高速公路交通流控制仿真的若干问题

本文从控制理论和计算机仿真的角度，结合高速公路交通流的确定性和随机性共存的特点，提出了高速公路交通流控制仿真的若干问题，阐述了利用计算机仿真解决这些问题的必要性，详细列举了高速公路交通流建模，仿真优化，参数辨识，交通流状态估计，控制策略和方法的选择，控制系统效果评价及系统实现等问题。     

基于BP神经网络的高速公路动态交通流预测

以高速公路交通流预测为研究对象,建立了基于BP神经网络的参数动态修复交通流预测模型。以高速公路宏观动态交通流模型为原型,利用分段辨识法分析了高速公路交通流特性。对BP神经网络层数和神经元的确定,以及转移函数的优化选择进行了深入研究,并给出了基于BP神经网络交通流预测模型的建模方法。对西宝(西安-宝鸡)高速公路交通流实时数据进行了采集、建模和仿真。通过仿真结果与实际结果比较,验证了该模型具有较高的可信度。     

高速公路动态交通流的模型与仿真研究

从高速公路交通流的宏观，动态特性出发，首先给出了交通流控制和仿真中常用的宏观，动态，确定性交通流模型，通过对各种交通状况的分析，指出该模型存在的缺陷，在此基础上提出了一种改进模型，仿真结果表明，改进模型能够比较准确地描述交通流真实行为。     

高速公路短时交通流预测方法对比分析

高速公路短时交通流预测对于高速公路智能管控具有重要意义。通过总结不同文献中关于高速公路短时交通流预测的研究内容，发现了目前高速公路短时交通流预测研究存在的不足，给出了高速公路短时交通流预测的流程，对高速公路短时交通流预测模型进行了分类比较，明确了不同模型的适用场景和优缺点，通过具体案例数据分析比较了KNN模型、SVM模型、LSTM模型的预测精度，研究发现KNN模型的预测精度最高，明确了数据质量和算法精度是交通流预测的关键。本研究可以为高速公路短时交通流预测发展提供借鉴。     

高速公路交通流中等密度区的可变速度和入口匝道联合控制

本文在已建立的高速公路交通流宏观、动态、确定性模型的基础上，结合交通流中等密度区（15≤P≤Pcrit辆／公里／车道）流量大、车速高且存在潜在不稳定等特点，提出了高速公路交通流中等密度区的主线可变速度控制和入口匝道局部积分反馈联合控制策略，最后利用计算机仿真对控制效果了验证，结果表明，采用主线可变速度控制和入口匝道联合控制策略可以消除某些阻塞。     

高速公路动态交通流的建模与控制策略

从高速公路交通流的宏观、动态特性出发，首先给出了交通流控制和仿真中常用的宏观、动态、确定性交通流模型，并结合交通调查数据，利用仿真和优化技术对模型中的参数进行辨识，从而获得了能比较准确地描述了交通流真实行为的模型，然后提出了低密度区的可变速度控制，中密度区的可变限速和入口匝道联合控制及出口匝道分流和入口匝道协高控制模型，并给出了上三个问题的最估解，最后利用计算机模拟了受控和未控交通流，其结果令人满     

高速公路模糊神经网络限速控制与仿真研究

高速公路限速控制是一个非线性时变系统,难于用数学模型准确建模,提出一种模糊神经网络实现限速控制。本文阐述了网络的结构和学习算法,根据高速公路车辆群状态、路面性能、气象条件等,建立交通流速度限制模糊神经网络模型,并进行了仿真研究。仿真结果表明网络训练速度快、精度高,适合交通流限速控制的在线建模。该方法切实可行,可使交通流更加均匀、稳定,从而提高主线运行的安全和效率。     

基于自适应加速度的高速公路合流部交通流合流仿真模型

针对高速公路合流部的合流特性,将高速公路合流部交通流合流分为自由合流和强制合流,根据驾驶员合流行为的心理特性和道路的物理属性,导入自适应加速度的概念,提出基于不等式方程组的高速公路合流模型,并与智能驾驶员模型结合,提出基于高速公路合流部交通流仿真模型。应用JAVA对该模型进行交通仿真,再现了高速公路上合流部典型的局域堆积群交通堵塞和同步态模式交通堵塞的现象。     

基于尖点突变理论的高速公路交通流状态判别方法

为准确掌握高速公路交通流的运行状态及变化规律,给驾驶人和高速公路管理者提供科学决策依据,通过分析传统交通流计算模型存在的不足,对现有高速公路交通流状态划分方法和基于尖点突变理论的交通流模型进行改进,并引入混沌状态和突变区间的概念,同时添加大车混入率作为改进后的模型参数,得出不同大车混入率下混沌流状态、自由流状态和非自由流状态下的判别标准。以八车道高速公路标准路段为例,借助VISSIM交通仿真软件模拟车流的实时运行状态及变化过程,计算获得仿真情形下不同交通流状态的判别标准和方法。通过对典型高速公路代表性路段实测数据的统计分析,验证了判别标准和方法的合理性与可行性。研究结果表明:交通流在自由流和非自由流状态之间转变时,存在着一种短暂的突变,呈现出一种混沌流的状态;大车混入率对行车速度和时间占有率影响明显,可以对应获得混沌流、自由流和非自由流状态的判别标准;将仿真所获得的交通流状态界定标准与中、美高速公路服务水平划分标准进行对比,自由流状态处于二级或C级及以上服务水平,而且对自由流服务水平的标准要求更高。该方法对于高速公路运营管理、养护路段划分、安全性评价等具有科学、便捷、实用、可行的实际意义。     

高速公路交通管理系统仿真研究

文章简要回顾了国内外关于高速公路交通管理系统的仿真评估研究,针对目前国内研究的不足之处,提出了高速公路交通流建模、建立ATMS体系框架、建立高速公路交通管理系统的仿真评估环境和发展ATMS系统评估原理及方法的研究目标,详细分析对应的研究内容之后,提出了切实可行的研究技术路线。     

高速公路扩建项目施工区交通组织方案优化

针对高速公路扩建工程施工工艺，对常见施工工作区类型进行了划分。在交通流调查基础上，对高速公路施工区各控制区段的速度分布规律进行了分析。以南京市机场高速公路扩建项目为例，以实际调查数据为基准，结合VISSIM软件仿真实验结果，对几种典型工作区内部的交通组织提出了相应的设计方案。仿真结果表明，当高速公路施工区上游过渡段长度设置为50m时能显著提升工作区的通行效率和安全性。     

高速公路稳态交通流的最优问题

本文针对高速公路稳态交通流，首先建立了高速公路稳态交通流模型，并将总服务流量，行程时间作为稳态控制的性能指标，提出了稳态交通流状态下的两个最优问题及解法。     

高速公路交通流混沌特性研究

提出了一种基于Zuo Binwu矩阵算法的判别交通流混沌的最大Lyapunov指数改进算法，并用这种改进算法和功率谱法研究了高速公路实测交通流的混沌问题。绘制了高速公路交通流实测的时间序列的功率谱曲线。通过分析这种车头间距的功率谱曲线，可以明显地观察到交通流频谱出现了噪声和宽峰的变化。应用最大Lyapunov指数改进算法计算这些时间序列的最大Lyapunov指数，用它判定实测交通流是否存在混沌现象。结果表明高速公路实测交通流中存在混沌现象。最后对结果作了分析．得出了对于研究与应用交通流有益的结论。     

用元胞自动机模型分析货运车辆对高速公路交通安全的影响

在NS模型的基础上，提出了一个高速公路双车道元胞自动机模型，考虑车辆超车换道行为，并设定发生交通事故的条件，以分析与衡量货运车辆对高速公路交通安全的影响。通过向交通流中混入不同比例的货运车辆，模拟了各种比例下的交通流运行状况，分析了货运车辆与平均速度、换道率、事故率等指标之间的关系。模拟结果表明，货运车辆会对高速公路交通流产生扰动作用，影响行车安全：随着货运车辆比例增大，交通流平均速度减小，换道率和事故率上升。     

基于交通安全的高速公路出口区域限速确定方法研究

高速公路出口区域分流车辆常因不能充分减速高速驶入匝道，而引发追尾事故。文中应用微观仿真软件Vissim模拟沪蓉高速公路宜昌至恩施方向野山关出口处交通流状况，提出了一种改善出口处行车安全的分段限速方式，并对几种限速措施的效果进行了评价。     

高速公路交通流的建模与入口匝道最优控制

针对ＭＡＲＫＯＳ ＰＡＰＡＧＥＯＲＧＩＯＵ（１９９０）所建立的交通流模型在高速公路某路发生阻塞现象时不能反映这一路段交通流起初状态的局限性，给出一个改进的交通流模型，在新模型基础上构造了入口匝道最优控制问题，计算机仿真结果表明本文的控制策略在降低入口匝道平均等待时间、提高服务流量等性能上有较好的控制效果。     

基于ALINEA控制的高速公路入口匝道及主线交通流仿真研究

高速公路入口匝道的ALINEA控制是一种典型和有效的感应控制。文中就ALINEA控制对高速公路匝道及其主线上交通流的影响进行分析和研究,采用TSIS交通仿真软件,在固定期望占有率、改变匝道调节率更新时间和调节率参数的情形下,获得交通流的实时数据。仿真结果表明,这两个参数的变化对匝道上车辆排队消散所需时间和车辆累积延误时间均有重要影响。     

集装箱卡车对高速公路人口匝道通行能力影响的仿真分析

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素.结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响.研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设...     

高速公路交通管制策略仿真评价

针对高速公路交通管控措施的评价问题,提出基于交通仿真软件的评价方法.交通仿真技术克服了传统方法的局限,为高速公路的管制研究提供了一种新的、高效便利的研究手段.对高速公路常用的交通管制策略进行分析,提出高速公路的交通仿真模型.最后以广清高速公路为例,通过VISSIM对实施交通管制手段的高速公路交通流进行模拟仿真,建立微观交通仿真模型,考察了交通管制措施的实施效果,从而为优选出最优的交通管控策略提供科学合理的依据.     

集装箱卡车对高速公路入口匝道通行能力影响的仿真分析

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响。研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设计提供参考依据。