考虑前后车速度和减速幅度的元胞自动机模型

三相交通流理论和基本图方法对自由流到拥挤流的相变过程提出不同的解释,双方争议至今没有解决.基于典型慢启动模型规则,本文提出一个考虑前后车速度和减速幅度的交通流元胞自动机模型来探讨自由流到拥挤流的相变.新慢启动模型的减速幅度大小与前车速度相关,两个减速幅度值分别对应缓慢减速和急减速.新慢启动模型的数值模拟结果表明：同一密度值对应的交通状态可能是自由流,也可能是拥挤流;小堵塞集团可以稳定存在于道路系统并有同步的趋势;当道路系统中存在大量不考虑舒适驾驶并倾向于急减速的车辆,在此条件下,三相交通流理论提出的紧致压缩效应不具有合理性,自由流状态可以直接相变为堵塞状态.     

基于两阶段行程时间的交通流分配理论

针对目前静态交通流分配理论难以处理网络流量演化的问题,给出了基于交通流 反λ 基本图的流量分配新模型.通过不断求解新模型更新路段交通状态,明确了利用静态交通 流分配模型分析网络交通流演变的具体方法.假设网络路段均处于自由流状态,通过求解得到 平衡路段流量,判断是否达到临界流量.将路段流量达到临界流量的路段设定为拥挤状态,重 新求解平衡流量,判断是否仍存在达到临界流量的路段.依据上述思路,直到新的模型无解或 无新的路段达到临界流量.本文通过定义网络不同级别的拥挤瓶颈,完成对网络流量演化的分 析描述.算例验证了新模型与方法的可行性.新理论提供了分析网络交通状态演变的新思路, 拓展了静态交通流分配理论.     

交通同步流中的能耗与减速车辆分布研究

在开放边界条件下,从统计分布研究刹车灯(braking light,BL)模型的能耗问题,研究混合交通流中交通同步流的特性。通过引入能耗和确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,讨论了车辆的最大速度,快车慢车混合比和车长对交通同步流的影响,发现了车辆的最大速度对混合交通流中交通同步流起着极其重要的作用,交通同步流中的能耗和减速车辆的分布也与交通处于自由状态和堵塞状态时有着极大的区别。当所有车辆具有共同的最大速度且最大速度大于15时,混合交通同步流显示明显,这已通过计算交叉关联系数,即计算密度与流量的协方差得到证实,更重要的是在交通同步流区域能耗并不随着密度的增加而增加,减速车辆的统计分布也几乎是显示着一个不变的平台,这是一个有趣的现象,这可以帮助我们更进一步了解交通同步流以及在车辆交通中如何有效的减少能耗。     

高速公路养护作业交通冲突模型

依据流体流量连续理论,研究高速交通流与养护施工作业设备关联技术,分析养护施工作业装备设备机群低速流对高速公路高速交通流的冲突特征,建立冲突模型,可为高速公路维修施工组织和管理、预测交通冲突提供理论依据。     

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给出了一个物理排队条件下的考虑多种交通模式相互作用的离散时间动态网络装载模型,模型将的单一模式动力波理论扩展为多模式的动力波理论,假设路段上只有两种流量状态:一个是后向波,不同模式车辆处于拥挤状态时,车辆不能通过超车来改变车辆速度,进而导致处于排队中的不同模式车辆速度趋于一致,进而只以一种拥挤波向后传播;另一个是前向波,由于不同模式车辆处于自由流状态,车辆按照自身速度行驶。根据路段出入口的不同模式车辆的累计车辆数,以及路段波速,计算可能的路段出入口流量;并以此为基础,进一步计算路段的实际出入口流量。仿真试验结果表明,模型能够很好的反映多模式拥挤排队状况。     

城市主干路路段行程时间估计的BPR修正模型

为提高城市主干路交通流平均行程时间的估计精度,根据路段上游检测器采集的截面流量,建立了3种BPR(bureau of public roads)修正模型,包括全状态累积流量BPR修正模型、分状态标定的BPR模型和分状态累积流量BPR修正模型.仿真结果表明:全状态累积流量BPR修正模型明显优于传统的BPR模型;分状态标定的BPR模型和分状态累积流量BPR修正模型可以进一步提高估计精度,且后者可将阻滞交通状态下的平均估计误差降低至8.05%.     

高速公路瓶颈路段可变限速控制方法研究

为缓解高速公路瓶颈区域产生的交通拥堵,降低交通波对上游交通流的影响,首先对瓶颈区域上游路段进行区间划分,然后在已有宏观交通流模型基础上,引入速度调解率系数,将其作为控制变量建立可变限速控制系统模型;并采用禁忌搜索算法对建立的模型进行求解.仿真结果表明,对高速公路瓶颈区域上游路段实施分区间可变限速联动控制,能有效地抵制瓶颈区域产生的交通波向上游快速传播,能够在一定时空范围内有效地缓解和消除交通拥堵.     

基于优化SVM的城市快速路网交通流状态判别

以交通流率、速度和占有率为输入参数,采用交叉验证法优化模型惩罚参数C和核函数参数γ,建立以径向基为核函数的支持向量机模型,判断道路断面交通流状态;结合设计的道路网综合状态指数,依据自由流、拥挤流和阻塞流状态下占有率划分区间,构建城市快速路网交通流状态判别方法;最后以某一区域路网为例,进行了实证性研究．结果表明：该方法对道路断面交通流状态判别精度可达92．22％;同时能够实现道路网范围内对自由流、拥挤流和阻塞流状态的判别,判别精度可达86．67％．     

车路协同环境高速公路瓶颈车辆换道引导方法

高速公路由于交通事件的发生,常产生瓶颈区域致使车辆频繁换道.为提高高速公路瓶颈区车辆通行效率与安全性能,讨论车路协同环境的优越性,提出了车路协同环境下高速公路瓶颈车辆换道引导方法,通过建立离散选择模型的形式定义传统车辆与智能车辆的换道考虑因素,根据车辆所处位置定义自由换道与强制换道的效用函数,考虑宏观交通流不同渗透率下的速度密度关系,求解期望换道概率并将其引入考虑横向交通流的元胞传输模型以模拟宏观交通流换道行为,从而对瓶颈上游的智能车辆进行引导.利用车辆换道引导方法对宏观交通流进行数值仿真,并设置5组不同渗透率下的交通流.研究结果表明:车路协同环境下不同渗透率的交通流经过瓶颈区的总行程时间均有所减少,渗透率为1时对应的总行程时间最小,为296.21 s,渗透率为0.4变为0.6时总行程时间减小幅度最显著,为8.3％;渗透率为0.8变为1时总行程时间减小幅度最小,为2.7％,因此利用该引导方法对渗透率为0.6的交通流进行引导,其效果最显著.在使用引导方法后,各车道密度趋于均衡,能有效缓解瓶颈区向上游传播的堵塞波.     

基于元胞自动机的交通流状态研究

为方便交通部门能够更直接地掌握道路交通流状态,对交通流进行管理、调节和诱导,从而提高路网交通效率,本文主要围绕交通流状态统计、交通流状态仿真和不同交通状态的决策方案三个方面进行研究。研究基于物理公式和格林希尔治模型理论构建交通流流量与车辆平均速度的基础模型,根据不同道路的最大流量判断道路交通状态;利用matlab将道路简化为元胞自动机的运动过程进行分析;并根据交通流状态分析结果提出合理的决策方案。     

周家嘴路车流起动波速统计研究

通过实际观测和统计分析, 论证了平面交叉口红灯转绿灯时车流起动波速可以满足正态分布假设, 更可以满足泊松分布假设, 后者拟合优度高于前者。揭示了在周家嘴路条件下, 随着车辆排队长度增加, 起动波速会相应变大, 呈负指数规律上升的趋势, 与低速混合路段有明显差异。据此建议, 如将交通流动力学模型应用于高速公路或城市高架道路一类问题时, 状态指数取值在2.5左右为好。     

基于线性模型的高速公路交通事件和干预作用影响下的车流波分析

交通事件的发生导致高速公路正常交通流发生改变,为了促进发生交通事件时车流拥挤或阻塞的消散,减少排队延误,应在事件发生点上游对车流采取一定干预措施.运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综合作用下对车流状态的影响,建立了基于车速-交通密度线性模型下的车流波波速模型,干预作用产生的干预波和交通事件影响产生的集结波、启动波、消散波相互作用下的车流波位置和对应时刻模型以及分流干预措施解除时刻模型.这些模型为有效确定事件处理方案,尽快消除拥挤或阻塞提供了理论依据.     

临时变向车道的交通流速度及冲突特性分析

为了揭示临时变向车道所存在的交通运行问题,针对其方向变更时段的交通流速度特性与交通冲突特性进行分析.选择具有代表性意义的黄浦路为调查对象,分别对其方向变更前后的交通流特性参数进行调查.采用数理统计的方法,对比分析方向变更前后的交通流速度特性与交通冲突特性.采用回归分析的方法,构建该类车道的密度与速度关系模型及交通冲突预测模型.研究表明,临时变向车道在方向变更前后的交通流速度及交通冲突方面具有明显的规律性差异,速度与密度之间及冲突数与流量、密度之间存在定量关系.     

高速公路交通事件线性模型及车流波分析

高速公路由于交通事件的发生导致正常交通流发生改变,为了消散车流拥挤或阻塞,减少排队延误,应采取一定干预措施。运用流体力学车流波理论,分析了交通事件和干预措施综作用下对车流状态的影响,建立了关于车速与交通密度线性模型下的车流波波速模型,这些模型为有效确定事件处理方案,尽快消除拥挤或阻塞提供了理论依据。     

基于分位速度的城市突发事件交通影响等级划分方法

城市交叉口是突发事件发生的集中区域，突发事件发生后容易引发区域性拥堵，交通管理部门难以直观地对突发事件采取相应的应急措施. 建立一种定量的评价突发事件对交通影响等级的方法，对交通管理部门制定相应级别的应急措施有着重要的参考价值. 本文基于水波学原理，利用交通影响系数概念，融合分位速度建立了交通影响等级阈值模型. 利用样本数据建模得到交叉口附近车速与位置关系，并对速度与空间位置关系曲线，以及交叉口各方向流量比进行整合分析，得到交叉口的交通影响等级阈值. 利用文献中的案例进行实例验证，结果表明，划分的等级与事故现场实际描述是一致的. 研究结果可以为交通应急管理部门快速响应，采取合理有效的应急措施提供决策依据.     

基于分位速度的城市突发事件交通影响等级划分方法

城市交叉口是突发事件发生的集中区域，突发事件发生后容易引发区域性拥堵，交通管理部门难以直观地对突发事件采取相应的应急措施. 建立一种定量的评价突发事件对交通影响等级的方法，对交通管理部门制定相应级别的应急措施有着重要的参考价值. 本文基于水波学原理，利用交通影响系数概念，融合分位速度建立了交通影响等级阈值模型. 利用样本数据建模得到交叉口附近车速与位置关系，并对速度与空间位置关系曲线，以及交叉口各方向流量比进行整合分析，得到交叉口的交通影响等级阈值. 利用文献中的案例进行实例验证，结果表明，划分的等级与事故现场实际描述是一致的. 研究结果可以为交通应急管理部门快速响应，采取合理有效的应急措施提供决策依据.     

Optimal Total Vehicle Pollutants Emission Quantity Based on Link Traffic Capacity Constraints

With the growing of vehicles ownership, the vehicular exhaust emissions have become major sources of air pollution in cities. In this paper, the pollutants, carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO_x), and hydrocarbon (HC) are considered as evaluation factors. On the basis of the relation between the emission factors and vehicle's velocity and the relation amongst three parameters (Volume, Speed, and Density) of traffic flow, we have designed a model. This calculates the total quantity of pollutants emission from vehicles based on speed, proportion of vehicle types, and traffic volume. Using the theory of nonlinear programming, we have formed an optimal model in which the link capacity is one main constraint and the minimum of the total quantity of pollutants emission is the goal and designed its algorithm solution. The aim of our research is to find a method to control the quantity of traffic pollutants emission through adjusting and controlling the composition of vehicle types, and then the traffic volume and vehicle's running speed indirectly. Finally, the feasibility of the model is justified through a practical example.     

高速公路重大交通事故下信息发布空间范围研究

为了确定重大交通事故下信息发布的空间范围,采用交通波理论,考虑出、人口流量的影响,建立事故状态下交通波分析模型,得到交通事故的基本影响范围;基于提示信息对交通流的影响,以饱和状态为临界标准,确定了所需发布提示信息的范围;分析在实施人口限流和出口分流措施后交通波与事故波的运行性质,根据分流路径上等效的通行能力确定各个出口的最大分流量,得到分流信息的发布范围．研究结果显示：分流后事故影响范围减小了78％．     

交通波理论在交通瓶颈处的应用分析

根据交通瓶颈处的交通流特性,利用交通波理论建立交通瓶颈处的交通流模型,并对其交通波动进行理论分析,有助于为交通瓶颈处的交通管理控制提供合理化建议。