随机用户均衡交通分配问题的蚁群优化算法

研究了出行者对路网熟悉程度的指标与交通流分配均衡性之间的关系, 提出了具有指数形式信息素更新策略的随机用户均衡模型蚁群优化算法, 建立了从Logit模型加载, 到交通需求确认及路径流量、路段流量、路段阻抗、路径阻抗迭代计算的交通分配动态循环流程; 计算了Nguyen-Dupuis路网模型中各路段的流量与阻抗, 并与连续平均算法计算结果进行比较; 通过调节出行者对路网熟悉程度的因子, 分析了蚁群优化算法与连续平均算法的敏感性。研究结果表明: 采用连续平均算法和蚁群优化算法计算的路段流量分布分别为20~280、40~260pcu, 蚁群优化算法的流量分布区间减小了15.4%, 路段流量的最大值减小了7.1%, 因此, 采用蚁群优化算法计算的路段流量较为均衡; 采用蚁群优化算法时, 在Nguyen-Dupuis路网模型中各路段流量的标准差从65pcu降至48pcu, 88%可选路径的阻抗分布在61~64, 且84%的路径阻抗低于采用连续平均算法计算的阻抗, 因此, 采用蚁群优化算法减少了用户出行时间; 当路网熟悉程度分别为0.01、0.1、1、2、7、11时, 采用连续平均算法计算的路段流量标准差分别为75、65、50、47、45、45pcu, 采用蚁群优化算法计算的路段流量标准差分别为48、48、48、47、43、43pcu, 可见, 随着路网熟悉程度的增大, 分配在各路段上的流量范围逐渐减小, 标准差趋于稳定, 信息素更新策略对出行者的路径选择概率影响越明显, 出行者选择阻抗小的路径的概率变大, 因此, 采用蚁群优化算法对路段的流量分配逐渐优于连续平均算法。     

上海道路交通排堵保畅近期措施

一,优化交通组织,提高通行效率 1.实施"保高架"措施:内环高架、南北高架、延安路高架若干上匝道早晚高峰实施关闭;利用30个上匝道的实时监控系统控制调节高架流量;对严重不畅的19个下匝道实施信号调整、路口渠化等措施;进一步优化延安路隧道等连接高架系统越江设施周边地区的交通组织;整个高架全天限制性能、车况差的车辆通行.     

缓解上海南北交通拥堵的规划构思

上海市南北高架路，规划双向6车道规模，实际运行通过划线组织双向6～8车道，南起卢浦大桥，北至S20公路，全长18．1公里，贯穿上海市中心区。南北高架路沿线包括徐家汇路匝道、淮海中路匝道、延安东路立交、南京西路匝道、天目中路立交、中环立交等，是上海市南北向主要快速通道，多处立交可以直接联系中心城内核心区域。由于沿线大多路段无论高峰非高峰时段均处于拥堵或缓行状态，是上海市中心城交通拥堵最严重的道路之一。为此，本文提出了一种新的思路和对策．缓解南北高架拥堵问题。     

基于合理路径的拥挤路网交通状态分析方法

为防止路网交通拥堵的扩散,考虑路段状态指标饱和度和行程时间的影响,建立了基于合理路径集的路网分析模型.将非拥挤区域从内到外分为控制层、诱导控制层、诱导层和无关层4个层次,反映了路网状态的空间分布和潜在演化趋势.基于交通分配得到的流量,对本文的状态分析模型进行了数值验证,仿真结果表明:各层次路段在路网中的比例随流量的增大而变化,且拥堵区域呈现扩张趋势;高峰时段各层次路段的比例为20%、5%、10%、10%和56%;同层次中饱和度越大的路段对拥堵区域的影响越大.     

基于数据挖掘的城市快速路拥堵关联特征分析——以上海市为例

以上海市南北高架与内环高架快速路线圈检测数据为数据支撑,基于关联规则挖掘理论,设计事务内与跨事务两种类型的交通拥堵关联规则的挖掘方法,并利用统计学方法得到的断面拥堵相关性计算结果进行关联规则筛选,挖掘出断面拥堵之间的强关联规则;最后,对断面拥堵关联规则之间的时空特征与网络特征进行了分析.     

城市快速路交通拥堵持续时间分布特性研究

依托上海市南北高架西侧的交通流数据,引入生存分析方法,建立基于风险的交通拥堵持续时间模型。其根据大量交通拥堵样本的时间属性,采用Kaplan-M eyer非参数回归模型定量估计拥堵持续时间,并按星期数、高峰时段、数据年限、样本位置和天气划分五类影响因素,从生存函数和危险函数两个方面,分析拥堵持续时间的时空分布特性。结果表明上海市南北高架西侧的交通拥堵持续时间70％能在1小时内消散,在不同类别的影响因素下分布特性存在明显差异。     

基于在线地图交通态势分析的路网拥堵状态识别

为了实现道路网实时拥堵状态识别,以在线地图的历史延时指数为基础,用相邻路段有效拥堵状态发生时间顺序、持续时间阈值和流向流量关系识别传播性拥堵,用拥堵发生频率和持续时间阈值识别单路段系统拥堵,由此确定特定周期内的系统拥堵路段集合Nmax.以其集合范围内相邻路段时刻t的延时指数,以及其邻近拥堵持续时期的皮尔逊相关系数计算传播性系统拥堵程度值DtS;以非传播路段时刻t延时指数计算DtS?;综合前两者得到路网系统拥堵综合程度DtN,并找出该周期内的极限拥堵程度量化值.用Nmax内路段实时延时指数和实时拥堵路段数与极限拥堵状态对应的数值进行比较,计算实时拥堵程度的量化值.经实验证明,该方法能够反映路网系统拥堵形成的规律,实现路网实时拥堵状态的快速识别.     

城市信号控制路网中的路段行程时间估计方法

为了精确检测城市信号控制路网中的路段动态行程时间, 分析了路段流量受交通信号控制策略影响的波动规律, 提出了基于交通量图偏移的路段行程时间计算方法。研究了不同断面交通量图的相似性, 根据最大相似度时交通量图的偏移, 计算了断面间路段动态行程时间, 并与调查结果进行了比较。比较结果表明: 在城市路网封闭路段, 平峰、高峰的不同时间长度内(5、10、20 min), 平均行程时间最大平均相对误差为7.1%, 因此, 计算方法可行。     

上海市高架路非高峰时段拥堵状态与成因分析

为缓解上海市高架路非高峰时段的拥堵,对上海市高架路非高峰时段拥堵状况与成因进行研究.首先,基于百度地图实时数据识别拥堵常发路段及其拥堵特征;其次,基于上海高架路小时流量数据、土地利用数据以及建筑物普查数据,采用线性回归等方法,通过分析上海南北高架路东侧出入口匝道小时流量与其影响范围内土地利用的关系,发现匝道车流量与其影...     

对实施"延安路隧道空车禁行"措施的探讨

目前,延安路隧道日均双向机动车流量在9．3万辆次左右,工作日高峰小时流量在2900—3000辆左右,饱和度达到1．1。双休日延安路隧道高峰时段流量也达到2700辆,饱和度约为1．0,拥堵严重。尽管目前高峰时段禁止出租车通行,但仍无法解决延安路交通拥堵的局面。     

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了解路段旅行时间随交通状况变化特性对利用探测车等新式交通检测技术估计交通状态非常重要.基于交通微观仿真模型,分析了路段旅行时间随交通状况的变化特性,验证了平均路段旅行时间是否能够采集通畅、拥挤到堵塞这三个状态,以及是否能细分这三个交通状态.结果表明：（1）平均路段旅行时间能够判断上述三个状态;（2）在拥挤阶段,随着交通状态恶化,平均路段旅行时间逐步增加,因此能够细分拥挤状态为多个子状态,但由于在通畅阶段,即便流量增加,平均路段旅行时间基本不变,因此无法细分通畅状态,细分通畅状态需要流量信息;（3）路段旅行时间在拥挤状态时处于双峰分布,难以用少量的探测车提供的数据可靠地估计平均路段旅行时间.     

基于BP神经网络的Q-学习可变限速控制对拥堵路段交通流的优化

为提高可变限速(variable speed limits,VSL)控制对高速公路交通流的控制效能,提出一种连续状态下BP神经网络的Q-学习VSL控制方法。以路网总通行时间、路段内平均速度、平均密度和平均流量为评价指标,应用VISSIM4.30与MATLAB软件对比分析采用与不采用BP神经网络的Q-学习VSL控制时,入口匝道和主线合流区域附近潜在拥堵路段对交通流的影响。结果表明,基于BP神经网络的Q-学习型VSL控制方法对主线瓶颈区域上游易拥堵路段的交通流有明显的优化作用。     

山区小城市机非混行道路行程时间修正模型研究

为准确估计山区小城市路段行程时间,以山区小城市道路为研究对象,在分析其交通特性和传统BPR模型的基础上,通过定义路段累计流量,构造了基于路段累计流量的机非混行道路行程时间修正模型。采用人工记录法获取非拥堵状态下的实测数据,并通过VISSIM仿真得到拥堵状态下的实验数据,根据大量数据标定修正BPR模型的主要参数,并对两种模型进行误差分析。结果表明:山区小城市干路行程时间估计中,修正BPR模型的误差均值为4.597%,传统BPR模型的误差均值为35.021%;支路行程时间估计中,修正BPR模型的误差均值为3.120%,传统BPR模型的误差均值为46.737%。修正BPR模型的估计效果明显优于传统BPR模型,且非机动车干扰对支路路段行程时间的影响更为显著。     

基于车牌照数据的通勤特征车辆识别研究

近几年来,交通拥堵日益成为大中城市最严重的交通问题之一,而由通勤行为 引起的早晚高峰交通拥堵最为突出,严重影响了城市居民的出行和交通系统的运行.因 此,本文从车辆的角度出发,采用上海快速路牌照识别系统采集数据,通过k-means 聚类 数据挖掘方法,提取路网中的通勤特征车辆,并分析了通勤特征车辆在路网中的出行时 空分布.分析得出,在上海快速路网中,占全部检测车辆2.8%的通勤特征车辆在早晚高峰 时提供了高达36%的交通量.在早高峰时段,识别出的通勤特征车辆主要分布路段为中环 外圈、陆家嘴方向、逸仙高架和沪闵高架;晚高峰时段,基本集中在与早高峰的相反方向. 研究结果表明,本文基于车牌照数据的数据挖掘方法,可以有效地提取通勤特征车辆并 研究其出行行为的时空特征,能够为城市交通拥堵问题的缓解和交通需求管理政策的提 出提供辅助决策信息.     

重庆交通智能时代即将真正到来

重庆市交通指挥中心的屏幕上显示出一组数据:嘉陵江大桥车流量达到每小时804次,这与该桥每小时1273次的平均流量和2280次的高峰流量还有一段距离;这一刻大桥占道率达到40%,通行基本正常。据参与重庆交通智能网建设的金卡路桥信息产业公司介绍,如果车流量达到平均流量,车辆将行驶缓慢,而达到高峰流量,该路段的红绿灯控制、交通疏导措施将作出全面调整,而这一切所依据的信息的采集、分析、融合、存储、传输都是基于交通智能网络平台。这一项目已实施了5年。目前该系统已收录了全市所有车辆、道路、流量信息,下一步包括车辆的     

基于关键路段流量限制的动态交通分配研究

针对高峰期路网各路段流量分布的不均匀性以及出行时间延误大的现象,将关键路段引入到动态交通流量的分配中,考虑关键路段对路网上流量分布的影响,在进行动态交通配流的过程中对关键路段上的流量进行控制。本文以系统总出行时间最小为目标,建立基于关键路段流量限制的动态交通分配模型,根据高峰时段路网上流量的特性与不同路段的不同特性,将关键路段的流量限制在合理的范围内,把超出其容量的流量合理转移到其他路段上,进行流量的协同分配,保证路网的正常运行,提高路网效率,从而缓解高峰期拥堵现象。最后设计了相应的遗传算法对模型进行求解,得到了各路段上流量的合理分布。     

路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理

为尽快将路网宏观基本图理论应用于实际交通管控中,利用车流波动理论从交通流状态演化的角度分析路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理。以日本京都市的实际观测数据验证部分结论的可靠性。通过理论研究及案例分析发现:1)路网中低密度、高流量的交通流状态经过拥堵流状态后转化为低密度、低流量的交通流状态是磁滞现象产生的重要原因;2)在相同路网车辆数的条件下,相较形成过程,磁滞环的消除过程会使得路网中产生更多的拥堵路段及拥堵溢出点;3)当路网中存在非拥堵路段可供逐渐增加的车辆选择时,路网宏观基本图有可能在磁滞环形成过程中出现路网车辆数持续增加、但路网总流量保持不变的奇异现象。     

山区公路交通安全保障措施模拟评价

以云南小磨路K109+600~K122+024路段上的隧道群、陡坡与混行路段为试验样本路段, 应用虚拟视景生成系统建立了路段三维静态与动态模型。在隧道内设置倒伏示警柱、视觉标线与常规标线3种中央隔离设施, 在爬坡路段与混行路段上均设置附加车道, 对比分析了3种路段上的平均车速与车辆平均横向位置, 并评价了3种安全保障措施的效果。分析结果表明: 在隧道内, 3种中央隔离设施下的平均车速标准差分别为9.74、10.01、10.40 km·h^-1, 车辆平均横向位置标准差分别为0.54、0.70、0.69 m, 说明设置倒伏示警柱后, 车辆保持较好车速和横向位置; 在爬坡路段上, 当交通流量不超过1 000 pcu·h^-1时, 设置附加车道有利于主线路车辆车速的提高; 在混行路段上, 当非机动车流量分别为500、800 pcu·h^-1时, 设置附加车道后, 车速增大, 车速标准差减小, 车辆横向位置变大, 说明设置附加车道有利于提高和稳定车速, 并可减少与对向车辆的冲突。     

基于密度熵的道路交通事故影响范围分区模型

考虑路径阻抗的动态变化, 定义了网络初始荷载; 以事故持续时间为变量, 采用前景理论确定了网络负载重分配的方式; 根据交通流密度熵构建了耗散结构模型, 并与负载分配过程相结合确定了各路段的交通流密度熵变化率; 构建了基于聚类分析的交通事故影响范围分区模型, 通过仿真试验探讨了不同初始荷载和事故持续时间对分区的影响。仿真结果表明: 在交通量基数为800 pcu·h^-1时, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由3个增加到6个, 间接影响区有向路段由5个增加到18个, 说明受事故影响路段的熵处于快速上升阶段, 路网的级联失效不明显; 随着交通量基数增加到1 000 pcu·h^-1, 事故持续时间从20 min增加到30 min, 直接影响区有向路段由8个增加到19个, 间接影响区有向路段由16个增加到21个, 说明交通量对路网的影响主要集中在直接影响区。可见, 不同交通情况下, 各有向路段受到事故路段的影响程度明显不同, 随着事故持续时间与初始流量的加剧, 路网中有向路段的受影响程度均增大, 因此, 采用交通事故影响范围分区能够精细地描述道路运行状态的动态变化过程。     

变道约束下近邻交织区交通均衡组织方法

针对相邻较近的交织区车辆持续交织运行特点,以提高交织区通行效率及交通安全为目标,提出一种基于变道约束下近邻交织区交通均衡组织方法,旨在计算不同时段交通量所对应近邻各交织区的最佳提前变道诱导距离,以减少近邻交织区车辆相互干扰,降低平均交通延误,提高道路通行效率.对重庆市海峡路两段近邻交织区的日均交通量(4 092 pcu/h),早高峰时段交通量(5 340 pcu/h),晚高峰时段交通量(4 596 pcu/h),以及年均交通量(3 276 pcu/h)进行仿真建模分析.实验选取近邻交织区内累计平均延误作为近邻交织区的评价指标,利用仿真软件(Vissim 4.3)持续仿真 40次.结果表明,最佳提前变道约束距离为交织区长度的 60%,其相应的平均交通延误分别降低了57%、73%、63%和72%.