基于完善交通信息收集的UAV路径规划

针对部分路段不能获取完整交通信息的问题,提出使用无人机对未布设固定型交通信息检测器路段进行交通巡视,完善交通信息。通过时空网络建立了一个总飞行时间最短、最大单机飞行时间最短的多目标模型,确定最佳的无人机数量和交通信息收集路径。新模型不仅利用时空网络技术细致刻画了无人机在巡视过程中的飞行轨迹,而且加入了对未布设固定型交通检测器路段的巡视次数以及巡视时间间隔约束问题,使巡视路径更加合理。情景分析表明,使用两架无人机进行巡视时,总飞行时间最短为37min,在23min 内完成巡视任务;随着最大单机飞行时间权重的增大,无人机的总飞行时间增加9.76%,最大单机飞行时间减少8.70%。算例分析表明,所建模型和方法能够解决大规模路网的多无人机调度问题,能够根据实际需求得到满意的巡视路径。     

高速公路网络最小检测器布设新方法

对节点和路段进行定义，探索节点数目与路段数目之间的数量关系。根据流量守恒原则，建立了一个包含 n +1个方程、3n -m 个变量的齐次线性方程组。通过对方程组的系数矩阵进行初等行变换，直到找到一个最大无关向量组。将无关组向量对应的变量命名为基变量，其余变量命名为非基变量，所得到的基变量总可用非基变量表示。因变量与路段一一对应，只要在非基变量所对应的路段布设检测器，就可确定整个网络中所有路段的流量。对最小检测器布设数目的存在性和唯一性进行了证明，给出了任意网络检测器布设率的通用公式。应用该方法，设计了贵阳市区部分高速公路网络的最小检测器布设方案。     

融合卡尔曼滤波的高速公路状态估计误差界限分析

为分析高速公路交通流检测数据质量,本文构建平方流量误差界(Squared Flow Error Bound, SFEB)和扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)的决策级融合模型SFEB-EKF,在检测器空间覆盖不足情况下,计算检测路段和无检测器路段的交通状态估计误差界限。与SFEB 算法相比,融合模型利用EKF交通状态估计模型估计全路段交通状态,基于得到的估计样本计算全路段交通状态估计误差下界。同时,采用最近邻法(Nearest Neighbor Method, NNM)计算全路段交通状态估计误差上界。应用开源高速公路数据集测试模型,结果表明,与需要输入真实样本的SFEB算法相比,融合模型SFEB-EKF在缺少真实样本情况下,能取得相似的结果且误差保持 在5%以内,不同检测器覆盖率实验下模型表现出良好的稳定性。本文模型通过给出无检测器路段交通状态估计界限,为高速公路交通检测器布设方案提供参考。     

高速公路固定检测器布设方案分析

为研究高速公路交通事件检测算法及固定检测器布设间距,设计高速公路基本路段的人工神经网络事件检测算法,并研究基本路段检测器布设间距为200～700m时,使用不同情况的事件来检测效果。利用VISSIM4.2软件仿真获得数据,并在MATlab人工神经网络工具箱中计算,验证所设计的事件检测算法的有效性,得出基本路段固定检测器的合理布设间距。     

确定城市干道检测器最佳布设位置的仿真研究

路段行驶速度和行驶时间判断的准确性是进行交通管理和开发智能交通系统的基本条件。以仿真技术作为研究手段,就城市干道中用于判断路段车辆速度和行驶时间的检测器最佳布设位置的确定进行了大量的实验,并以长沙市五一路为研究对象将实际车速与仿真结果进行了对比分析。     

基于SENSYS地磁检测器的城市道路交通状态分析

近年来,地磁检测器逐步取代环形线圈检测器,成为城市智能交通检测设备的主流趋势。基于SENSYS地磁检测器获取的交通信息数据,通过拥挤量化指标的确定、数据的处理、等效通行能力的标定、模型的构建,分析识别路段各个车道的交通状态,进而确定整个路段的交通状态,为交通管理者决策提供合理有效的交通状态信息。     

阿姆斯特丹城市道路线圈检测器布设方法研究

基于宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)的网络交通控制方法受到越来越多的国家的重视,它可以更有效的节约资源和提高效率。然而建立MFD需要以收集网络范围内详细的交通数据为前提,阿姆斯特丹的城市道路错综复杂,若在每个城市道路路段都布设线圈检测器需要巨大的经济支持和维护。基于Vissim的仿真实验的方法,建立阿姆斯特丹的MFD;通过实验方法确定城市道路中对于建立网络MFD起着显著的影响关键路段,为线圈检测器的布设提供了理论依据。     

城市主干道检测器分布与交通流量预测研究

本利用城市路网中路段交通流量的相关性，运用统计分析技术对城市主干道检测器空间分布问题进行了研究，提出了在城市主干道安装检测器的依据，并应用长春市路网的实施数据对归类后的路段流量进行预测和结果检验。此研究成果有效地解决了检测器空间分布优化与运用有检测器路段交通流量预测无检测器路段闪通流量的问题，为路段的宏观管理和实现交通诱导奠定了基础，在满足预测需要的同时，降低城市交通系统的建设，运营，管理和控制的总成本。     

交通量观测站宏观布设方法

基于客观性、可靠性、实用性的原则，应用模糊聚类分析与相关分析结合的方法对交通量观测站进行宏观布设。同时结合观测站布设应满足的规则及交通量变化临界点的选择方法，以交通生成吸引点、交通枢纽等为依据，确立了地区交通量观测站布设的总体思路和流程，通过构建道路重要度指标确定观测站布设的类型。应用结果表明此方法实现了观测站布设的定量化、系统化和可操作性，能够很好地筛选代表路段，从而确定增减观测站的数量与位置，且布设结果与道路系统的实际状况一致。     

城市可变信息标识选址算法

考虑了道路等级、交通流量与道路运行状态等静态因素,以及信息叠加特征的动态因素;提出了一种考虑路段属性的城市可变信息标识(VMS)选址算法,运用回溯法的思想,针对与交通诱导密切相关的4个主要路段属性,包括道路等级、交通流量、布设效果与信息叠加度,对路段进行多层次筛选;引入2个参数,分别为路段交通流量和布设效果的遍历范围,通过调整这2个参数,控制不同属性之间的重要程度;基于北京市某局部路网对算法进行了验证。验证结果表明:当这2个引入参数由0.3增大到0.6时,布设路段顺序会发生改变,等级较高的路段即使交通流量较小也会得到优先布设,处于同一交通流量区间的路段,布设效果大的路段优先布设;在实际应用中,如果要求VMS多布设在等级较高的路段上,可以通过调整算法参数而进行布设顺序的调整。     

四车道高速公路部分占用超车道交通控制区交通特性及通行能力研究

针对四车道高速公路部分占用超车道交通控制区开展研究,得到交通控制区各主要区段行车道和超车道上的流量分布曲线,换道方向与换道率曲线,速度分布曲线,标定 Greenshields 模型并据此确定各主要区段的道路通行能力. 研究结果表明：当交通量处于较低水平时,超车道的利用率较低,只有正常水平的20%左右,此时应对车道划分、车道设置及交通控制方式等进行优化调整;较低交通量水平下,交通控制区的平均车速、运行速度等均较高,宜使用运行速度作为限速值的取值依据;施工作业区段的道路通行能力只有正常路段的 89%左右,在保障交通安全的前提下应着力提高瓶颈路段的道路通行能力,并将瓶颈路段的断面通行能力作为是否进行强制分流的依据.     

城市单向交通规划方案的能效判别法

单向交通组织规划改变了车流原有的运行状态,使得路网中各路段的交通流量和行车速度发生变化,车流在规划区域的能源消耗和废气的排放也要发生相应的变化．在已知规划区域节点0D的条件下,假定影响车辆排放因子的其他因素不改变,通过交通仿真获得单向交通规划方案的各路段的交通流量和运行车速,利用能源消耗模型和车辆排放模型,计算出单向交通和双向交通组织状况下的能源消耗和废气排放量,再运用比值法建立了单向交通规划方案的能效判别模型,对单向交通规划方案的能效进行判别．     

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错位交叉口交通特性研究对于制定合理有效的错位交叉口交通管控策略具有重要意义.针对无灯控错位交叉口交通流间的冲突过程分别建立了相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了主路进口道交通流密度变化对不同路段交通流平均速度的影响.研究结果表明,错位交叉口主路上较小的车流密度也能导致主路进口道及两T型口中间路段发生交通堵塞,每个T型口主路进口道交通流量变化会对另一个T型口主路进口道交通流平均速度产生较大影响,此外,无灯控下的交通堵塞也会呈现周期性的排队-消散过程。上述方法及结果可为错位交叉口实施信号控制提供有意义的指导.     

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针对城市道路路段上车流的流量和密度之间的特性，对道路元胞自动机交通流模型进行了改进，使CA模型能够较好模拟城市道路交通流。提出了网格动态调整算法，该算法根据模型模拟的路段流量和密度计算车辆平均通行距离，并以此距离动态调整CA模型的格子长度，按照城市道路路段上车辆速度的统计分布规律，以路段的车流速度密度模型输出作为下步模拟的平均车速，通过车辆速度的分布范围确定车辆加速减速的概率，对模型车速进行更新。选择500米长的城市主干道上的一条车道，利用本文改进的CA模型进行模拟，模拟结果表明:该模型在车速为30-65公里/小时范围内，能较好模拟城市道路上车流的运行特性。改进后的CA模型，适用于对城市道路上中速车流运行状况的模拟。     

Urban Traffic State Estimation Considering Resident Travel Characteristics and Road Network Capacity

Urban traffic state is usually measured by vehicle average travel speed. It reflects the resident travel behavior on urban road network, and changes with the actual matching status of traffic demand and supply. In this paper, the traffic supply is estimated by the ideal carrying capacity, and the traffic demand is evaluated by vehicle traffic intensity considering resident travel characteristics. In this way, the network carrying capacity and traffic intensity are compared by equative unit. By introducing the intensity/capacity ratio, the matching degree between traffic demand and supply is determined, and the traffic state is identified based on average vehicle speed. In the last section, the 2005 field data of Beijing city is used to test and verify the proposed method.     

基于LVQ神经网络的交通拥堵预测研究

面对大量的交通参数数据,如何快速建立高效的分类预测模型以尽快地对拥堵状态进行判别是一个重要的问题。本文利用检测器提供的车速、流量和占有率等相关参数信息,提出了基于学习向量量化（LVQ）神经网络的交通拥堵预测模型．通过使用Matlab7．3数学软件的神经网络工具箱对该神经网络不断地训练,最终可以对道路正常状态和拥堵状态进行分类,通过交通流参数数据的输入预测出路段交通拥堵状况．最后,给出算例进行网络训练和测试,训练结果表明,运用该算法进行交通拥堵预测取得了良好的效果,具有一定的现实意义．     

路段人行横道交通设计方法研究

根据对我圆行人过街交通的分析,对适合我国混合交通情况下行人过街设施与设计理论进行了研究．通过对路段人行横道的位置、形式的确定方法以厦公交停靠站与人行横道的一体化设计等问题的分析,探索了行人过街交通与机动车交通的最佳组合,提出了改善混合交通通行秩序的措施,建立了适用人行横道设计的数学模型,并应用谊模型进行实例分析,结果表明谊模型有较好的应用价值．     

道路网络容量与机动车流规模

针对以车速为标准对城市交通拥堵进行排序和对新型城镇化提出的路网密度要求存在认识误区的现象进行论述,指出有必要明确车速是路网容量和车流规模相互关系的反映,不能脱离路网饱和度和不同城市交通特性差异片面追求速度指标。结合上海市第三次、第五次交通调查成果,回顾上海10年间的路网发展和车流增长过程,提出路网容量与车流规模的增长过程要互动契合。借鉴国际先进城市经验,确定合理的速度目标,在路网达到一定规模之后,不应再无休止增加路网,高密度路网不能解决交通拥堵问题,路网规模有增长极限。     

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北京奥运期间,通过VMS发布信息进行交通诱导取得了良好的效果,奥运期间发布的路况动态量化信息向出行者提供了路段的实时状态和奥运主要路线的行程时间。本文主要就基于交通流实时检测的奥运交通诱导VMS信息发布问题进行了探讨,首先介绍了奥运交通诱导VMS信息发布的逻辑结构,然后提出了基于采集的基础数据进行诱导信息VMS发布的数据处理流程和数据处理分析的具体方法,并对VMS发布的交通诱导信息的自动生成模型进行了讨论,最后提出了计算路段行程时间和平均速度的断面中心法和路段中心法,并给出了模型和算法在奥运交通诱导VMS发布中的实际应用效果。