智能网联环境下城市路网通行能力分析

为了探究城市路网中混有智能网联车辆(CAV)的交通流特性，研究CAV不同渗透率分布下对路网通行能力的影响。应用智能驾驶模型(IDM)和协同自适应巡航控制模型(CACC)分别作为人工驾驶车辆(HDV)和智能网联车辆的纵向速度更新规则，并建立考虑车辆到信号交叉口距离影响的横向换道规则。推导基于各渗透率等级路段占路网长度比例下的混合交通宏观基本图模型(MFD),通过SUMO仿真验证模型有效性。最后针对模型中的比例参数进行敏感性分析。结果表明：混合交通MFD可以用于异质交通流组成的城市路网宏观交通状态的有效估计与通行能力分析。当CAV渗透率均匀时，在路段渗透率高于30%时，路网通行能力提升显著；当CAV渗透率非均匀时，异质路网的通行能力随着渗透率等级较高路段比例的增加而逐渐提高，100%CAV路段比例的影响尤为显著。混合交通MFD为混有CAV的城市交通调控和CAV在路网中的路径规划提供理论参考。     

面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法

针对高峰期间常发拥堵点交通需求过大、周边关联交叉口交通负荷分布不均的问题, 研究了面向常发拥堵点的交通信号协调控制方法。通过对常发拥堵点的车流进行追踪与溯源, 根据交通量关联度确定信号协调控制范围, 然后基于路径的流量分担率与路段平均饱和度识别信号协调控制范围内的关键路径。基于宏观基本图理论, 考虑关键路径对路网运行状态的影响, 构建边界交叉口主动限流控制模型。同时, 利用元胞传输模型描述交叉口与路段的运行状态, 以关键路径通行能力最大化和进口道饱和度均衡化为信号控制优化目标, 建立均衡路网交通负荷的信号控制优化模型。以武汉市发展大道青年路交叉口以及关联交叉口为对象开展仿真实验, 结果表明: 虽然本文方法下的边界交叉口车均延误增加了6.8 s, 但常发拥堵点的车均延误降低了15.7 s; 关键路径的车均延误减少72.6 s, 平均排队长度减少26.1 m。并且, 路网整体的车均延误降低14.7%, 驶出车辆数增加26.6%, 验证了提出方法缓解常发拥堵点交通拥堵的有效性。      

宏观交通网络拥堵区边界最优控制

为了缓解交通拥堵,解决拥堵状态下区域交通控制问题,提出了宏观交通网络拥堵区边界最优控制方法。首先,基于同质性路网宏观基本图特性固定划分控制子区,通过分析子区之间的车辆流入、流出关系,建立了宏观网络车流平衡方程;其次,以路网旅行车辆完成率最高,同时子区边界处受阻车辆数最低为优化目标建立了拥堵区边界最优控制模型,根据最优控制确定子区边界输入、输出最佳交通流量,进而以饱和度高的边界交叉口饱和度快速降低为优化目标,提出了子区边界交叉口流量分配及信号配时参数优化方法;最后,以合肥市一环路以内的路网为测试对象,通过微观仿真分析,比较了无区域边界控制、拥堵区入口Bang-Bang边界控制、拥堵区出口与入口BangBang边界控制和最优控制4种控制方案。结果表明:最优控制条件下宏观路网运行效益比前3种方法分别提高49.17%、30.19%、71.99%,车辆行程延误分别降低21.65%、3.74%、1.94%;最优控制可有效改善拥堵区内外交通密度的均衡性;宏观路网拥堵区的边界控制可有效降低高峰期间拥堵区的拥塞程度,提高整个路网的疏散能力。     

基于MFD的路网周边交通控制策略与仿真

宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagrams,MFD)是路网的固有属性,可从宏观层面监视和预测路网交通运行状态。鉴于此,该文提出基于MFD的路网周边交通控制策略,其思路是依据MFD理论确定路网的MFD,当路网交通趋于拥挤时,通过调整周边交叉口的信号配时方案(如周期、绿信比),对周边车流涌入量进行限制,使路网区域交通保持良好的运行状态。为验证该策略的有效性,以广州天河商业区为试验区域,运用Vissim交通仿真软件进行仿真建模,依据MFD相关理论和仿真数据,确定该区域的MFD,当该区域交通趋于拥堵时,根据该策略确定周边交通涌入量和入口绿灯时长,并仿真对比该区域实施该策略前后的各项交通信号控制性能指标。结果表明:当路网交通趋于拥挤时,实施周边交通控制策略后路网平均延误时间、平均停车次数、平均排队长度等交通信号控制指标得到明显改善。     

MFD对车型构成的敏感性分析及车辆换算系数计算方法

针对车辆的换算系数,现有研究较多集中于静态车辆换算系数,但静态车辆换算系数无法准确描述拥挤状态下车辆间的交互影响,未充分考虑车辆在不同交通状态下相互作用的动态变化对车辆换算系数取值的影响。为了能够适应动态交通的演化,以棋盘式路网为研究对象,利用宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)分析了宏观基本图曲线对大型车比例的敏感性,并针对不同的交通状态提出了相应的车辆换算系数计算方法。首先构建路网微观仿真模型,利用微观仿真试验证实了路网宏观基本图的存在;然后根据仿真数据采用分段函数拟合MFD曲线,通过改变大型车的比例设计多组仿真试验,并绘制出不同大型车比例下的MFD图形,分别从定性和定量2个层面分析宏观基本图曲线对车型比例的敏感性;最后根据敏感性分析结果,利用宏观基本图提出了一种针对不同交通状态的车辆换算系数计算方法。结果表明:当路网处于非拥挤状态时,对应于MFD曲线的上升段和持续段,车辆换算系数取值仅与大型车比例有关;而当路网处于拥挤状态时,对应于MFD曲线的下降段,车辆换算系数取值不受大型车比例的影响,其仅与路网存在车辆数有关。所提方法和思想为理解车型构成对路网交通状态的影响提供了新思路,有助于为交通规划和管理部门提供政策支撑。     

干线控制策略对宏观基本图特征影响研究

相比单交叉口控制,交叉口群协调控制策略的评价与优化方法尚不完善、控制参数优化原则尚不明确.基于宏观基本图(M FD)的研究发展,提出引用宏观基本图作为交通控制决策的评判手段,建立并分析M FD形态与交通控制参数(信号周期、相位差)的量变关系,以支撑信号控制决策.通过实测与仿真数据相结合的方式,验证了宏观基本图在上海张杨路的存在性,及宏观基本图形态对控制策略的敏感性.建立不同等间距的标准路网仿真模型,获取了M FD与控制参数的量变关系,并结合宏观基本图与路网评价指标(等效通行能力、自由流车速、延误等),分析了不同信号周期和相位差的适用条件.结果表明,路网等效通行能力并不单纯随周期的增大而增加,且存在使路网通行能力最大的"最佳"周期;路网自由流车速随信号周期的增加而减小.同步控制适用于交叉口间距较小(小于200 m)情况,续进控制适用于交叉口间距较大(大于300 m)情况.      

城市道路车道缩减区通行能力研究

为探讨城市道路车道缩减区发生拥堵时对路段通行能力的影响程度,选择车道缩减区缓冲区上游段和终止段下游区的平均车头时距、平均车速两个指标,研究发生拥堵时车道缩减对道路通行能力的影响。在高峰时段,对缩减区上游和下游的车辆行驶状况进行数据采集,经处理获取相关数据并进行统计分析,正常通行时,缩减区上、下游通行能力值非常接近,说明较小的流量通过缩减区对路段的通行能力影响不明显;当缩减区发生拥堵时,缩减区下游消散的通行能力比正常通行时低10%,说明发生拥堵后对路段的通行效率有较大影响。针对有、无限速措施的情况,采用非参数检验的Mann-Whitney方法,对临近车道缩减区车辆通过调查线的时间分布(TVC)进行检验,结果表明采取限速措施后,车辆通过调查线的时间平均值由2.92s减少到1.52s,车辆排队长度由70.3m减少到24.3m,车辆在缩减区内的延误降低;在5%显著性水平下,无限速措施的TVC中位数与有限速措施的差异较大,无限速措施下车辆通过调查线的时间跨度延长,车辆排队长度增加,延误时间增加,对路段运行效率造成不利影响。     

考虑信号交叉口延时的最优车辆路径规划算法

本文中提出了一种考虑信号交叉口等待时间的车辆最优路径规划算法。通过GPS采集的浮动车数据与电子地图进行匹配,实时计算出各路段的车辆平均行驶速度和通行时间。基于马尔科夫链构建信号交叉口红绿灯的概率模型,通过车路协同技术预先获取各路段交叉口信号灯的位置和相位配时信息,并在车辆接近交叉口时对车辆速度进行优化,将车辆加速通过交叉口视为绿灯时间的延长,并以此构建车辆快速通过交叉口的等待时间模型。在此基础上,结合A*算法,提出一种考虑快速通过信号交叉口的改进A*算法。最后选取长沙市区某路网为算例进行仿真分析,结果表明改进A*算法所得路径的通行时间明显短于传统A*算法。     

城市道路通行能力的研究现状及发展趋势

讨论了城市道路通行能力的涵义,介绍了国内外城市道路通行能力的研究现状,包括路段、交叉口和道路网络通行能力,分析了城市道路通行能力的影响因素;总结了目前国内外研究城市道路通行能力的主要方法,在此基础上,提出了提高城市道路通行能力的方法,并对未来城市道路通行能力的研究前景进行了展望.     

基于实际数据的宏观基本图磁滞现象及分析

宏观基本图理论为路网管理研究提供了新的简单的数学工具,可大大减少路网分析的复杂性。宏观基本图磁滞现象是这一理论的基本问题之一。利用上海市快速路网的实际数据,首先验证了宏观基本图的存在,并选取典型路段的检测器,通过小范围的集计,可以归纳得出宏观基本图磁滞的原因。研究发现,检测器之间拥堵的不同步是造成磁滞的主要原因之一,磁滞圈的大小与拥堵的持续时间有关。     

城市交通路网模型的更新方案与实现

根据T-GIS空间数据的要求,采用非平面数据模型来表达交通路网模型。为保证路网空间数据的现势性,根据路网的组成要素以及要素之间的逻辑关系,确立了路网数据的更新方案及流程,分别对空间数据和非空间数据提出了不同的更新方式。并设计了数据库更新软件,该软件以某城市路网为例,验证了路网更新方案的可靠性和高效性。     

面向 2035 长沙骨干路网建设的思考

2015版长沙骨干路网规划围绕“一轴两带多中心”的城市发展方向和“一主两次五组团”的城市空间格局开展,提出了“两环四横七纵十二射”的高、快速路和“五横、五纵”的快捷路组合的骨干路网结构。结合2035年长沙建设新兴国家中心城市、中部地区高质量发展和都市圈建设的示范城市的总体规划,随着城市空间的不断拓展,“三个高地”的奋力建设,黄花机场、渝长夏高铁等重大交通设施的启动,长沙需要重新审视骨干路网建设,以支撑应对多重战略叠加带来的发展机遇,全方位提升城市能级、全方位辐射长株潭、全方位推进高质量发展。     

基于脆弱性的灾后路网修复优化

路网是实施救援活动的基础,给出了基于模拟和航拍技术与GIS结合的2种灾后路网状态识别方法,提出了路网脆弱性评价指标,构建了路网修复的双层规划模型,并给出了模型的求解优化算法,最后对成都市温江区中心城区的部分路网进行了实例分析。     

中心城区路网优化策略研究 ——以沧州市为例

为解决中心城区道路拥堵问题,分析了城区交通拥堵形成的主要原因,并基于此提出中心城区路网优化策略。以沧州市中心城区为例,详细阐述了其路网优化设计的基本思路和路网布局,最终得出沧州市中心城区路网优化设计方案。     

特殊地形城市道路交通面临问题研究

具有特殊地形、地貌特征的城市道路交通由于受到了山脉、河流、特殊的固定自然物的限制,城市的布局往往形成分散、组团式和带状的特点,呈现出了各种交通模型的非线性、非周期性等特征,该文详细研究了该类城市道路交通面临的问题,重点分析了特殊地形、路网分布、传统的交通指挥系统对特殊地形城市道路交通的影响。以河谷型城市兰州市的地貌特征为例,分析了这些问题及因素,并提出了解决这些问题的方法。     

绿色低碳理念下城市次支路网建设规划思考

西安市道路网规模从“增量时代”进入了“增量”与“存量”并重的时代，交通拥堵和环境污染问题日益突出，需要遵循绿色低碳理念进行城市路网建设规划，以降低交通拥堵和环境污染带来的影响。通过对现状城市路网进行调查，分析总结了路网存在的主要问题，提出了路网建设规划的目标、策略以及要求，以提升路网运行效率，降低碳排放，增强城市交通可持续发展，建设更有韧性的宜居城市。     

城市路网的层次性研究

基于城市道路分级现状和可达性理论把我国城市路网划分为3层结构体系,并对各层路网的构成要点和功能分担进行了详述。     

关于济南市城市快速路建设的思考

针对如何处理好济南市新建快速路和既有快速路的系统整合,充分发挥路网效能问题,对济南市快速路网建设进行了梳理,对现状快速路网结构及运行问题进行了分析.在此基础上,提出了快速路网系统改善策略,从快速路网结构优化、现状快速匝道功能完善的角度,阐述了具体优化方案,并对方案效果进行了评估.评估认为,优化方案可基本实现快速路体系规划设想,快速路出入口优化设置后,均能满足规范要求.     

福州市城区骨干路网快速化提升方案研究

超大型、大型城市的“空间集聚”效应给城市交通系统带来了巨大压力，对城市道路进行快速化提升是一种行之有效的解决之道。福州市的城市发展阶段和城市路网形态非常具有典型性，因此对福州市骨干路网快速化方法进行研究。分析了福州市骨干路网的建设发展情况，结合现场踏勘、交通大数据分析，提出了一种路网系统层面的快速化提升方案，并从新增二点五环、北扩三环、工业路—国货路快速化等方面，对总体方案进行了有效性分析。     

城市道路识别性分析与研究

阐述识别性的概念和重要作用。将道路识别性划分为道路可识别、方位可识别、环境可识别。通过对广州、深圳2座城市道路识别性的介绍,研究加强道路识别性的方法：设置路名标志,强化道路特征,完善行人标识系统,优化路网结构。提出标识系统的设置原则为：完整性、连贯性、适地性、简约性,并探讨路网优化方法,