城市道路网络可靠度及其敏感度研究

针对饱和度不能全面反映交通状况的缺点,首先对路段畅通可靠度的计算公式进行了改进;然后利用图论中的最小路集法将路网简化为简单串并联网络,并结合北京市路网实时数据,构建城市路网畅通可靠度的计算方法;最后作为路网畅通可靠度计算方法的延伸,对各条路段进行了敏感度分析,确定引起路网拥堵的关键路段.研究结果表明:改进后得到的畅通可靠度能够较好地反映交通拥挤状况,基于畅通可靠度评价的敏感度分析能有效定位出解决路网拥堵的关键路段,可为道路交通管理部门提供决策及理论支持.     

高速公路路网运行指数评估模型应用研究

由于高速公路路网交通流量分布不均衡,往往会造成部分节点或区域拥堵,而量化评估路网运行状态能快速确定交通拥堵位置。提出了一种基于波动率和机器学习的路网运行指数评估模型:首先选取合适的机器学习算法确定路网各节点的基准值;然后运用波动率理论构建各节点的运行指数评估模型;之后利用广东省高速公路若干节点路段的真实数据对模型进行了验证,并与阈值进行对比。研究结果表明:本文提出的路网运行指数评估模型能在各类场景下及时准确地定位交通拥堵节点,为缓解交通拥堵问题提供一定的参考意义。     

基于速度性能指标的雨天环境对北京快速路网影响研究

降雨作为一种常见的气象条件,对城市路网的交通状态有着直接的影响.为避免不同道路交通状态速度评价标准的不统一,基于道路的最高限速,提出了速度性能指标,进而建立了衡量路段和路网拥堵状态的路段和路网拥堵指标,量化了路段和路网的拥堵程度.以大量数据为基础,在对比雨天和晴天2种环境下的各项拥堵指标基础上,探讨了雨天环境对北京快速路网的宏观影响,为雨天条件下的交通规划与管理提供了重要的依据.同时,基于路段拥堵指数,利用ArcGIS软件可视化展示了北京快速路拥堵路段的空间分布.结果表明,与晴天相比,雨天环境降低了车辆速度,增加了路段偶发性拥堵,也加剧了路网的拥堵程度.同时,雨天环境下的工作日平均每小时路网拥堵指数增加了17.2%,周末则增加了28.6%;而其标准差分别增加了22.2%和62.5%,表明雨天环境下工作日和周末的拥堵特性存在一定的差异性.      

不同路网形态下城市交通拥堵特性分析

为了研究路网形态对城市交通拥堵的影响,对方格网式和环形放射式路网的交通拥堵特征进行了定量分析.利用元胞传输模型模拟方格网式和环形放射式路网的交通流运行状态,分析了2种路网在不同交通需求下的拥堵特征.结果表明:环形放射式路网比方格网式路网更容易产生交通拥堵和拥堵闭环；当路网交通负荷增加时,后者拥堵规模的增长率高于前者；前者最大拥堵规模随交通需求先呈线性增加而后趋于平缓,后者变化趋势整体上呈现“S”形.     

考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配

为刻画拥堵空间排队与溢出现象对交通流分配的影响，提出考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配问题，并构建相关的求解算法，用于描述交通需求在起讫点移动过程中路网整体的宏观运行状态。首先，丰富和完善考虑拥堵空间排队与溢出的静态交通流分配的相关假设，提出次生瓶颈、拥堵干扰与渗透和分段化路段阻抗等基本概念和理论，来刻画拥堵交通瓶颈、拥堵空间排队等交通现象；其次，建立网络瓶颈识别算法和空间排队回溯算法，基于此构建考虑拥堵空间排队和溢出的增量分配算法，用于求解交通流分配的结果；最后，通过使用一个具有说明型的算例进行对比分析。研究结果表明：建立的瓶颈识别、排队回溯和增量分配算法可以识别路网中的瓶颈位置及其拥堵排队区域，并可计算得到各路段上的分段分配流量；与点排队只影响瓶颈路段的运行状况和均一的路段分配结果相比，可有效描述路网整体的宏观运行状态以及由于拥堵空间排队所导致的拥堵干扰与渗透现象；不同于“时间片”的伪动态交通流分配模型，新建算法的分配结果是“全时段”与“整体性”的路网宏观运行状态，包含了拥堵瓶颈的具体位置和空间排队的干扰与渗透情况；一般拥堵点排队模型和基于“时间片”的拥堵空间排队模型难以刻画拥堵干扰与渗透现象以及路网整体的宏观运行状态，故所建立的分配方法是对传统拥堵交通流分配的丰富和发展。     

基于流量和出租车GPS数据的城市道路网络宏观基本图

为把握城市宏观交通状况,发掘城市道路网络交通流内在特性,从而达到缓解日益严峻的交通问题的目的,对交叉口流量和出租车GPS两类数据进行数据融合,运用宏观基本图(MFD)和广义宏观基本图(GMFD)在城市道路网络中的存在性以及二者之间存在的差异,以路网平均车辆数、路网通行能力和密度分布为指标来描述MFD和GMFD,并提出一种利用路段流量和出租车GPS数据拟合得到MFD和GMFD的方法,发现路网中密度的不均匀分布是导致路网通行能力不高的原因.针对由长沙市13个道路交叉口组成的区域路网,分别计算出分小区和分路段的MFD特征值,提出了根据存储空间能力(即临界路网平均车辆数的大小)对拥堵路网进行合理分流的方法,实现高峰时期拥堵路段的路径诱导以及路网通行能力的最大化.     

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。     

重庆市主城区“快速路不快”原因分析及发展对策

目前重庆市主城区快速路网交通流量大、运行效率低,多条快速路已经发展成为常态化拥堵,严重制约了城市的经济发展。通过梳理及追述现状路网形成途径及规划路网评估,运用大量现状交通流量数据及运行速度对重庆市主城区快速路在路网结构、节点控制、建筑开口及建设时序上存在的问题进行深层次分析,并借鉴国内外快速路的发展经验及建设标准,结合重庆市主城区的实际情况,提出解决对策。     

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。     

基于生态景观功能的公路防护林设计与实践

环城公路防护林是以发挥防护效应为基本经营目的。本文以防护林营建相关理论为基础,以兰州市G309线金崖至河口(张家台)段环城公路为案例,通过实地调研和分析,提出设计理念,探索兰州市环城公路防护林实践经验。     

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。     

考虑路网拓扑时变的交通拥堵自适应预测方法研究

对路网交通系统中的交通拥堵进行预测，有利于交通管理和避免交通风险。然而，由于交通管制、道路施工、恶劣天气、自然灾害等原因，路网交通系统的拓扑结构时常发生变化，使得依赖于固定路网拓扑的拥堵预测方法效果不佳。针对这一问题，提出一种双重自适应图卷积循环网络结构(DAGCRN)来处理路网拓扑结构变化情况下的交通拥堵预测问题，该方法运用自适应辅助邻接矩阵对预定义的路网静态图结构进行适应性学习以动态优化原有连接间信息的传递，运用自适应嵌入邻接矩阵对预定义路网静态图结构进行路网隐藏信息的捕捉以确保路网拓扑结构的动态完整性，并采用门控循环单元提取路网交通流的时间特征信息。研究结果表明,DAGCRN具备以下特点：①能够有效捕捉和定位路网拓扑结构发生的变化，并能够在拓扑结构变化时仍然保证拥堵预测的精确率；②相比较一些常见预测模型有更高的预测准确率，尤其是长期预测方面和克服路网结构变化方面更具优势；③进一步的双重自适应功能消融试验，证实了含有自适应辅助邻接矩阵和自适应嵌入邻接矩阵的双重自适应图卷积结构对于路网拓扑结构变化有很强的自适应能力，缺少2个或任一个自适应模块，都会引起模型预测性能的大幅下降。     

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。     

基于拥堵时空特征的区域分类与评价方法研究

利用现有监测手段开展区域交通综合整治,科学设置交通分级预警标准是北京市缓堵工作的重要目标。为了直观性评价缓堵工作的治理效果,并及时识别路网运行效率低下的区域,以北京市25个出行热点区域作为研究对象,借助区域交通运行指数,解析热点区域的路网运行拥堵特征。应用系统聚类方法,发现依据区域拥堵特征可将研究区域划分为复合型、双峰型、晚延型3种类型,并对比分析不同类型下的区域路网运行状态。在此基础上,充分考虑拥堵时空特征构建区域拥堵评价模型,确定了包含红色预警、橙色预警、黄色预警的三级预警分级标准,定量化地反映区域路网运行状态在一段时期内的综合性评价。结合应用案例分析,结果表明,复合型区域全天运行状态处于中度拥堵等级的累计时长最高,为373 min。双峰型区域在平峰时段路网拥堵状态恢复较快,日均严重拥堵时长仅有36 min。晚延型区域的早晚高峰路网运行状态差异最大,该类地区的日均早高峰拥堵时长最短,而日均晚高峰拥堵时间却最长。并且,由拥堵评价得分显示,该类型地区在工作日及非工作日期间均易出现预警需求。特别是朝阳北路地区,工作日区域拥堵评价得分仅为74. 8分,已达到橙色预警状态,路网运行压力较大,应在缓堵工作中优先作为重点关注对象。     

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。      

贵阳绕城高速李资枢纽交通拥堵疏解研究

绕城高速公路是城市交通转换的主干道,其与多条高速公路搭接,具有路网高,出口多、交通量大的特点。李资枢纽是贵阳绕城高速东北部极为重要的交通节点,与G69银白高速相接,联通重庆、遵义等多个重要城市。随着贵阳区域经济的快速发展,该枢纽交通压力日益增大,出行高峰期频繁出现局部拥堵现象。为缓解该枢纽立交拥堵状况,提高通行能力,通过实地调研对拥堵成因进行分析,在尽量利用道路资源情况下对拥堵点采取针对性交通组织设计,并引入智慧化管控手段,提出了综合改善方案。     

基于出租车GPS数据的城市道路拥堵判别

在回顾前人对城市道路拥堵判别的理论和实证研究的基础上,运用边界矩形法识别道路,划分拥堵标准,并根据各道路的拥堵隶属度确定其拥堵级别以及拥堵的时间段,建立了道路拥堵判别模型.此外,利用此模型,以深圳市某一地区的出租车GPS实测数据为例进行实证研究,筛选出拥堵的路段、路口以及每条道路拥堵的时段.应用模型分析的结果表明:模型可以客观分析道路交通状况,有效判别道路拥堵.      

北京市拥堵收费技术方案研究

通过对拥堵收费理论研究和国外拥堵收费实践的回顾,本文阐述了拥堵收费主要技术的基本原理,对技术特性及适用性进行了综合分析。根据北京市交通分布及拥堵特点,将二环路作为拥堵收费路网,给出了确定征收对象、征收区域、计费方式、计费费率、付费方式的相关建议。根据不同技术的特点,本文选用基于DSRC的技术方案,并给出了拥堵收费系统构成、RSU布局方案,为拥堵收费实施做了有益地探索。     

呼和浩特市中心城区交通拥堵改善对策研究

利用交通大数据分析呼和浩特市中心城区道路交通拥堵现状问题,总结呼和浩特市中心城区道路交通拥堵形成的主要原因,并从优先发展公共交通、完善路网建设、强化静态交通管理等方面提出改善对策,以期为类似大城市交通拥堵改善提供参考。     

基于 FCD 的城市路网常发性拥堵路段识别方法研究

常发性拥堵严重影响了城市路网运行效率,准确识别常发性拥堵是交通部门解决交通拥堵问题的重要任务。研究选取浮动车数据作为基础,确定了数据分析的时间粒度,从常发性拥堵的时空特性角度出发,建立拥堵阈值、时段拥堵时长比和常发频度3级判别指标,并运用 GIS 技术,结合指标体系设计了常发性拥堵时空分布的筛选平台。以北京为例,针对早高峰常发性拥堵路段进行识别。通过对识别结果的分析和相关数据对比,成果可反映常发拥堵的特征,以及北京近年来的缓堵工作效果。