理想条件下路网临界速度的研究

运用最优化和跟驰理论，确定了车辆稳定跟驰行驶速度与车辆在该状态下的车头间距和行驶时间等关系。建立了路网临界速度模型，同时应用该模型和利用先进的地理信息定位系统（车载GPS）在北京市路网上采集的基础数据，计算出北京市路网达到理想容量状态时的临界行驶速度。     

考虑超级街区的城市路网边界控制策略研究

为缓解城市中心区交通拥堵状况,提出基于超级街区的路网多子区边界控制策略. 将城市区域路网划分为中心区、郊区及超级街区3个子区,结合宏观基本图(MFD)建立各子区交通流动态平衡方程;以中心区车辆出行完成率最高为目标,以边界收费费率和出、入口数量为控制变量,建立考虑车辆通道选择行为的路网多子区边界控制优化模型;并以实际路网数据为算例验证模型有效性.结果表明：边界控制策略下的中心区服务能力比无边界控制提高 7%;利用超级街区实现路网边界控制能够有效改善区域交通密度分布均衡性,提升路网服务效率;通过改变超级街区出、入口数量,实现边界控制兼备有效性和实践性.     

考虑超级街区的城市路网边界控制策略研究

为缓解城市中心区交通拥堵状况,提出基于超级街区的路网多子区边界控制策略. 将城市区域路网划分为中心区、郊区及超级街区3个子区,结合宏观基本图(MFD)建立各子区交通流动态平衡方程;以中心区车辆出行完成率最高为目标,以边界收费费率和出、入口数量为控制变量,建立考虑车辆通道选择行为的路网多子区边界控制优化模型;并以实际路网数据为算例验证模型有效性.结果表明：边界控制策略下的中心区服务能力比无边界控制提高 7%;利用超级街区实现路网边界控制能够有效改善区域交通密度分布均衡性,提升路网服务效率;通过改变超级街区出、入口数量,实现边界控制兼备有效性和实践性.     

考虑双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型

允许车辆借反向车道超车的双向交通道路是城市路网的重要组成部分.本文考虑了双向交通道路的车辆行驶规则,研究了无信号控制交叉口的车辆优先通行权分配规则,构建了一个双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型,研究了城市路网交通流的动态特性.研究结果表明,临界密度随着路网规模的增加而下降,路网交通密度的增加会加速拥堵闭环的形成,换道概率的增加会降低路网车速和缩短局部死锁现象形成的时间,单位时间换道车辆数与换道概率及交通密度之间存在着密切的关系.     

基于模糊扩展卡尔曼滤波的轮毂电机驱动车辆纵向速度估计算法

为了获取轮毂电机驱动车辆的纵向速度,设计了基于轮速信号和车身加速度信号的扩展卡尔曼滤波的估计算法,建立了研究对象的离散状态方程和测量方程,并采取不同的扩展卡尔曼滤波器对测量信号进行滤波去噪处理和车辆纵向速度估算.通过模糊控制器,对车速估计滤波器的估算参数进行实时动态调节,实现了估计算法的自适应性.研究结果表明,在路面附着系数为1.00的良好路面上,估算得到的车速和动力学模型输出的实际车速误差小于2%;在路面附着系数为0.25的路面上,最大估算误差小于10%.      

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针对城市道路路段上车流的流量和密度之间的特性，对道路元胞自动机交通流模型进行了改进，使CA模型能够较好模拟城市道路交通流。提出了网格动态调整算法，该算法根据模型模拟的路段流量和密度计算车辆平均通行距离，并以此距离动态调整CA模型的格子长度，按照城市道路路段上车辆速度的统计分布规律，以路段的车流速度密度模型输出作为下步模拟的平均车速，通过车辆速度的分布范围确定车辆加速减速的概率，对模型车速进行更新。选择500米长的城市主干道上的一条车道，利用本文改进的CA模型进行模拟，模拟结果表明:该模型在车速为30-65公里/小时范围内，能较好模拟城市道路上车流的运行特性。改进后的CA模型，适用于对城市道路上中速车流运行状况的模拟。     

基于MFD的城市区域路网多子区协调控制策略

针对城市路网中区域性的大范围交通拥堵问题,提出了基于宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)的多子区协调控制策略,以提升路网的整体运行效益.该策略将城市区域路网划分为多个子区,每个子区的交通流又划分为内部流和转移流,综合两者建立了基于MFD的多子区交通流模型,并给出了对各子区交通流诱导时的边界约束条件;通过调节子区边界控制输入,设计了边界反馈控制器对各子区转移流进行动态诱导,继而进行了迭代分析,以判断其是否满足边界约束,并对控制器进行了Lyapunov稳定性分析.仿真结果表明,所提策略使城市区域路网中各子区车辆总数渐近收敛于设定值,且整体平均流量提高了约11%,大范围交通拥堵状况得到明显缓解.     

基于期望车速的跟驰模型研究

期望车速是驾驶员驾车过程中依据道路条件、车流状况、所驾驶车辆性能等因素,经综合考虑后存在于自身心目中并认为可以实现的一种＂目标车速＂,它对行驶车辆的实际行车速度高低产生影响。为了反映车辆运行过程中不同驾驶员运行车速选择的差异,本文提出了基于期望车速的跟驰模型。该模型能够解释不同驾驶员在相同道路条件下选择不同行车速度的原因。在建立模型的基础之上,作者讨论了保持交通流稳定性的充分和必要条件。最后,文中给出了应用实例。结果表明：当驾驶员的期望车速接近均衡车速时,交通流是稳定的;反之,当驾驶员期望车速与均衡车速差异较大时,交通流的稳定性可能下降。     

基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

为了分析路面与车辆的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整路面耦合振动分析方法。根据GB/T7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,在分析了运行汽车固有振动频率和行驶速度的影响后,获得分布在一定频率范围内的离散功率谱密度数据,利用离散傅立叶逆变换得到路面不平度值,并以此作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,通过数值仿真得到运行车辆系统在不同路面不平整度下的时域响应。分析结果表明:车辆动荷载系数随车速增大呈线性增加,随路面等级变差呈非线性增大,路面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。     

浮动车数据在城市宏观交通特性研究中的应用

回顾和总结了国内外浮动车数据在交通信息服务和路网评价方面的研究及应用现状,提出浮动车数据的三阶段应用.重点阐述了面向城市宏观交通运行规律分析的第三阶段应用,提出基于历史交通流状态数据的数据分析流程.并以北京市浮动车系统采集的数据分析结果为例,分析了北京市路网运行速度的时空分布特性以及不同等级道路的里程利用情况.     

基于元胞自动机的竞争型换道模型

为研究车辆在换道过程中存在的互不相让、相互竞争的现象,运用元胞自动机理论,提出一种竞争型的换道模型。首先,将换道分为换道需求判断和换道实施过程两部分;然后,在需求判断中引入邻车道速度累积优势,在换道实施过程中引入竞争程度定义换道新规则;最后,在不同交通密度下对竞争换道模型进行仿真,并与自由换道和协作换道进行对比分析。结果表明：不同密度下协作换道模型得到的车流量和车辆平均速度均高于其他换道模型;在一定密度范围内,竞争换道得到的车流量和车辆速度比自由换道高;但当密度较高时,竞争换道对车辆的速度以及交通密度可能产生负面影响。这说明协作换道能提高车辆速度,有效缓解交通阻塞;而竞争换道对车辆速度的提升不明显,并且采用竞争换道对交通流有影响,有时可能会降低道路的通行能力。     

道路交通系统演化的非线性动力模型

为揭示各类交通规划管理政策和先进技术对道路交通系统的影响，构建了描述能源储备 量、机动车保有量和路网面积动态演化的三维非线性动力模型，重点对均衡解的存在性、唯一性 和稳定性进行分析。同时，通过数值试验验证了所得结论的正确性。结果表明：若所有变量及参 数为正，则有实际意义的均衡解唯一且稳定；若满足可供机动车行驶的能源增长率降低城镇开发 边界扩大、共享泊位供给量增加、机动车的平均能源消耗量增加中任一条件，则均衡平均车速提 高；当满足一定条件时，路网面积和路网容量的换算系数增加会提高均衡平均车速；存在最优行 驶机动车比例，可使均衡路网饱和度达到最低。     

区域路网货物运输量统计方法改进

为更加准确获取行政区域内路网货物运输量及运输量结构性数据，支撑交通运输行业主管部门决策，在分析区域路网运输量和车辆运输量关系的基础上，依托高速公路收费的全样本数据和公路交通调查数据，采用货车日均断面交通量和等效里程两个类比指标，提出区域路网货物运输量改进的统计方法.按照公路技术等级对区域路网运输量进行细化，拆分得到运输量结构性数据，建立区域路网运输量和车辆运输量之间的联系.以云南省为例进行分析，结果表明：云南省区域路网货运周转量中，高等级公路比例约为71%，其中，高速公路比例达54%；云南省与外省区域间车辆流动性不大，经济开放程度不高.     

Analysis of Micro-cars' Influence on Traffic Network Using a Microscopic Simulator

The environmental effects and network performance of mixed traffic, consisting of micro-cars and conventional cars, on a small network are investigated using microscopic simulations. After calibrating the simulation model, the effects of three assumptions concerning micro-car speeds are investigated using the model. First, the parameters needed for network performance evaluation are determined iteratively. The power required to meet total travel demand is then computed to predict emissions. A higher ratio of micro-cars in the traffic reduces emissions, as does a lower micro-car speed. To investigate travel efficiency, the main parameters used are average speed, total travel time and total delay time. The results suggest that a higher ratio of micro-cars has a positive effect on the network when their speed is the same as or a slightly lower than that of conventional cars, while a higher ratio of micro-cars has a negative effect when their speed is close to the average traffic speed of the base model. To obtain a suitable balance between desired environmental effects and road network performance, we recommend that the desired speed of micro-cars be set to 40–45 km/h on a small urban traffic network.     

Urban Traffic State Estimation Considering Resident Travel Characteristics and Road Network Capacity

Urban traffic state is usually measured by vehicle average travel speed. It reflects the resident travel behavior on urban road network, and changes with the actual matching status of traffic demand and supply. In this paper, the traffic supply is estimated by the ideal carrying capacity, and the traffic demand is evaluated by vehicle traffic intensity considering resident travel characteristics. In this way, the network carrying capacity and traffic intensity are compared by equative unit. By introducing the intensity/capacity ratio, the matching degree between traffic demand and supply is determined, and the traffic state is identified based on average vehicle speed. In the last section, the 2005 field data of Beijing city is used to test and verify the proposed method.     

基于交通仿真的单向平面分流路网研究

为解决机非混行造成的交通低效问题,构建单向平面分流路网,即以机动车干路单向交通组织为基础,以机动车支路和自行车、公交专用路双向交通组织为辅助的公交专用、机非分离的路网模式。首先,采用VISUM,VISSIM模型,对单向平面分流路网与传统混合路网的路网特性、交通运输效率进行分析,结果表明,分流路网在交通绕行、转向比例方面与传统混合路网基本一致。其次,在对两套路网体系进行优化设计的基础上,通过仿真分析,得出单向平面分流路网的运输效率远高于传统混合路网。最后指出,将干路单向化处理,发挥单向道路的横向可穿越特性,辅以减少干路绕行的支路体系,是单向平面分流路网实现高效运行的关键。