应急交通疏散研究现状与展望

为有序实施交通组织, 提高应急疏散效率, 分析了飓风、洪水等能预警、观望和应对的自然灾害的特性, 研究了国内外突发事件应急疏散的机理、交通组织方法与交通仿真技术应用, 结合北京2008奥林匹克运动会应急疏散预案制定的实际, 确定了适合中国国情和交通运输环境条件的应急疏散规划与管理研究方向, 并建立相应的方法体系。研究结果表明: 中国交通疏散方式应以公共汽车为主, 并需从完善疏散规划方法体系, 整合路径选择、交通控制以及疏散时间计算等交通关键技术着手, 提高交通疏散效率和组织管理水平, 通过交通仿真及ITS技术构建应急交通疏散决策与评价支持系统。     

交通突发事件下交通疏散方案设计

交通突发事件极易造成交通拥堵,严重影响城市交通系统的正常运行,应尽快制定与实施交通应急疏散方案。因此,提出一种基于蚂蚁算法优化的多目标交通疏导分配方法,通过蚂蚁算法寻求最优路径,并综合考虑多个目标影响因素,运用多目标交通分配模型生成交通突发事件下的应急疏导分流方案。通过示例仿真分析,验证该方法的可行性和实用性。     

虹桥综合交通枢纽应急交通疏散预案仿真研究

从分析虹桥综合交通枢纽的路网结构及交通流特性出发,系统探讨突发事件下应急疏散过程中的交通组织策略,并对其进行微观仿真评价,结果可为应急疏散管理提供决策参考.     

基于层次蝙蝠算法的应急车辆调度与交通疏散协同决策

城市路网多事故应急救援中，因交通拥堵造成应急车辆滞留现象时常发生，严重影响道路交通事故救援效率.提出通过交通疏散提高救援路径的可靠性，构建双层规划模型对应急车辆调度和交通疏散进行协同决策. 设计一种双层蝙蝠算法，上层算法在应急车辆需求、事故时间窗和可用车辆约束下求解响应时间最短的调度方案，下层算法在路段容量和疏散需求约束下求解多条最短路径的交通疏散策略，从中选取最短时间路径. 算例结果表明，本文模型通过缩短应急车辆在途时间有效提升了应急救援效率，算法具有优秀的寻优能力和运行速度.     

奥运应急交通疏散预案评价指标体系研究

在研究应急交通疏散特点的基础上,结合2008年北京奥运的预计情况,提出了奥运应急交通疏散预案评价指标体系.从大量评价指标中筛选出疏散时间、疏散路网畅通可靠性、平均疏散距离、救援到位率、避难所服务水平及疏散代价等6项评价指标,选用TOPSIS法对预案进行综合评价,得出了较为合理的评价结果.     

突发事件应急交通疏散研究综述

研究了国内外在应急交通疏散领域的相关内容,包括疏散路径的选择和优化以及仿真技术在疏散过程中的应用。     

路网应急疏散理想与保守疏散时间流研究

研究应急疏散问题的理想疏散时间流及保守疏散时间流对于估计真实突发事件下的疏散时间具有重要的指导意义.为此构建了理想疏散时间流与保守疏散时间流问题的数学规划模型,并借鉴经典网络流理论的最短路、最长路、最小费用流算法原理,设计了求解理想疏散时间流与保守疏散时间流的两个增广路算法.该算法不但可以求得理想疏散情况及最坏疏散情况下的流量分布,还可以计算出各自对应的理想疏散时间和保守疏散时间,从而识别出应急疏散总时间的范围域.最后通过算例演示了理想疏散时间流及保守疏散时间流的求解过程,并讨论了他们的变化特征.     

高速公路入口匝道汇合控制研究

匝道控制是一种抑制交通需求、解决高速公路交通拥挤的有效手段。入口匝道汇合控制是一种以安全为目标的微观控制方法。本文详细介绍了汇合控制的控制流程，并与传统的匝道信号调节控制做了比较。当交通量较大时，为提高主线车流的运行效率、确保匝道车辆安全、快速地汇入主线，有必要对入口匝道实行汇合控制。根据间隙——接受理论，匝道汇入量由主线最外侧车道的车流间隙数量决定。建立了入口匝道移位负指数分布通行能力模型，并对模型进行了拟合验证。     

基于改进Dijkstra算法的高速公路 应急疏散路径规划

为解决采用传统Dijkstra 算法在高速公路应急疏散规划路径中存在可用性差的缺陷,考虑 高速公路路网中有通行容量及条件限制的节点和路段特征,对其进行改进,提出容量限制节点的 表征方式及流量计算方法,并根据待疏散车辆特征对具有限高、限重属性的路段进行筛选,提出 分类路径规划方法。最后,以河南省高速公路局部路网疏散路径规划问题为基础设计算例,分别 采用传统算法和改进Dijkstra 算法对高速公路应急疏散路径进行求解。结果显示,传统算法得到 的路径规划及交通量分配结果中,容量限制节点上游路段的分配交通量高于节点容量,在节点处 形成疏散瓶颈,且对于规划路径中有限重条件的路段,案例中超重车辆无法使用该路段疏散;相 比而言,由改进算法得到的路径规划及交通量分配结果则不存在上述问题,从而使得疏散效率和 疏散路径的可用性得到了保证。     

过饱和交叉口交通信号控制动态规划优化模型

为满足过饱和交叉口信号控制的需求, 应用动态规划理论, 建立了过饱和交叉口信号控制优化模型, 界定了模型的阶段、状态变量和决策变量, 推导了平均排队长度状态转移方程和控制器状态转移方程, 确定了基于交叉口不同饱和状态的目标函数与约束条件, 提出了模型优化框架。非饱和状态以最小化延误为控制目标, 饱和状态和过饱和状态以最大化通行能力为控制目标。通过迭代运算判断保持或者切换当前相位, 并将控制效果实时反馈以调节下一阶段信号配时方案。以秦皇岛市某交叉口为例, 基于实际采集数据得到了非饱和、饱和与过饱和3种状态的交通流量, 应用动态规划模型获得配时方案, 并与TRANSYT方法给出的配时方案进行了对比分析。分析结果表明: 在非饱和状态下, 采用动态规划模型计算的平均延误、饱和度、平均排队长度分别为49.3s、0.76、13.7veh, 采用TRANSYT方法计算的对应值分别为52.0s、0.78、14.4veh; 在过饱和状态下, 采用动态规划模型计算的饱和度与平均延误分别为0.85、78.5s, 采用TRANSYT方法计算的对应值分别为0.86、82.5s, 但对应的平均排队长度为27.3veh, 略优于动态规划模型的27.6veh; 饱和状态控制效果与过饱和状态控制效果类似。可见, 采用动态规划模型可以有效降低交叉口饱和度, 减少各相位不同进口道车辆的平均延误。     

考虑交叉口冲突点延误的交通紧急疏散

提出了一个考虑交叉口冲突点延误的疏散路径模型,用"当量费用"来表述交叉口冲突点延误;寻求使冲突点延误与疏散车辆行驶费用二者总费用最小的最优疏散路线;通过改进的最小费用流算法求解此模型,并以一个算例给出了算法的具体应用.     

基于遗传算法的城市区域交通信号控制系统仿真

城市交通信号控制是城市交通管理中的主要手段和途径。提出从系统最优原则出发制定交通管理策略的观点,建立城市区域系统最优模型,并基于MATLAB软件中的遗传算法给出求解。最后,通过两个典型交通路网模拟验证最优模型的适用性和合理性,并获得控制目标交叉口绿信比、延误数以及区域交通网络总的运行时间。     

基于车道建模的区域应急疏散路径规划

为有效解决应急疏散路线中存在的延误问题, 以总体疏散费用最小为目标, 以消除冲突点, 减少交织点, 并且以流量守恒、流量非负、节点和弧段的通行能力限制等为约束条件, 提出了基于车道层面的路网模型。利用Lingo软件, 分别对应用基于车道层面的疏散扩展网络流模型以及应用基于路段层面的节点-弧网络模型进行求解, 并以4个交叉口网络为例进行了对比分析。计算结果表明: 与应用基于路段层面的节点-弧网络模型相比, 应用基于车道层面的扩展网络流模型节约了4 h·veh^-1的出行费用, 出行成本降低了25%, 该模型在使疏散费用最小化的同时, 减少了交织情况产生的延误, 具有较高的疏散效率。     

基于排队状态的单点交叉口动态信号配时算法

以绿灯末尾排队状态为目标, 研究了二相位控制单点交叉口的动态信号配时。根据排队形成和消散过程建立了排队模型, 分析了信号周期、绿信比和到达率对排队状态的影响。以两相位排队均处在弱欠饱和状态为控制目标, 提出了随到达率变化的简便信号配时算法, 根据总流量比计算信号周期, 根据较大的流量比调节主相位绿信比。仿真结果表明: 信号周期缓慢地同向改变两相排队状态, 绿信比反向改变两相排队状态, 到达率仅改变相应相位的排队状态。当交叉口饱和流率为0.50 pcu·s^-1, 黄灯和绿灯前损时间为4 s, 到达率在0.10~0.26 pcu·s^-1之间变化时, 两相排队始终都在弱欠饱和状态, 说明配时算法是有效的。     

公路隧道突发事件CBR-RBR交通控制方法

在传统经验式公路隧道交通控制方法基础上, 利用人工智能中的知识表示方法和基于规则的专家系统, 提出一种范例推理与规则推理相结合的公路隧道突发事件交通控制方法, 建立了突发事件下公路隧道车辆诱导预案生成及管理系统。针对某平行分离式隧道, 使用面向对象的范例表示方法, 将已有范例表示为包含范例属性信息、控制方案信息和结果信息的三元组形式, 并给出了计算范例相似度的方法。使用IF-THEN的产生式规则表示方法, 结合公路隧道突发事件的类别属性和阻塞车道数属性, 给出了产生单点交通事故车辆分流控制策略的推理规则。仿真结果表明: 与传统范例推理方法相比, 在范例数量不足条件下, 该交通控制方法可缩短预案生成时间22%, 方法有效。     

考虑拥挤交通流再分配的单点自组织信号控制方法

为解决目前拥挤交通流无法得到有效疏散的问题,研究一种考虑局部拥挤条件下交通流再分配的自组织信号控制方法。提出该方法的基本原理,拥挤交通流的再分配原则,关键相位的确定方法,并结合模糊理论研究绿灯相位的切换条件,最后以单交叉口为例,借助VISSIM软件进行仿真验证。结果表明,该方法有较好的控制效果。     

交通路口可变相位信号控制

利用集合理论的一些相关知识, 研究了孤立交通路口的信号控制, 提出了孤立交通路口可变相位信号控制的方法。与传统交通路口模糊信号控制的方法相比, 可变相位信号控制的相位顺序、相位时间以及相位组合更加灵活, 更适应交通路口实时变化的交通状况, 同时可变相位信号控制能够适应不同形状交通路口的信号控制。用TSIS仿真软件仿真结果表明可变相位信号控制的效果要优于传统模糊控制, 是进行路口信号控制的一种实用和有效的算法。     

行人-公交紧急疏散集成优化模型

针对大型公共场所突发事件提出了运用公共交通进行紧急疏散的集成优化模型。模型将紧急疏散问题抽象为行人交通流和公共交通网络的双层优化网络, 第1层引导撤离人员从事发地点(建筑物等) 到达指定的乘车点(公交站等), 第2层优化公交车从场站出发, 途经各乘车点, 最后运输撤离人员到达安全地点。利用基于禁忌搜索的两阶段启发式算法对模型进行求解和验证。验证结果表明: 在一个有328人需要疏散的网络中, 共使用8辆公交车完成疏散。目标函数中每一项权重的变化对模型输出结果基本没有影响, 模型具有很强的鲁棒性。对比CPLEX优化软件, 启发式算法能够在1h内求解出近似最优解, 并且近似最优解与最优解的误差小于15%。模型充分考虑了撤离人员分配与公交路径优化之间的交互影响, 实现了在紧急疏散时行人交通流与公共交通网络的组织最优。