基于随机用户平衡的混合交通网络流量分离模型

考虑了影响出行者交通选择行为的主要因素(时间、费用、方便性、舒适性等),分析了在多种交通方式(私家车、出租车、公交车、轨道交通以及自行车等)存在条件下城市交通网络中出行者交通选择行为,包括交通方式选择和出行路径选择,并基于随机用户平衡(SUE)理论构造了城市混合交通网络的流量分离和分配综合模型及求解算法。最后通过一个简单算例,得到了当各种影响因素变化时,各种交通方式的流量变化情况。     

供需不确定条件下的预算-超额用户平衡模型

为更加全面、准确反映随机路网中出行者规避风险的择路行为,以预算-超额行程时间作为出行者选择路径的依据,提出了一种供应及需求不确定条件下同时考虑可靠性和不可靠性的交通分配模型——预算-超额用户平衡模型,推导了需求服从Gamma分布、路段通行能力服从均匀分布条件下预算-超额行程时间的解析表达式,并以此为基础建立起用等价变分不等式表示的平衡模型。利用一个小型测试网络比较了用户平衡模型、基于可靠性的用户平衡模型以及预算-超额用户平衡模型的性能。研究结果表明：提出的模型是有效、可行的;其平衡流量模式不同于用户平衡模型和基于可靠性的用户平衡模型;随着需求水平、可靠度以及路段通行能力退化程度的增加,预算-超额行程时间随之增加。     

随机行程时间的电动公交调度模型

在低碳发展政策指引下,全国各地已开始普及电动公交。然而,由于电动公交车技术性能和运营环境的特点,如续驶里程、充电时长约束、随机路网环境等,为电动公交车辆和充电调度带来新的挑战。随机行程时间导致车次衔接中存在延误,由于连续车次任务的相依性,上游车次延误可能造成下游车次晚点,引发车次延误传播的“连锁反应”,致使车次和充电计划的风险承受能力变得非常脆弱,电动公交调度的效能无法得到充分释放。考虑电动公交调度问题中的车次延误传播效应,在分析随机行程时间对电动公交车次与充电计划影响的基础上,从单线调度到区域调度模式建立优化模型获得经济可靠的公交调度方案。首先,运用网络流模型描述电动公交调度过程,并引入马尔科夫过程刻画延误传播效应。在此基础上,计算期望等待时间、期望延误时间等服务质量指标并纳入到目标函数,建立混合整数线性规划模型。然后,运用多商品流模型,将单线调度模型拓展为通用的区域调度模型,设计“延误状态层”用以计算延误时间分布并提高计算效率。最后,以广州市的2条电动公交线路实际数据进行案例分析,调用商业求解器Gurobi获得精确解。结果表明：充电计划的最优时间窗间隔为40 min;在最优调度方案...     

考虑燃油消耗的广义用户平衡分配模型

分析了交通分配中考虑燃油消耗的重要性及路段燃油消耗费用与路段流量的关系,将燃油消耗费用考虑到路段阻抗中,建立了相应的广义出行费用函数;假定固定需求情况下出行者以广义出行费用最小作为路径选择的准则,构建了考虑燃油消耗费用的广义用户平衡分配模型(GUE);证明了模型解的等价性和唯一性,给出了求解模型的F-W算法;最后给出一...     

交通分配问题中用户优化平衡模型的算法研究

针对出行者不同的出行方式，给出了确定同一出行的完全不同路径（ＣＤＲ）和不同路径（ＤＲ）的方法，在此了，以路径交通量为变量，建立了满足Ｗａｒｄｒｏｐ第一原理要求的用户优化平衡（ＵＯＥ）交通分配模型及相关算法，并给出了算例。     

基于探测车数据的路段行程时间估计

利用探测车数据进行路段行程时间估计面临着两类误差：采样误差和非采样误差,从而导致估计结果精度不高和可靠性差。在回顾已有估计方法的基础上,有针对性地引入了自适应式卡尔曼滤波,建立了相应的状态方程和观测方程,利用相似时间特征的历史数据标定了状态转移系数,并对滤波进行了求解。以实际数据对估计方法进行了验证,平均相对误差为13.13%。研究表明,自适应式卡尔曼滤波能够应用到基于探测车数据的路段行程时间估计中来,并具有估计精度高、收敛速度快、参数少、对初值不敏感等优点。     

基于二次函数型路段行程时间模型描述的交通输出流特性

根据动态交通分配模型中广泛使用的路段行程时间与路段车流量具有二次函数关系的模型，在已知路段输入流的条件下，给出了路段输出流的一般表达式和路段行程时间的递归表达式.在路段车流满足先进先出的条件下，结合任意时刻的车流量表达式和线性路段行程时间模型得出输出流与输入流的关系式，导出此时刻的路段车流量表达式，从而给出了更明确的关于路段行程时间的表达式;同时结合道路交通流调查数据，对一些实例进行了数值仿真，所得结果与实际相符.     

基于GPS浮动车的自然路段行程时间估计方法

针对目前基于GPS浮动车交通信息采集技术的研究大多只是涉及宏观方案,细节研究较少,导致产生所得交通信息质量不高的问题,考虑数据用户需求以及路网空间数据的特点设计了自然路段划分方法,同时结合动态GPS数据与路网空问数据的特点提出了路段行程时间估计算法.利用编程语言完成了算法实现,并且利用实测数据进行了算法验证.结果表明,自然路段行程时间估计算法不仅运行高效、稳定,同时获取的路段行程时间数据精度较高.     

基于影响因素分类的路段行程时间融合研究

对基于固定检测信息和浮动车GPS信息的路段行程时间估计方法进行介绍和分析,明确了对基于以上两种检测信息进行路段行程时间估计方法有重要影响的因素,并设计试验对影响因素进行量化分析。在影响因素量化分析基础上,讨论两种估计方法的适用条件。对影响因素进行组合分类,并在分类的基础上对两种估计方法采用加权融合进行处理,分析了最优权重的分配原则。最后,用试验数据对融合方法进行验证,结果令人满意。     

考虑行程时间可靠性的阻抗函数及其应用

目前对于交通网络上交通阻抗的选取一般选用时间、距离、费用等因素,其最优路径通常为最小阻抗路径。随着城市交通变得日益拥挤及影响出行因素的不可靠的增加,行程时间可靠性成为人们选择出行路径的一个重要影响因素。文中考虑这个因素,建立了行程时间可靠性函数,并对其进行变形处理,提出了行程时间可靠性费用的概念,将其作为路阻函数,将求解最大可靠性路径问题转化为求解最小行程时间可靠性费用问题,使路阻不但考虑了交通阻抗中最关键的因素即出行时间,又考虑了出行时间的不稳定性,更符合实际路网中出行者对于出行路径的选择行为,还能作为路阻费用在交通规划软件中方便使用;最后将该方法用于交通影响评价中交通影响范围的确定,并在TransCAD中进行了实现,将其结果与基于时间确定的交通影响范围进行比较,证明了该方法的可行性及实际应用价值。     

考虑环境因素的广义用户平衡和广义系统最优配流模型

首先介绍了城市交通网络分析中公平目标和广义费用函数的概念,建立了考虑环境因素的广义用户平衡和广义系统最优配流模型,并用著名的FRANK-WOLFE算法对所给模型进行了求解。最后给出了一个简单算例,并根据配流结果得出了和实际相符的结论。     

Quantifying travel time variability at a single bottleneck based on stochastic capacity and demand distributions

Travel time reliability, an essential factor in traveler route and departure time decisions, serves as an important quality of service measure for dynamic transportation systems. This article investigates a fundamental problem of quantifying travel time variability from its root sources: stochastic capacity and demand variations that follow commonly used log-normal distributions. A volume-to-capacity ratio-based travel time function and a point queue model are used to demonstrate how day-to-day travel time variability can be explained from the underlying demand and capacity variations. One important finding is that closed-form solutions can be derived to formulate travel time variations as a function of random demand/capacity distributions, but there are certain cases in which a closed-form expression does not exist and numerical approximation methods are required. This article also uses probabilistic capacity reduction information to estimate time-dependent travel time variability distributions under conditions of non-recurring traffic congestion. The proposed models provide theoretically rigorous and practically useful tools for understanding the causes of travel time unreliability and evaluating the system-wide benefit of reducing demand and capacity variability.     

基于动态用户均衡的同时路径和出发时间选择模型

提出一个适用于多OD对网络的基于动态用户均衡的同时路径和出发时间选择模型,用一个非减的分段线性函数构建了隐含先进先出条件的路段走行时间函数,并按各个路径和出发时间方案的流量的平均值来计算该路段走行时间函数,使得给定一个OD对的总需求和理想到达时间,模型可以确定出行者的选择路径和出发时间方案,方案确定后,没有人能够通过单...     

基于最短路径搜索的动态随机交通分配

提出了一个基于Logit方法的动态交通随机分配模型,该模型通过最短路算法和随机分配来解决动态均衡交通分配中的出行选择问题,避免了以往动态交通均衡分配中解凸规划或非线性规划问题,同时不需要路径枚举,从而使本模型更适合于大型路网的动态交通分配．随后的算例证实了该模型的可行性。     

随机旅行时间的区域公交车调度模型及算法

研究一类随机旅行时间的区域公交车辆调度问题,将该问题看作为“部分班次被一辆车完成”的集合划分问题,考虑不同车场容量和补充燃料等约束因素,建立以营运费用最小为目标的机会约束规划数学模型.将该模型转化为一类确定性数学模型,设计求解该问题的改进遗传算法,根据问题特征定义染色体编码、产生初始种群的启发式算法、交叉和变异操作等....     

多用户多准则固定需求随机交通均衡变分模型

运用变分不等式理论,针对非对称费用函数下准则权重与出行者类别相关的多准则路径选择问题,建立了具有固定需求量的多用户多准则随机交通均衡配流模型,分析了均衡流量的存在性和唯一性条件,由于广义路段出行成本受到路段之间流量的相互影响,可将相继平均法进行推广来求解该交通均衡的变分问题。给出了相继平均法的执行步骤和计算实例。     

Bus travel time modelling using GPS probe and smart card data: A probabilistic approach considering link travel time and station dwell time

Abstract

Path travel time estimation for buses is critical to public transit operation and passenger information system. State-of-the-art methods for estimating path travel time are usually focused on single vehicle with a limited number of road segments, thereby neglecting the interaction among multiple buses, boarding behavior, and traffic flow. This study models path travel time for buses considering link travel time and station dwell time. First, we fit link travel time to shifted lognormal distributions as in previous studies. Then, we propose a probabilistic model to capture interactions among buses in the bus bay as a first-in-first-out queue, with every bus sharing the same set of behaviors: queuing to enter the bus bay, loading/unloading passengers, and merging into traffic flow on the main road. Finally, path travel time distribution is estimated by statistically summarizing link travel time distributions and station dwell time distributions. The path travel time of a bus line in Hangzhou is analyzed to validate the effectiveness of the proposed model. Results show that the model-based estimated path travel time distribution resembles the observed distribution well. Based on the calculation of path travel time, link travel time reliability is identified as the main factor affecting path travel time reliability.     

基于遗传算法的交叉口信号控制可靠性优化模型研究

随着城市道路交通网络可靠性研究的深入,交叉口的可靠性问题开始凸显。交叉口可靠性主要取决与各进口流量的大小和交叉口控制方式。当前以平均延误为优化对象的控制方式实际上很难满足路口可靠性的要求。本文在定义了路口旅行时间可靠性的基础上,运用概率论基础知识,建立了路口可靠性优化控制模型,并且运用遗传算法对优化模型进行了求解。