择.     

基于有效路径集合的节点间连通度估计方法研究

对交通网络而言,节点间并非所有路径都作为出行者备选路径.与纯网络连通可靠性评价方法考虑节点间的所有可能路径不同,文中把节点间有效路径集合作为评价载流交通网络节点间连通可靠性的依据.节点间的有效路径集合可以通过Dial算法得到,在得到节点间有效路径集合后,利用BDD算法得到有效路径集合的不交化表示,进而得到节点间连通度的精确值.     

最短路拍卖算法在交通流分配中的应用

拍卖算法是由Bertsekas教授提出的一种求解有向网络图最短路径的新算法,并已经发展成为求解线性网络流问题的综合算法.本文首先介绍了拍卖算法,分析了其特点,并将其与常用的标号设定算法和标号修正算法进行了对比.深入分析了交通路网的特点和交通分配中最短路求解的特性.研究结果表明,最短路拍卖算法特别适合于并行计算和大规模稀疏网络的求解,符合现实路网的特点和交通分配的要求.最短路拍卖算法应用于交通分配能避免大量不必要的计算,大大节省计算时间,在交通领域具有广阔的应用前景.     

大学城路网规划方法研究

以美国坎布里奇大学城、美国曼哈顿大学城、英国剑桥郡大学城、英国牛津大学城、德国慕尼黑大学城、日本东京大学城、广州大学城7个国内外典型大学城为例,从案例大学城路网结构、街区尺度、街道设计三个方面出发,分析道路等级和功能,计算路网密度和道路间距。总结国际大学城的经验值,提出大学城路网规划的路网模式设计和道路管理策略。以北京沙河高教园为实例,针对规划路网确定提升改造方案。对比改造前后园区的路网变化,结论证实大学城路网采用合理规划方法的必要性。     

基于GIS的城市街道界面连续性研究--以济南市为例

在当前中国城市街道设计回归以人为本的背景下,街道界面连续性问题日益受到关注。评述街道界面连续性相关研究,指出已有测度方法多采用主观评价或人工计算形式,难以在片区或城市层面开展系统、定量的评估分析。借鉴国外建筑贴线率计算方法,结合中国实际情况,提出基于GIS的街道界面连续性测度方法——最大切面法。以济南市为例,开展路段和区域路网尺度的实证分析。研究发现,济南市街道界面连续性在空间分布上呈现由市中心向外围逐步下降的趋势,而新建地区街道界面缺失的问题尤为突出。影响因素方面,街道界面连续性与建筑密度、容积率和路网密度呈现显著的正相关关系,与道路宽度存在负相关关系。     

无线传感器网络中基于势能场的能量均衡模型

在无线传感器网中,现有的节能路由以找到能量消耗最小的路径为目标,导致围绕汇聚节点的能量空洞．网络能量均衡可以有效的利用和管理整个网络的节点能量,通过有效的分配网络负载,实现网络寿命的延长,网络效率的提高．本论文中提出了基于势能场的模型,建立了基于势能的路由,并且通过相位切换技术,达到局部和全局的能量均衡,从而延长无线传感器网络的使用寿命．     

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实际交通管理中，为了提高道路的利用率，减缓交通拥挤，交通规划与管理者在规划设计时会尽量将交通流均匀分布在各路段上，或者利用一定的交通管制方法将双向道路上不均匀 流量转为均匀流量，这样既不需要投资增加路段能力，又能充分利用现有资源。根据这种思想，张和高(2006)提出了交通流均匀分布下的双向道路网络设计模型，但是原有问题目标函数只是求系统总阻杭最小和交通流不均匀分布度最小，这对于网络可靠性分析来说不太适用，本文分别分析了这两种目标函数下的交通网络的连通可靠性，结果表明了这种道路调整方法对系统的连通可靠性有一定提高.