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模糊控制器的应用于1977年首次在文献中提出,其中指出对于有简单绿灯延时控制的单车道交叉口,模糊控制器比车辆感应式控制器更具优势。此后,模糊控制器有了进一步发展,关于交通信号控制的模糊逻辑方法的研究也进一步深入,该方法被陆续应用于无转向车流的双车道交叉口、无限制的单车道交叉口、多交叉口、相位顺序和相位时长控制、拥挤交叉口和路网等等,尤其在高负荷和不均衡交通流条件下表现出优于传统交通信号控制方法的特性。模糊逻辑方法可以改善自适应交通信号控制,改变自适应控制器和TMS的整个决策过程,很大程度上改善未来的交通需求管理方法,然而这类交通信号控制和交通需求管理方法的实际应用并不多见。在诸如沙特阿拉伯这样的发展中国家,学者应根据本国的特有情况研究基于模糊逻辑的交通信号控制与TMS的发展潜力,从而减少拥挤导致的各种损失。     

交叉口交通信号相位优化技术研究

提高通行能力,减少交通拥挤和事故,是城市交通管理的主要目的。目前解决城市平面交叉口交通流的冲突问题的主要办法是采用交通信号灯。根据交通流通过交叉口时形成的冲突点,提出相位优化原理,有助于完整地解决相位优化的网络图计算问题,为解决城市平面交叉口交通拥挤与事故提供多相位安排的理论依据。实例证明,此相位优化技术不仅具有理论价值,而且具有工程应用价值,可为城市交通实用管理提供参考。     

高速公路入口匝道的协调优化控制

为了实施高速公路路网交通流的优化控制,采用MATANET模型进行路网交通流建模,应用非线性最优控制方法,构造了路网入口匝道的协调控制模型。该模型应用全局实时交通数据,以总费用时间与密度控制的组合构建性能指标,能够提高交通运行效率,并有效处理交通拥挤。针对模型的非线性,应用遗传算法对性能指标进行优化,探究TTS-密度控制指标的优化对路网交通拥挤状况的控制效果。以南京市周边高速公路路网作为应用实例,验证了所研究模型与优化方法的可行性。     

拥挤定价理论发展及对我国城市交通管理的启示

拥挤定价作为城市交通需求管理的重要组成部分,是交通经济学的核心内容之一。本文综述了拥挤定价理论的发展历程和最新进展,提出了该领域的研究方向,分析了拥挤定价理论在实践中的应用效果,给出了我国推行该政策的建议,拥挤定价的实践表明该政策在控制交通流方面效果显著,该政策是否具有可操作性取决于公众的态度,这将是我国大中城市推行该政策的基本出发点和难点。     

基于CTM的信号优化设计及求解

为合理控制交叉口交通流,优化相位方案和信号配时,基于元胞传播模型和双层规划方法进行信号优化设计。以交叉口入口引道交通流为研究对象,改进元胞划分及其状态描述方法,建立了交叉口元胞传播模型;以相位优化问题为上层规划,以配时优化问题为下层规划,同时优化信号相位和配时。应用精确罚函数法转化下层规划后,集成遗传算法和混沌优化方法,设计了信号优化求解算法。实例计算结果表明:该算法克服了混沌优化在大范围内失效的缺点,提高了遗传算法的局部搜索能力和搜索精度,与相位固定的感应控制相比,车流总延误为270.2pcu.h,总延误减少了5.6%。     

基于3GS技术的高速公路交通监控系统研究

基于3GS（GPS,GIS,GPRS）技术提出了一种具有高速公路全线交通监控系统的设计方案,对该系统的功能、物理框架和逻辑框架进行了设计。重点分析了基于3GS的交通信息采集技术、基于人工智能的交通信息处理技术、交通拥挤判别与交通事件检测技术以及交通控制与诱导技术等交通状态监控的关键技术。研究表明：以3GS技术为手段,可以实时、准确、全面、直观地采集、传输与显示全路网的交通运行状况信息,能够实现快速、准确地判定交通拥挤和交通事件的发生以及交通拥挤类型、拥挤状态和拥挤排队长度,能够对拥挤条件下的交通流实行有效地控制与诱导。     

高速公路瓶颈区域可变限速控制方法

高速公路交通流处于高峰时,公路主线路段可能出现拥挤的瓶颈路段,导致车辆运行时间增加,路段运行效率降低等问题.本文从高速公路瓶颈区域路段交通流运行的时空特征出发,对现有的Papageorgiou模型进行扩展并考虑速度控制因素,使其适用于可变限速控制环境下的真实交通流运行状态,提出了适用于高速公路瓶颈区域的可变限速控制条件的改进模型,以控制周期内总通行量最大和车辆总行程时间最小为目标,建立高速公路主线可变限速控制优化模型.仿真结果表明,相对于固定限速控制,本文提出的可变限速控制方法可降低总行程时间7.45%,提高平均速度8.78%,表明该可变限速控制模型能在一定程度上缓解高速公路瓶颈区域的拥堵问题.     

基于优化SVM的城市快速路网交通流状态判别

以交通流率、速度和占有率为输入参数,采用交叉验证法优化模型惩罚参数C和核函数参数γ,建立以径向基为核函数的支持向量机模型,判断道路断面交通流状态;结合设计的道路网综合状态指数,依据自由流、拥挤流和阻塞流状态下占有率划分区间,构建城市快速路网交通流状态判别方法;最后以某一区域路网为例,进行了实证性研究．结果表明：该方法对道路断面交通流状态判别精度可达92．22％;同时能够实现道路网范围内对自由流、拥挤流和阻塞流状态的判别,判别精度可达86．67％．     

叠加放行信号控制方式适用条件及效益评价

在不考虑右转机动车通行相位的前提下,按照同一相位内不同方向交通流不冲突原则,得到了叠加放行4种基本相位相序方案,并分析了不同相位相序方案流量比适用条件及其它相关影响因素。根据叠加放行相邻相位交通流特点,给出了叠加放行各个相位关键车道组流量比、周期相位损失时间、信号周期确定方法,在此基础上建立了相位有效绿灯时间算法模型。采用最小信号周期、关键车道组总流量比等参数指标,对单口放行、对称放行、叠加放行3种信号控制方式效益进行了评价。最后结合实例,运用理论计算及VISSIM软件交通仿真两种方法,进一步验证了叠加放行信号控制方式在缩短信号周期、减少交叉口交通延误等方面发挥出的作用。研究结果表明：当交叉口进口车道流量比符合一定条件时,采用叠加放行信号控制方式,周期相位数增加但周期损失时间不变,而且通过灵活选取相位相序方案组合形式,可以充分利用道路时空资源,有效提高交叉口的通行能力。     

基于动态绿灯约束的感应协调控制方法研究

针对常规的协调控制无法自动调节绿信比适应变化的交通流需求，提出一种基于动态绿灯约束的感应协调控制方法。该方法首先以协调相位为界按照放行相序将相位划分为早断相位、协调相位，以及晚亮相位，然后基于协调设计带宽分别建立上述三种类型相位的绿灯放行约束计算模型，最后，使用模型动态生成相位的绿灯放行上下限时长，执行按实时交通需求自动调节绿信时长的感应控制。将所提方法应用到实际交叉口，各周期的相位绿信比能够动态调整，且东向西方向的协调带宽提高12.97%,西向东方向的协调带宽提高11.00%,结果表明所提方法不仅能根据交通流需求自动调节相位绿信比，还能有效提高实际的协调带宽。     

Network-Wide Traffic State Observation and Analysis Method Using Pseudo-Color Map

A novel algorithm is proposed in this paper to meet the demand of urban traffic control and management for network-wide traffic states observation and analysis. Urban traffic network is mapped to a pseudo-color image with pixels corresponding to grids. The colors of the pixels represent the corresponding grids' states values so that this pseudo-color image vividly represents the macroscopic traffic state. The Otsu algorithm is used to find the congested regions automatically. The evolutionary patterns of traffic state are determined by calculating and analyzing the optical flow field of consecutive pseudo-color images. A case study of Beijing macroscopic traffic state observation and analysis is also presented to show the effectiveness of the proposed method.     

过饱和干道交通信号协调控制方法研究

文章以疏散过饱和城市干道的拥挤交通为目标,选取符合条件的连线路段,确定信号协调控制区域,利用排队长度界定协调控制转换条件,提出了针对过饱和干道交通的信号协调控制方法;最后运用VISSIM软件对所建立的信号协调控制方法进行模拟验证其控制效果.     

考虑前后车速度和减速幅度的元胞自动机模型

三相交通流理论和基本图方法对自由流到拥挤流的相变过程提出不同的解释,双方争议至今没有解决.基于典型慢启动模型规则,本文提出一个考虑前后车速度和减速幅度的交通流元胞自动机模型来探讨自由流到拥挤流的相变.新慢启动模型的减速幅度大小与前车速度相关,两个减速幅度值分别对应缓慢减速和急减速.新慢启动模型的数值模拟结果表明：同一密度值对应的交通状态可能是自由流,也可能是拥挤流;小堵塞集团可以稳定存在于道路系统并有同步的趋势;当道路系统中存在大量不考虑舒适驾驶并倾向于急减速的车辆,在此条件下,三相交通流理论提出的紧致压缩效应不具有合理性,自由流状态可以直接相变为堵塞状态.     

拥挤交通流当量排队长度变化率模型

为了描述拥挤交通流中车辆排队的演化规律,以基于二流理论建立的当量排队长度模型为依据,运用微积分方法,针对单车道路段和多车道路段分别推导出当量排队长度变化率模型,并利用VISSIM模拟数据对模型进行了验证.结果表明:当交通流处于拥挤状态时,当量排队长度变化率近似等于交通波波速;采样间隔内当量排队长度变化率与实际排队长度变化率接近,误差法和熵方法证明,采样间隔越大,两者越接近,因此,提出的模型可以定量描述拥挤交通流中车辆排队的演化速率.     

考虑出行者不同理性程度的拥堵交通流分配方法

为研究出行者感知偏好对交通分配结果的影响,本文构建了微观路径选择模型,提出拥堵条件下受路段通行能力限制的交通分配算法。引入出行者决策过程中的后悔和无差别化阈值,考虑出行时间和排队时间的心理感知差异,构建不同理性程度下的路径选择概率模型。在集计水平上,考虑当前路段及其上下游路段通行能力限制、路段车辆空间排队和溢出,提出路段车流量流入、流出的修正方法。采用增量加载分配方法,研究路段车辆的消散特性,再现了从个体路径决策到宏观路网状态的演化过程。基于Nguyen-Dupuis仿真网络,比较不同算法下各路段的拥堵车辆和各路段车辆流入、流出情况。结果表明：出行者个人偏好感知会显著影响拥堵路段的成本函数,是出行者路径选择的关键因素,但是出行者个人偏好对非拥堵路段的车辆流入、流出影响较小;考虑个体偏好的交通分配方法能降低路网的平均饱和度。本文提出的考虑有限理性的拥堵交通分配方法可应用于拥堵路网的交通诱导,有利于促进道路资源的合理利用。     

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提出考虑信息接收程度的Ｌogit型随机交通分配方法,来计算道路指引信息发布下路网交通的重新分配.出行者被划分成两类,一类根据信息的指引出行,另一类则以Logit型的随机方式进行路径选择;利用道路指引信息的市场占有率的概念,给出这两种出行行为共存下的网络加载算法,并运用逐次平均法实现了拥挤网络中的交通分配.数值试验结果表明,发布良好的道路指引信息有助于提高路网运行效率;对拥挤网络中的给定OD,存在一个最佳的占有率,并随着交通需求的增加而增加;在合理的占有率下,增加信息指引路段可有效降低路网运行时间.     

基于车辆行驶轨迹的道路不良驾驶行为谱构建与特征值计算方法

为了量化描述不同道路驾驶场景下驾驶行为的动态变化过程与不良驾驶程度, 研究了不良驾驶行为谱的构建与分析方法; 基于车辆行驶轨迹关键参数建立驾驶行为谱; 应用风险度量方法量化4种不良驾驶行为, 包括不良跟驰、蛇形驾驶、速度不稳与不良换道; 基于驾驶行为谱建立了不良驾驶行为谱; 基于交通流量-密度关系与驾驶行为统计参数的差异对交通流状态进行划分; 在不同交通流状态下, 使用四分位差法确定了不良驾驶行为特征参数阈值; 基于特征参数阈值计算每个驾驶人的不良驾驶行为得分; 使用CRITIC赋权法确定了不良驾驶行为的权重, 为每个驾驶人计算不良驾驶行为谱特征值; 为了验证方法的有效性, 使用无人机交通视频采集了上海市的车辆行驶轨迹数据, 分析了小汽车不良驾驶行为特征; 通过专家打分的方法对不良驾驶行为谱特征值进行验证。分析结果表明: 基于驾驶行为参数的交通流状态聚类方法将数据中的交通流状态分为自由流、饱和流、拥堵流3类; 聚类方法比基于基本图的交通流状态划分方法更适合驾驶行为分析; 不同交通流状态下的不良跟驰、蛇形驾驶、速度不稳特征参数分布明显不同, 拥堵流状态下的不良跟驰、蛇形驾驶、速度不稳极端值出现更频繁, 而不良换道特征参数在各交通流状态下有相似的分布; 蛇形驾驶、速度不稳、不良换道的特征参数阈值随交通流密度上升而上升; 使用CRITIC赋权法计算的不良跟驰、蛇形驾驶、速度不稳、不良换道的权重分别为0.19、0.33、0.37、0.11;自由流、饱和流、拥堵流的不良驾驶行为谱特征值的分布范围相近, 均处于0与0.4之间; 专家的不良驾驶行为评价与不良驾驶行为谱特征值一致。可见, 不良驾驶行为谱的构建与特征值计算方法能够使用车辆行驶轨迹数据自动辨识不良驾驶人, 具有客观性、适应性以及可靠性, 能及时发现不良驾驶人, 给驾驶人提供安全提示, 为交通管理部门提供交通安全预警的技术支持。      

满足交通网络流量增长态势的扩能优化研究

在交通网络的实际应用中,流量的发展态势往往超出现存网络的最大流量承载能力,这就需要考虑如何提高网络的输送能力,即如何对交通网络进行扩能。本文基于发展态势的流量需求、扩能代价最低以及扩能拥堵程度高的线路条件,构造了最优的扩能算法。通过此算法,可以选择交通网络中最优的扩能路线。在交通运输领域,由于流量的发展态势需要扩能的问题普遍存在,本文的研究内容可以为交通网络的扩能决策、优化、设计等提供应用基础。     

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根据交通流特性的相似性进行交通路段划分对城市交通管理和控制具有重要作用。交通流数据具有时间序列特征,相似性度量问题是时间序列聚类中的最基本的问题之一。本文为交通流数据聚类给出了一种基于灰色关联的相似性度量方法,通过比较试验确定了它具有较高的聚类精度。在每个时段时间序列间的相似性差异、在某一个时段的异常数据等会影响到在整个时间区间的交通流数据聚类,为此本文提出了一种基于时段划分的交通流数据聚类方法。这个方法首先对每个时段数据进行聚类,然后采用最大频繁项集方法得到最终聚类结果（即交通路段划分）,实例证明了方法的有效性。     

基于VISSIM仿真软件的交叉口信号控制优化研究

由于各方面原因,通过交叉口的交通流量可能会不断发生变化,对定时信号控制的交叉口来说,原来的信号配时就可能不再适合交通流量改变之后的交叉口,以至产生交通拥堵。以光华-南熏交叉口为例．调查交叉口的交通流量、延误和信号配时,并运用交通流理论分析交叉口交通流量,利用VISSIM对其进行模拟仿真,找出拥堵路口,然后对其进行配时改进,再对改进后的配时进行仿真评价。实践证明,交通流被合理分配,交通拥堵得到消除。