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。     

基于数据预测的区域道路状态模糊判别

区域路网交通状态判别是实施区域交通管理控制和交通诱导的基础。为有效且有前瞻性地描述区域路网拥挤状况,提出了1种基于时间序列数据预测和主成分分析相结合的模糊综合定量评价方法。以路段平均速度和交通流量为描述交通拥挤状况的参数,利用时间序列预测模型对数据进行预测;将路网中各路段的平均旅行时间作为总延误的影响因素;再利用主成分分析法确定各个路段对区域拥挤的影响权重;最后运用模糊综合评价法对区域路网拥挤状况进行评估。以山西省临汾市实际路网为例,通过 Vissim 交通仿真软件和 SPSS 数据统计分析软件对算法进行了仿真验证。仿真结果表明,该算法能够有效地预判城市区域的交通状况,为交通管理、控制和诱导提供准确的依据。      

面向边界控制的路网小区划分

在城市路网中,将较为拥挤的子路网从整个路网提取出来,通过边界控制调节拥堵区域的出入流,缓解拥挤区域的拥挤程度,是解决城市交通大范围拥堵的一个有效途径。作为边界控制的对象小区,具有紧凑型的宏观基本图（Macroscopic Fundamental Diagram,MFD）是必备前提。首先利用归一分割（Normal Cut,Ncut）法将路网分割成一定数量的子路网,然后建立了在动态合并中寻找具有最优拟合度的MFD子区的数学模型。然后对模型进行分析,提出求解模型的贪婪算法。以美国爱达荷州博伊西市中心区的路网为研究对象,分析对比了该路网分别在Ji的方法和所提方法划分下的区别,发现所提方法在寻找最优MFD拟合度小区的同时也可以优化子区的密度均匀度,对路网进行合理划分。最后通过对比分析定时控制和自适应控制下小区划分结果和子路网MFD的特征发现：①最优MFD拟合度子区不仅继承了原路网的MFD基本特征,而且与原路网相比有更高的道路使用率;②非最优MFD拟合度子区的MFD特征对该子区的交通态势有一定表征;③自适应控制对路网的优化效果可在原路网和最优MFD拟合度子区的MFD特征上得到表现。     

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。     

基于OD反推和Synchro-VISSIM仿真的交通影响评价研究

以往的建设项目交通影响评价研究多从宏观层面评估周边路网交通负荷情况(如饱和度、平均延误及服务水平),而忽略了关键路段或路口以及实施特定交通组织和管制措施下的实际交通运行情况(如排队长度、停车次数及车流冲突)。针对该问题,提出了宏观交通规划模型与微观交通仿真评价相结合的交通影响分析技术手段,实现了宏观与微观的统一。以深圳市建设路深圳酒店区域更新单元交通影响评价为例,通过基于TransCAD的OD反推技术研究建设项目开发对周边交通系统的影响,并提出相应的改善措施和方案;然后基于Synchro仿真系统对关键路口信号控制方案进行优化,并采用VISSIM仿真系统对提出的交通改善比选方案进行仿真优化。该方法进一步完善了我国现阶段交通影响分析理论体系,具有良好的操作性和实用性。     

交通状态模式识别研究

在网络层次上进行区域交通信号控制、交通分配和路径诱导是缓解交通堵塞的有效途径之一。大量的实践经验表明，无论是在城市交通网络，还是在高速公路网络中，网络的状态可分为数量有限且不同类型的模式，并且这些模式不断重复出现。而针对不同的交通网络状态模式，可以通过理论分析或仿真研究等途径，求解用于进行区域信号控制、交通分配及路径诱导的优化控制参数及控制策略。当系统识别出网络处于某种模式时，就可参照事先确定的优化参数及策略进行交通控制和诱导，以缓解交通拥塞，提高交通系统的运行效率。本文基于对交通网络状态模式识别问题及其应用的重要性的认识，应用模式识别的理论和方法，对交通网络状态模式识别问题进行了一些初步研究。     

基于MFD的路网可扩展边界控制策略

为了缓解城市路网中区域性的大范围交通拥堵,基于宏观基本图的相关理论,提出了一种针对过饱和路网的可扩展边界控制策略。该控制策略以提升路网整体运行效益为目标,具体方法分为两步:首先是考虑堵塞区域边界节点上游路段的储存车队能力,避免边界路口上游路段排队溢出,建立边界控制的约束条件,确定反馈"闸门"的控制位置,通过实时动态调整堵塞区域的控制边界,形成一种新的扩展边界;然后建立区域反馈控制模型,在堵塞区域扩展边界路口设置反馈"闸门"限制车流进入堵塞区路网,维持堵塞区路网车辆总数在一个合理可行范围内,从而使被控区域保持高效运行。为验证该策略的有效性,以Sioux Falls测试路网为研究区域,运用Vissim仿真软件对实施该控制策略前后的路网运行情况进行了对比分析。研究结果表明,在可扩展边界控制策略实施后,路网各项运行指标均有明显改善,大范围的交通拥堵状况得到明显缓解,并且不影响边界外的路网运行效率。在整个仿真分析时段,路网平均延误时间降低约35%,路网平均速度提高约30%,路网平均出行时间减少约15%,平均停车次数减少约30%,离开路网的车辆数增加约13%。     

区域高等级公路网交通状态识别与分析模型研究

为了在区域内分析高等级路网交通状态,建立了一种区域高等级路网交通状态分析模型。首先分析路网结构并对路段的交通状态进行识别分类,建立在实时交通状态下的区域高等级路网模型;然后基于路网模型运用系统结构分析法建立路网交通状态分析模型,根据不同交通状态分析需求得到不同的交通状态可达矩阵,并对可达矩阵分层分析。通过实例表明：该模型能够有效地判别路网中节点的可达性和连通性,描述路网的交通状态时空变化规律,若通过及时发布信息,出行者可根据不同的信息需求来选择最优路径,避免大范围拥挤,从而提高整个路网的运行效率。     

区域高等级公路网交通状态识别与分析模型研究

为了在区域内分析高等级路网交通状态,建立了一种区域高等级路网交通状态分析模型.首先分析路网结构并对路段的交通状态进行识别分类,建立在实时交通状态下的区域高等级路网模型;然后基于路网模型运用系统结构分析法建立路网交通状态分析模型,根据不同交通状态分析需求得到不同的交通状态可达矩阵,并对可达矩阵分层分析.通过实例表明:该模型能够有效地判别路网中节点的可达性和连通性,描述路网的交通状态时空变化规律,若通过及时发布信息,出行者可根据不同的信息需求来选择最优路径,避免大范围拥挤,从而提高整个路网的运行效率.     

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.     

基于一种交通状态系数的城市路网交通状态评价研究

针对以往城市路网交通状态评价研究中大多从中观角度将路口归入路段而忽略了交叉口对路网交通状态影响的问题,选取交叉口进口饱和度和路段平均行程速度作为路网状态评价的基本参数,将宏观路网交通状态评价与微观交通状态分析相结合,定义了一种新的路网交通状态系数,作为交通畅通行驶的阻抗,研究确定了路网交通状态系数临界值,提出了一种新的...     

基于VISSIM仿真分析在城市旧路网改造中应用研究

在构建新发展格局城市高质量发展大背景下,城市路网改造提升成为城市道路发展的必经之路。城市旧路改造项目通常只基于一条道路修复需求,缺乏对片区交通的整体统筹考虑;随着全过程工程总承包的推进,城市旧路已经不是单独一条路或几条路的改造及更新,而是以片区统筹思维进行路网改造,故会对改造道路及其项目周边区域的交通体系造成强有力的冲击。文章通过引入VISSIM微观交通仿真软件,动态模拟仿真城市一个片区道路网改造前后的交通效益,根据平均延误、交叉口配时方案、平均排队长度和服务水平等评价指标,以此评定该路网是否需要改造、改造方式以及实际的改造效果,进而提出城市区域统筹提档升级及周边路网的改善措施,并加以验证。最终实现城市更新与城市交通的协调发展。     

中心城区道路综合改造施工期间交通组织研究

通过城市中心区道路综合改造施工期间交通组织研究,结合道路改造的施工方案及周边路网条件,对交通影响范围内路网进行交通影响评价分析,判定施工期间的交通组织对周边路网的交通影响是否显著。在满足实施条件的前提下制定交通组织方案,并进行相配套的交通安全设施设计,以确保施工区域的交通运行安全、有序,有助于道路综合改造工程的顺利推进。     

高速公路突发交通事件疏导措施决策

针对高速公路发生突发交通事件,通过VISSIM仿真软件模拟事发后采取各种疏导措施的实施效果。为便于措施的分析与决策,采用事发点通过交通量、平均排队长度和平均延误3个指标表征实施效果,依据实施效果对各措施特点及实施条件进行研究。通过多目标决策技术,结合仿真结果进行了最优措施决策,并依据措施的分析结果对最优决策结果进行了进一步的确定,保证了决策过程的可靠性。结果表明,该决策过程及决策方法简单实用,便于操作,在高速公路遭遇突发交通事件时能根据事发状态迅速进行疏导措施的决策选取。     

基于网络能耗与交通效率的多子区控制模型

为有效缓解较大区域城市路网交通拥堵以及减少交通能源消耗,必须对路网实施有效的控制。传统交通控制对路网OD要求较高,难以获取,而宏观基本图(macroscopic fundamental diagram,MFD),可有效避免获取OD需求的难题。因此,引入MFD,根据车流密度对非同质路网进行子区划分、建立了多子区车辆完成率高、车均燃油消耗低的双目标规划模型,并采用fmincon函数对模型求解。依据车流平衡方程和反馈原理提出了多子区燃油消耗比例积分控制(Multi-Fuel Consumption-Proportional Intrgral,MFC-PI)方法,并通过此方法来提高路网车辆完成率、降低区域内车均燃油消耗。最后,通过实际城市路网验证所提出的燃油消耗控制模型,仿真结果显示,MFC-PI控制方法可有效提高控制效率,并同时保证路网子区的能耗最低。     

基于模糊的城市快速路交通流状态判别

“交通状态”具有外延不明确的模糊信息特征,交通流自身特征和评价主体的专业知识都不可忽视。因此,基于快速路检测线圈数据,引入了基于知识的模糊系统来判别快速路交通状态。在充分分析各种交通现象的基础上,提出了交通状态划分原则、依据,评价指标,以及状态判别的模糊集和模糊规则。该方法可以动态的显示路网的交通拥挤范围,为实施交通信息发布以及后期交通瓶颈的判别和改善提供依据。     

基于模糊的城市快速路交通流状态判别

"交通状态"具有外延不明确的模糊信息特征,交通流自身特征和评价主体的专业知识都不可忽视.因此,基于快速路检测线圈数据,引入了基于知识的模糊系统来判别快速路交通状态.在充分分析各种交通现象的基础上,提出了交通状态划分原则、依据,评价指标,以及状态判别的模糊集和模糊规则.该方法可以动态的显示路网的交通拥挤范围,为实施交通信息发布以及后期交通瓶颈的判别和改善提供依据.     

基于全车牌识别数据的高速公路交通拥挤识别

针对目前高速公路交通拥挤尚无统一的识别标准的状况，基于河南省高速公路全车牌识别数据研究，提出在路网实际混合交通流状态下高速公路交通拥挤识别标准，并给出了不同设计速度高速公路交通非常畅通、畅通、轻度拥挤、中度拥挤、严重拥挤对应的平均行程速度阈值，用于快速识别交通拥挤地点、拥挤类型、拥挤持续时间等信息，为高速公路管理决策提供依据。     

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。      

济阳路快速化改建工程对周边路网交通运行的影响研究

在济阳路现状交通调查的基础上,根据城市道路服务水平评价方法,对济阳路周边路网的交通运行状况及存在问题进行分析评价。并依据区域总体规划、道路网规划及经济发展趋势,采用四阶段预测法,对济阳路快速化改建未来特征年的交通需求进行预测分析。依据分析结果,从路网建设、交通组织管理等角度,给出近远期实施项目建议。