基于系统优化方法的交叉口规划方案研究

为有效地提高城市网络中交叉口的运输能力,提出了一种交叉口方案研究的模式,建立了一套以系统网络效率最大化为目标、以土地利用和道路交通设施为研究依据的技术路径.案例应用结果表明,该方法有利于集约化配置道路资源.     

基于网络综合效益的交叉口公交信号优先

为研究公交信号优先对路网的影响,首先论述了研究背景及常用的公交信号优先策略,然后阐述了网络交叉口群的概念,通过对网络交叉口群中的交叉口之间的关联性进行分析研究,为网络交叉口群中进行公交信号优先对其他周边交叉口的影响提供分析基础,并在此基础上建立了以网络交叉口群人总延误减少量最大化为综合效益的目标函数,同时进行了约束条件的分析,最后通过案例分析对模型进行了求解。     

基于网络均衡的交叉口分流率计算方法

为研究交通需求的空间分布对网络瓶颈的影响,提出了基于网络均衡的交叉口分流率计算方法,以随机型用户均衡网络为对象,研究网络均衡状态下的路段选择率、交叉口分流率及其相互关系,以Dial加载为基础,根据概率原理和权理论推导得出单路段和双路段选择率的计算公式,根据交通网络均衡状态下的路段选择率和MSA算法与Dial加载的关系,推导了交叉口分流率和分叉流量的计算公式,用数值实验验证了提出的方法的可行性。     

公路Y型交叉口改造设计研究

交叉口是公路网络中的基本节点,其型式对交通运行状况与交通安全有着重要的影响.由于受多种因素的影响,目前公路网络中存在一定数量的Y型交叉口,这种畸形交叉口的存在,既降低了车辆运行效率,又容易引发交通事故.因此,从Y型交叉口的冲突点分析入手,对Y型交叉口的改造设计方案作一研究,这对于正确合理地进行交叉口渠化设计和交通组织,以及充分发挥道路网整体交通功效具有重要的意义.     

基于模糊时序网络的城市路网关键交叉口识别方法

在城市路网拓扑结构和动力学过程的基础上，增加对其时序特性的考虑，提出适用于城市路网关键交叉口识别的模糊时序网络模型。首先，阐述一般时序网络的描述方法和超邻接矩阵时序网络模型的原理，分析其优势以及将其用于城市路网分析的局限性；然后，提出优化措施，一 方面结合交通网络的功能特性，以动态交通参数构造单个时间步网络的层内交叉口交互强度模糊指标，另一方面借鉴并改进邻居拓扑重叠系数，对其进行模糊化处理，实现两相邻时间步网络层间交叉口关联强度的差异化表达；之后，在改进时间步层内、层间关联描述矩阵基础上，搭建模糊超邻接矩阵(Fuzzy Supra-adjacency Matrix, FSAM)时序网络模型(FSAM模型)；最后，以某城市核心区域147个交叉口构成的路网数据验证模型有效性。结果表明：以时序网络模型分析交叉口重要性非常必要，以中位数表达交叉口在时段内的重要性排序更为可靠；FSAM模型对交叉口重要性的排名时间序列有阶段持续性特征，且相比于特定时间步下基于单一指标的关键交叉口识 别结果具有更丰富的内涵；不同时间颗粒度下，FSAM模型对交叉口重要性排序的一致性较好，结果较为稳定。综上，该模型可供城市路网关键交叉口识别之用。     

一类点权网络的最小费用流问题

以城市路网为背景求最小费用流时不能忽略交叉口的费用和通行能力限制,但由于交叉口延误等费用和通行能力具有方向性,普通最小费用流算法无法直接应用于这类问题.文中以节点权重表示交叉口的延误和通行能力,将城市道路网表示为一个节点具有分方向权重的点权网络,提出了一个改进的最小费用路算法求解这类点权网络中的最小费用流问题.算法计算时间复杂性为O(nmf0).以一个数值算例说明了算法的应用.     

基于FCM聚类的复杂交通网络节点重要性评估

网络关键节点的评估与选择对于区域交通信号控制系统的实施具有重要意义,国内外广泛应用的SCOOT/SCATS等区域交通控制系统关键交叉口的选取往往以交通流量大小、节点间距等为参考,较大程度上依赖经验. 本文以节点连接度、节点介数和交叉口高峰小时交通流量为评价指标,应用FCM模糊聚类方法给出交叉口的重要性分类方法,实现城市复杂交通网络的关键节点选择,并以北京市长安街沿线周围交叉口为例进行了实证研究. 研究表明：当聚类数取3、4和5时长椿街路口、府右街南口和和平门路口均呈现出极高的聚集性,且聚类中心体现的交通特性与实际工程中的关键交叉口基本相同. 本文方法可为区域交通控制系统的关键节点选择提供理论基础.     

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网络关键节点的评估与选择对于区域交通信号控制系统的实施具有重要意义,国内外广泛应用的SCOOT/SCATS等区域交通控制系统关键交叉口的选取往往以交通流量大小、节点间距等为参考,较大程度上依赖经验. 本文以节点连接度、节点介数和交叉口高峰小时交通流量为评价指标,应用FCM模糊聚类方法给出交叉口的重要性分类方法,实现城市复杂交通网络的关键节点选择,并以北京市长安街沿线周围交叉口为例进行了实证研究. 研究表明：当聚类数取3、4和5时长椿街路口、府右街南口和和平门路口均呈现出极高的聚集性,且聚类中心体现的交通特性与实际工程中的关键交叉口基本相同. 本文方法可为区域交通控制系统的关键节点选择提供理论基础.     

基于改进度的城市路网元素连接特性

结合城市路网车道属性(数量、宽度与方向等) 扩展了复杂网络中度的定义, 分别研究了原始法和对偶法下城市路网中交叉口和道路元素的连接特性; 考虑实际路网与居民出行认知特性, 将交叉口定义为节点, 基于赋名道路法与类Stroke分析从居民认知角度界定道路元素, 重点结合机动车道数改进原始度的概念; 在新的路网元素界定下, 使用基于改进测度的平均最近邻度方法分析了交叉口与道路的连接特性, 并考虑现有方法的不足, 提出了连接系数的概念, 更好地明确其连接关系; 以厦门市主城区为例对分析方法进行验证, 分析了主城区路网连接特性。研究结果表明: 该城市交叉口元素网络和道路元素网络皆为无标度网络, 其幂指数分别为1.69、2.70;路网元素的连接皆以某一节点为临界呈现分段特性, 其中, 基于改进度的连接系数邻界点取值分别为3.40、8.33;道路元素的等级测度临界点取值为5, 基于等级测度的连接系数临界点取值为3, 从这一角度来看, 城市路网并非简单的同配或异配网络; 提出的路网元素连接特性分析方法对城市路网拓扑特性的认识及路网演化模型的构建具有重要意义。      

基于二流理论的宏观交通评价模型的建立

为研究宏观道路网络交通特性,以二流理论为基础,建立道路网络宏观交通特性的评价模型。该模型引入图论的分析方法,考虑可达性的评价指标和街道的实际交通情况,全面而抽象地描述城市道路网络路段与交叉口之间的关系,并给出道路网络宏观交通特性的评价指标,最后以一简单实例说明利用该模型评价城市道路网络宏观交通特性的过程。     

预防道路交通网络级联失效的交叉口扩容策略

道路交通网络遭受攻击后,有可能产生大规模的拥堵,引发级联失效,对整个交通网络产生灾难性的后果。提出了一种预防道路交通网络级联失效的交叉口扩容策略。构建了级联失效的容量-负荷模型和预防级联失效的交叉口扩容算法,该算法能优化确定扩容的交叉口及其扩容量。仿真试验表明:有选择性地对路网中某些交叉口的容量扩大一定的倍数,能有效预防特定交叉口遭受攻击后引发的级联失效。     

基于遗传算法的交通信号优化控制研究

通过对信号交叉口延误模型的研究,提出了一种新的相位配时优化算法。此算法是将遗传算法引入到延误模型中,以信号交叉口车辆的平均延误最小为目标,考虑交叉口服务水平等多方面的限制,建立新的模型算法,并将其应用于常州市的典型交叉口,获得较好的优化结果。     

冰雪条件下信号交叉口交通流特性分析

冰雪条件下信号交叉口的交通流与正常天气下相比会在定性和定量两方面产生变化,针对这一问题的专项研究是研究冰雪条件下信号交叉口周期优化和通行能力的基础和前提.文中从信号交叉口车流特征出发,系统研究单点控制信号交叉口的车流基本参数在冰雪条件下的特性变化,并着重研究信号交叉口车辆时间损失特性,建立了冰雪条件下信号交叉口车辆延误时间影响模型.进一步以信号交叉口各进口道和整体交叉口车流为对象,根据自然形态区分的各类冰雪条件分别进行研究和建立相应模型,通过模型计算与实测结果的比较分析得出结论.     

高架桥下的城市平面交叉口设计改善

构建高架立体交通是许多城市改善和缓解交通拥堵的重要方法之一,高架桥下的平面交叉口相比城市一般平面交叉口具有不同特性,研究高架桥下的平面交叉口特性、交通特征以及管理控制情况,对提高和改善交叉口的通行能力具有重要作用。以太原市为例,研究延伸性高架桥下平面交叉口的交通特性,以并州南路和南内环街交叉口为主要研究对象,从高架桥构建的交通区域系统和平面交叉口两个方面分析,提出提高交叉口通行能力,改善交通状况的交通管理的对策。     

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在城市交通控制中,很多研究尝试为多个信号交叉口设计最优的协调控制方案,从而使得车队在通过多个交叉口时能够获得一系列连续的绿灯信号,无需停车、不间断地运行,这样可减少一些不必要的停车延误时间,而这种停车延误在现实中往往比较可观. 此类协调控制的主要目标之一是获取最大绿波带,通过调整各个交叉口之间的相位差以及各个交叉口本身的相序来实现. 目前在实际中得到应用的有关模型和方法大多是以混合整数规划为基础的一种线性最优化模型,最早由Little等人于1966年提出. 这种模型的基本局限性在于,对于面控系统,需要引入数量众多的复杂约束. 本文提出了一种新型简便的最优化方法,通过最大化可变绿波带实现对干线和网络各信号交叉口的最优协调控制. 从应用范围来看,该方法与混合整数规划方法的不同点在于规避了对实施协调控制的道路网络的封闭性要求,因而是一种全新的方法. 此外,本文还利用2个实例对该方法在交通信号协调控制中的有效性和实用性进行了验证.     

基于VISSIM仿真的城市道路交叉口优化设计

城市道路交叉口是各类交通汇合、转换的地点,是组织道路交通的控制点。通过对平面交叉口存在的主要问题的分析,提出了以交叉口渠化以及信号控制为重点的优化设计方案,并以案例研究为依托,结合VISSIM软件仿真,对交叉口改善前后的通行效率进行对比,论证了平面交叉口优化设计内容的可行性。     

基于改进PageRank算法的路网重要交叉口筛选方法

为便于对饱和交通状况下的城市道路交叉口进行分级管理,需解决城市道路交叉口的重要性排序问题,综合考虑全路网中各交叉口之间的静态结构连接关系和动态流量影响,在改进PageRank算法的基础上,提出了能够反应全路网动态变化的交叉口繁忙程度指标,并将该指标用于路网重要交叉口排序筛选来分析交叉口的状态。研究结果表明:排序越靠前的交叉口越繁忙也越重要,交叉口繁忙程度指标综合考虑了全路网交叉口状况,弥补了以饱和度为评价指标只能片面衡量单个孤立交叉口状态的不足,更准确地反映了饱和交通状况下交叉口之间的相互影响;本文方法排序结果与饱和度评价指标排序结果相比,40%交叉口的排序升降幅度在3位以内,30%交叉口的排序平均下降了7位,其余30%交叉口的排序平均上升了8位。该研究结果为饱和交通状况下交叉口的合理分级提供了量化手段,有助于及时发现急需管控的交叉口。      

中心城区干道交叉口截流卸载设计与实例应用

提出一种新理念,即:通过干道交叉口信号控制,实现对中心区交叉口截流卸载.中心交叉口往干道外围交叉口设计单向绿波信号协调,使得车流向干道两端能够迅速卸载;外围交叉口往中心交叉口设计红波,使得车流在外围交叉口适当截流,以缓减城市干道中心区交叉口交通压力.以保山市正阳路为例,以中心交叉正阳路与保岫路交叉口为基准点,结合交叉口车辆单口放行方式的干道单向绿波协调控制,进行截流卸载设计.在工程实际应用中取得了较好的效果.     

信号交叉口通行能力计算方法

目前计算城市交通网络信号控制交叉口通行能力的方法很多,适用范围各有不同。混合交通流是中国城市交通的特点。计算混合交通条件下城市信号控制交叉口的通行能力一直是众多交通领域专家学者研究的课题。以一个典型十字型信号交叉口为例,分别用目前中国常用的三种计算通行能力方法(冲突点法、停车线法、美国法)计算该交叉口的通行能力,并将结果与实测通行能力进行比较。比较结果显示冲突点法算得的结果与实测结果最接近,而停车线法和美国法算得的结果都偏大。因此,冲突点法是一种较适用于中国交通条件及混合交通流特性的通行能力计算方法。     

基于深度学习的交通信号灯实时决策研究

为有效缓解城市交通压力,提升交通信号控制的智慧化水平,提出一种基于图像识别并融合深度学习的多交叉口交通信号灯实时决策模型方法。采用图像识别的方法判别拥堵状态,搭建区域多交叉口交通信号灯实时决策模型,以总调度期内通行评分最高为目标函数构建深度学习网络;采用机器学习思想优化决策方案,通过预训练增加决策方案容量并缩短现场决策时间,达到实时决策的目的;将研究模型应用于湖北省武汉市武昌区中山路路段,并进行模型论证和结果分析。研究结果表明,所提出的模型方法能有效解决区域多交叉口交通信号灯联合调度问题,可为交通管理者提供更合理的决策方案。