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在分析目前城市快速路实际使用的入口控制模型的基础上,引入时空资源效用参数作为控制变量,将并行多路任务负载均衡模型与传统ALINEA策略相结合,提出了以主辅路资源效用均衡化为主导思想的城市快速路入口均衡控制模型（TBM）. 为提高模型的实用性,本文提出“非对称性改进”和“局部出入口弱互扰情况下的资源折减”这两项改进措施,并将改进的NEMA排队感应模型作为回溢的控制手段. 以合肥金寨路高架桥为背景,进行实地测试,结果表明主路平均行程时间减少了9.09%~9.44%,局部拥挤现象明显减少. 最后讨论了控制模型在不同交通条件下的适用性,均衡控制模型在高峰时段,特别是在主辅路局部拥挤程度不同的条件下,局部拥挤的改善效果比较显著.     

基于模型预测的城市快速路匝道流量协调控制

为保证城市快速路处于最大通行能力状态,提出了城市快速路交通流量的一种非线性模型预测方法,在此基础上,对快速路各入口匝道流量进行协调控制.以城市快速路某一拥挤路段为例进行了仿真研究,结果表明,该方法不仅能够有效地消除交通拥挤,维持主线车流稳定,而且匝道调节率平稳,同时该控制方法能保证各入口匝道交通需求的公平性.     

可变速度控制下快速路联动协同控制策略研究

以快速路主线通行能力最大、入口匝道排队长度及延误最低为目标,在分析城市快速路可变速度引导的基础上,提出快速路匝道感应控制算法,构建基于可变速度控制下的快速路主线与入口匝道协同控制模型.并利用实际城市快速路路段调查数据,采用VISSIM仿真软件对所建模型、算法进行了仿真验证,结果可知,文中提出的快速路协同控制模型算法可有效提高快速路主线通行能力,大幅降低入口匝道车辆排队长度及平均延误,减少车均行程时间.     

基于网络对偶均衡的有边约束的交通流分配模型

利用网络对偶均衡理论,依据“局部近视”用户均衡原则建立了具有一般边约束的网络交通流分配模型. 将交通网络中的流量与行程时间看作一对对偶的变量. 从网络的基本组成元素入手,首先考虑网络节点的流量守恒条件与节点距起点最小行程时间对偶关系,然后考虑路段流量与“局部近视”用户路段行程时间约束条件的对偶关系,最后通过整合上述对偶关系,并增加一般边约束建立了新的交通流分配模型. 分析了模型求解过程中如何体现“优先出牌”与“在途调整弹性”两个择路行为假设. 利用模型求解结果中分起讫点对的路段流量唯一的特点,给出了确定有效路径集的搜索算法. 用算例验证了模型及算法的有效性,并对具有一般边约束的流量分配模型的计算结果从拥挤收费和路段排队延误角度进行了解释.     

多水系快速路横断面设计——以魁奇路东延线工程为例

以魁奇路东延线工程为例,探讨在多水系限制条件下,如何有效利用道路空间进行城市快速路横断面的设计。分析不同的水系状态下,注重城市生态环境保护,尽量维持原有水体,节约城市建设用地,合理组织主辅路交通,给多水系条件下城市快速路设计的空间布局提供参考和依据。     

城市干线道路交通“拥挤态势指数”的确定

为对道路交通拥挤随着时间发展演化情况作出准确客观的描述,本文研究了城 市干线道路交通“拥挤态势指数”的确定方法.以定点检测数据为基础,从定性和定量两个 角度分别定义了 5 个拥挤指标,并按时间顺序将它们排列成交通拥挤态势描述“时间序 列”.在对上述时间序列使用多元统计“降维”后,使用 R/S 分析法计算各序列的 Hurst 指 数.据此验证多个指标间的时间序列趋势一致性,找到既能从定性角度又能从定量角度进 行综合评价的指标作为“拥挤态势指数”.最后,以上海南北高架东侧上 11 天的定点检测数据为例进行实证分析,确定了因子 1 作为“拥挤态势指数”.     

基于复杂网络同步城市快速路协调控制研究

基于复杂网络同步,本文研究城市快速路多入口匝道协调控制问题.采用元胞传输模型建立城市快速路节点耦合的复杂网络动力学模型,以同步为目标设计多入口匝道协调控制器并确定控制策略,其中牵制节点对应需施加控制信号的入口匝道,推导出城市快速路网络系统同步的稳定性条件,以此得到牵制节点和反馈增益矩阵.通过具体例子仿真验证了本文协调控制方法的有效性,能以较小的控制范围代价达到抑制交通拥堵从而提高道路通行效率的目的,控制效果优于传统协调控制方式,可进一步推广到大规模城市交通网络系统.     

基于ALINEA算法的城市快速路匝道控制方法

为解决传统的ALINEA(asservissement linéaire d'entrée autoroutière)匝道控制算法未考虑城市快速路入口匝道排队溢出,造成关联交叉口交通拥堵等问题,在经典的ALINEA匝道控制算法的基础上,提出了一种新的基于主干道车流量预测的城市快速路入口匝道控制方法.该方法采用遗传算法优化的小波神经网络来预测城市快速路交通流量;引入主干道车流可插入间隙和匝道排队分级控制原则,实现了对城市快速路入口匝道控制率的动态调节.通过微观仿真实验比较两种算法的控制效果.结果表明:与传统的ALINEA匝道控制算法相比,新的控制方法不仅能够有效保证主线交通通行能力,同时还使匝道平均旅行时间减少了24.8%.     

快速路入口匝道与衔接交叉口自适应协同控制方法

为提升城市快速路的交通运行效率,缓解快速路"上不去"现象,结合新一代感知技术,基于经典的ALINEA控制方法,将快速路主线、入口匝道及衔接交叉口作为协同控制对象.针对协同控制范围内不同的交通流运行状态,提出了4种协同控制策略,构建入口匝道信号控制算法及衔接交叉口信号优化算法.利用VISSIM软件进行交通仿真验证,结果表...     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

基于有限元法的隧道-坡体耦合稳定性分析

结合张家口至石家庄高速公路北口隧道进口段工程,运用MIDAS/GTS软件建立了原始边坡-隧道-路堤边坡三者耦合的仿真三维分析模型,对北口隧道进口工程不同工况下坡体的稳定性进行了分析,并得出隧道开挖和路堤修筑过程中原始坡体位移和应力的变化规律,对于工程实践有一定的意义.     

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城市快速路出口附加车道及其渠化长度的合理设置对于提高出口通行能力和减少出口对快速路交通流的影响具有重要的意义。对菱形立交先入后出式出口进行数据收集，利用该数据标定和验证VISSIM微观仿真模型，建立城市快速路菱形立交出口仿真模型。通过仿真试验，对其结果分析得出城市快速路菱形立交出口附加车道长度及其渠化长度建议值。     

非常发性瓶颈区可变限速控制方法

通过分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,结合路网均衡分配方法,研究快速路的可变限速控制方法。首先,分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,利用元胞传输模型(CTM)计算可变限速控制下主线通行效率和安全性指标。其次,以快速路主线、辅路和周边主次干道所组成的路网为研究对象,研究限速控制条件下的路网均衡问题。然后,建立可变限速控制条件下的路网均衡双层规划模型。最后,利用算法求解出模型并进行VISSIM仿真,仿真结果表明,可变限速控制能有效提高快速路主线出行的通行效率和安全性。     

平面式快速路出入口最小间距研究

平面式快速路是快速路的一种重要形式,其出入口最小间距影响因素复杂,科学确定其值对提高快速路的安全和效率具有重要意义。在分析已有快速路出入口最小间距计算方法的基础上,结合平面式快速路出入口特征,对四类出入口组合的出入口间距组成要素进行了深入分析,得到了平面式快速路出入口最小间距的计算方法。该计算方法以快速路主线车道数、主线流量、出入口流量、辅道流量为输入条件,计算满足一定服务水平下的出入口最小间距值。结果表明,该方法能综合反映各类影响因素,可针对具体条件得到更为科学的平面式快速路出入口最小间距值。     

车联网环境对城市快速路驾驶安全的影响评价

为明确不同情形下车联网对城市快速路交通安全的影响程度,首先,在分析车联网对快速路驾驶行为影响的基础上,对车联网和常规驾驶环境下的驾驶模型参数进行了标定;然后,选取累计碰撞时间（Time Exposed Time-to-collision, TET）和积分碰撞时间（Time Integrated Time-to-collision,TIT）指标对快速路纵向驾驶行为进行安全评价,选取侧向碰撞风险（Sideswipe Crash Risk, SSCR）作为快速路横向换道驾驶安全的评价指标;最后,基于VISSIM设计快速路进行仿真试验,考虑车联网和常规驾驶环境,研究不同渗透率和饱和度条件下网联车对纵向追尾和横向换道驾驶行为的安全影响程度。研究结果表明：车联网环境下网联车渗透率对快速路驾驶行为的影响呈现出缓慢提升（0～50%）、快速提升（50%～75%）及显著提升（75%～100%）三阶段,其中TET指标分别对应降低14.57%, 30.10%和49.01%;车联网环境下,交通饱和度对快速路的交通安全影响则呈现出先快后慢的改善趋势。当网联车渗透率超过75%之后,交通安全提升程度最为明显;车联网环境中,当快速路交通饱和度低于0.8时,交通安全改善程度更为显著。     

信号倒计时影响下的进口道交通流分析与建模

为揭示信号倒计时对驾驶决策行为的影响,本文基于实测数据对信号控制进口道各断面的车速分布特征进行了分析,研究发现临近停车线处于不同断面位置的车辆行驶特性由于信号倒计时的有无及剩余绿灯时间的影响而存在差异.提出了考虑信号倒计时下驾驶心理的元胞自动机模型,通过数值模拟剖析了不同时空条件(位置、车速与剩余时间)下微观驾驶心理与行为对中观交通流的作用机理.结果表明,该模型可较好地刻画信号灯控制下城市进口道路车辆运行特性.     

桥隧组合复杂场景速度行为特性及线形评价

为研究山地城市快速路桥隧组合场景的“车-路”耦合环境和线形协调程度,在重庆市主城区快速路3隧2桥组合场景开展自然驾驶实验,采集18名驾驶员的实时运行速度和13个断面的小型车地点车速,根据道路条件和运行速度数据构建线形综合评价模型。实验结果表明：在隧道-桥梁-隧道多场景切换连接方式中,主线路段的运行速度均值分布在50.00～64.25 km·h^-1;驾驶员在桥梁路段行驶最为警惕,从桥梁驶进衔接匝道或隧道入口时,车辆速度明显减小,有15%以下的车辆会低速通行或经历严重的交通拥堵,其速度分布在8.00～39.50 km·h^-1;验算实验路段的“车-路”耦合强度发现,实验路段整体运行安全状况水平良好,线形条件较好。对山地城市快速路桥隧组合场景的速度行为管控不能只依靠对单体隧道或桥梁的交通管理手段和治理措施,需考虑与上游道路衔接路段的距离和受信号控制的时长等。     

不同能见度条件下高速公路车辆速度特性研究

本文以京港澳高速公路湖北省内金山-武汉南路段内的交通流检测器及其附近设置于路侧的公路气象站的历史数据为主要研究数据,针对雾天低能见度等天气因素,分析有无雾及不同能见度条件对车辆速度均值及速度离散型的影响;研究在雾天条件下,不同车道位置、不同车辆类型、不同时间时段的车辆行驶速度的差异性;基于交通流Greenshield 经典V-K关系,采用非线性回归方法,建立雾天车辆平均行驶速度综合预测模型,模型的拟合优度达到80%.研究成果对研究公路沿线能见度因素对行车安全影响,分析雾天等低能见度条件下的公路通行能力,制定雾天等低能见度条件下可变速度控制等交通控制措施具有重要参考与借鉴意义.     

基于主线拥堵场景的快速路级联信号控制方法

城市快速路高峰时段已经呈现出常态性拥堵,对快速路主线拥堵进行疏导尤为必要.本文通过在主线和入口匝道进行三级交通检测判别,设计了多级联动的信号控制流程与实现方式,构建了不同拥堵程度下的分级响应控制策略,基于瓶颈点通行能力最大化下的实时信号控制算法及最大排队长度限制下的实时信号控制算法,建立了主线及匝道车道开关闭、汇合处信号灯控制、主线动态限速、交通信息诱导等于一体的快速路级联信号控制方法.仿真分析结果表明,在主线不同拥堵程度下采取的级联信号控制方法,可以有效提升快速路主线平均车速,并未导致匝道排队的恶化,局部路网平均延误均有明显降低.