基于模糊聚类的城市快速路交通流状态划分

针对城市快速路交通流状态分类的问题,提出了一种改进的模糊C均值(FCM)算法.结合层次聚类算法和FCM聚类算法,运用层次聚类算法得到最佳聚类数和初始聚类中心,并通过Relief F特征加权对影响交通状态的不同特征指标赋予相应的权值,最终用FCM算法再次聚类得出交通流状态的分类结果.以VISSIM为工具,对该方法进行了模拟.对比分析结果显示,所提出的方法能够提高城市快速路交通流状态分类的效果.     

基于少数据云推理的短时交通流预测模型

针对短时交通流所存在的不确定性即模糊性与随机性特点和准周期规律,提出基于灰色关联分析和少数据云推理的短时交通流预测模型.首先,针对短时交通流的准周期规律,运用灰色关联分析提取不同日期相同时段历史序列中最相似序列;其次,提出少数据逆向云算法,建立交通流序列一维云推理机制;最后综合利用历史云及当前云生成预测云,用于短时交通流实时预测.实例分析表明,预测精度良好,能够有效实现短时交通流的实时预测.该模型解决了少数据条件下正向云参数确定问题,降低了数据处理工作量,开拓了云模型在短时交通流中的应用.     

基于手机运动传感器数据的交通流拥挤识别

准确的交通流状态识别是智能交通管理与控制的基础.通过所开发的手机端软件从手机中提取车辆的加速度与角加速度数据,在研究了其统计特征后,发现该数据可反应周围车辆对目标车辆运行环境的影响,从而与交通流状态的变化有着密切关系.利用支持向量机学习算法,以加速度与角加速度统计参数作为输入变量识别断面交通流状态.实验结果识别精度最高达到92%,表明加速度和角加速度指标可作为交通流状态的表征参数.该研究采用Lasso模型和最小角回归算法对输入参数进行变量选择,在降低计算成本的同时保证了良好的识别效果.      

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交通流密度是衡量道路服务水平的指标之一. 当交通流中车辆长度和速度变化较大时,占有率则可以更好地反映交通流密度状况. 占有率的测定能够考虑到车辆的长度和速度变化,但是其值受到测量区域长度的影响,并且在混合交通情况下测量值缺乏准确性. 对于没有车道行驶规则的混合交通流,应当以整条路段为单位进行交通流分析. 因此本文提出了“区域占有率”的概念,且利用仿真技术验证其有效性. 对混合交通流条件下的占有率和区域占有率进行比较分析,区域占有率可以更合理地描述混合交通流的密度. 同时,得出混合交通条件下的区域占有率和交通流速度关系,证明了混合交通流条件下区域占有率提出的合理性和准确性.     

基于OD反推的城市路网脆弱性评价

交叉口是城市道路网络中的瓶颈部分,对交通流的运行存在着很大的影响,但在以往的脆弱性研究中忽略了交叉口对于交通流运行的影响.在考虑了交叉口处交通流运行受到的影响后,改进了传统的级联失效模型;然后采用OD反推的方法在路网单元失效后的局部影响范围内进行交通需求重构;最后以交通流路段总行程时间和交叉口处总服务时间的变化构建综合指标来评价城市道路的脆弱性.实例分析结果表明:所提出的改进的级联失效模型和脆弱性计算指标,都有助于提高路网脆弱性的计算精度.     

基于一维元胞自动机模型的交通流混沌研究

应用交通流一维元胞自动机模型进行仿真试验,研究理论交通流的混沌现象.仿真中选取某一观测点记录车辆到达该点的车头时距,应用非线性分析软件TISEAN计算该车头时距序列的Lyapunov指数谱和Kolmogorov熵.试验结果证明交通流中存在混沌现象.从试验结果分析找出了产生交通流混沌现象的2个因素:车辆密度和车辆减速概率.当车流密度超过某一值时仿真出的交通流会产生混沌现象,而出现混沌的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素.     

考虑驾驶行为的高架道路出口交通流可靠性建模

高架道路对维持城市交通的正常运行能起到重要作用,为探索高架道路出口区域交通拥堵原因,从交通流可靠性理论出发,选择概率可靠性评价指标,提出基于驾驶行为的高架道路出口匝道交通流可靠性模型,并通过实例进行分析。结果表明,该模型能够很好地表征高架道路出口匝道交通流运行的可靠程度。     

基于小波分析和非参数回归的交通流组合预测方法

针对实际交通系统时变复杂的特征和交通流变化的不确定性,基于模式识别的思想,提出了一种小波分析和K近邻非参数回归相结合的交通流组合预测模型.模型首先应用小波分析理论,对原始交通数据进行了消噪处理,使消噪后的数据更能反映交通流的本质及变化规律;然后采用K近邻非参数同归模型对交通流进行预测;最后根据该模型,结合实测交通流数据...     

冰雪条件下路段交通拥堵状态识别模型研究

通过对冰雪条件下交通流的饱和流率、平均车头时距和平均行程车速等交通参数的调查,分析了冰雪条件对路段交通流特性的定量影响,在此基础上,采用综合分析法,选取平均行程速度和饱和度等指标,建立了冰雪条件下路段交通拥堵状态识别模型。并结合正常条件下的交通参数拥堵阈值和冰雪对交通流的定量影响,给出了确定冰雪条件下各状态指标的拥堵阈值的方法。最后利用哈尔滨市红旗大街实际调查数据对该模型进行了验证。     

信号交叉口不对称交通流的优化控制方法

为了改善不对称交通流导致信号交叉口进口道交通负荷分布不均、通行效率低下的问题,对交叉口对向交通流的分布形式及其适用的相位方案进行了分析,建立了信号周期动态相位方案的生成规则,并以综合交通效益最大为目标建立了交叉口不对称交通流的动态相位信号控制参数优化模型,并给出了其求解算法.分析了不对称系数大小及其阈值变化、不对称信号周期比例对优化方法的影响,并以哈尔滨市红旗大街-淮河路交叉口为例,VISSIM仿真结果显示,采用动态相位优化方法后,该交叉口的车均延误、平均排队长度和停车率等评价指标下降了27.8%以上,验证了动态相位优化方法的有效性.该方法能减少直行车流的停车等待时间、避免交叉口部分进口方向时空资源的空耗,有利于信号交叉口通行效益的提升.     

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随着城市社会经济的发展，城市道路交通供给和需求的矛盾日益突出，并引发很多交通问题。本文根据城市交通的特点和面临的交通问题，提出基于交通灯控制的城市交通流动态管理系统。通过分析城市交通流的特征，将通信网研究领域的流量控制思想和计算机图形学的拓扑优化思想引入城市交通的流量优化研究中，提出控制城市交通流量优化和规避拥塞的算法。这项技术可以帮助交通管理部门根据实时交通信息，自动生成动态交通流控制方案，改变城市道路中的交通流分布，从而提前根除和缓解交通阻塞，优化城市交通管理。     

基于航空器自主运行的空中交通复杂性建模

针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题，本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法，并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先，基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了空中交通复杂性，在通过三维空域栅格模型量化航空器时空位置的基础上，构建复杂度计算模型以反映航空器位置、航向、 航速对空域各栅格的实时复杂性影响；其次，基于实际管制扇区(ZSSSAR01)及高度层，分别模拟自由航路与固定航路运行模式，对比两者空中交通复杂度时空分布差异；并结合自由航路运行模式，在空中交通复杂性与航空器冲突指标(冲突率、冲突比例)相关性分析的基础上，研究空域复杂度阈值确定方法；最后，初步探究基于空域复杂度阈值进行航空器自主航迹调整的方法，评估其运行效果。仿真实验结果表明：自由航路运行模式相对固定航路运行模式可显著降低空域最大复杂度值(平均降幅119%)；模型计算得到，空中交通复杂度与空域中航空器冲突指标有强相关性 (相关系数大于0.90)；基于复杂度和复杂度阈值的航迹调整策略具备一定可行性。     

OV 模型交通流阻尼特性研究

对交通流跟驰模型施以拉氏变换（或z 变换）,转换为控制系统传递函数形式, 进而通过分析传递函数来探讨交通流系统稳定性及控制方法,这是交通流稳定性理论研 究重要方向之一.为进一步挖掘分析稳定交通流系统在稳定状态下动态特性,基于最优速 度跟驰模型,以控制理论时域分析方法,研究了交通流系统在欠阻尼和过阻尼两种情况 下阶跃响应动态特性,并以仿真算例验证了理论正确性.过阻尼较欠阻尼交通流系统稳定 性好,但调节时间更长,若将交通事件抽象为阶跃响应,通过分析交通流系统调节时间、 超调量等参数,可为计算交通事件持续时间作参考,进而制定合理有效的交通管理措施.     

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为改进航空器计量方法在评估交通态势复杂度时的局限性,本文建立了一种空中交通复杂性评估模型.基于空中交通的结构因素,模型构建了距离因子和冲突因子,能够反映航空器之间的相对距离与航迹交叉作用对于复杂性的影响.针对广州区域扇区进行的交通复杂性指标评估结果表明：航空器数量的变化会引起目标空域交通复杂性的变化,但后者对前者的响应并非完全同步;两者的变化程度不完全相同,且变化趋势可能相反.对相应交通态势的回溯和分析表明,相比基于航空器数量的评估方法,交通复杂性指标能够更加客观地反映空域状态的变化特征.     

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研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据。本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度—密度模型、流率—密度模型和流率—速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验。研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值。     

空中交通拥挤评价方法探讨

随着中国民航运输业的持续高速发展,由于空中交通繁忙而产生的拥挤及航班延误也越来越严重。尽快建立科学的空中交通拥挤评价方法,已经变得十分迫切和重要。根据我国空中交通运行特点,在借鉴国内外地面交通拥挤评价成果以及全面对比分析地空交通拥挤评价指标的基础之上,作者提出了一套适合我国空中交通拥挤评价指标体系,并将状态分类评价法应用到该空中交通拥挤评价中。然后,通过对某机场跑道交通运行状况的综合评价,验证了该评价方法的可行性。本丈提出的评价方法不仅有效地发现了航班运行中发生的拥挤,并且为航班的运行控制提供了有效的支持。     

基于实测数据的终端区空中交通流特性分析

研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据.本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度-密度模型、流率-密度模型和流率-速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值.     

不确定交通需求下交叉口信号配时区间优化模型

为解决混合交通流的不确定需求，合理描述不确定参数用以信号配时优化，本文提出交叉口信号控制配时参数区间优化模型。首先，以高峰时段5min采集标段数据，构造交通量区间，修正Highway Capacity Manual 2010(HCM2010)饱和流率计算公式，估计混合交通饱和流率区间；其次，构建信号配时参数区间非线性多目标规划模型，并以交叉口服务水平为性能目标，利用区间序关系与区间可能度模型进行转换，采用多层嵌套遗传算法求解；最后，以北京市道路等级相差较大的两相位与三相位交叉路口高峰时段数据为例，验证信号配时区间优化模型，并运用 VISSIM软件进行仿真比较。结果表明：本文所建模型可行、有效，且考虑饱和流率区间的信号配 时区间优化模型更适合于关键相位饱和流率波动较大的两相位信号交叉口，机动车平均延误和交叉口通行能力较Webster方法分别优化了35.9%和14.9%。     

平面交叉口信号控制多目标优化研究

从道路使用率、出行时间成本、环境保护三方面平衡交通效益出发,建立在饱和度约束下以通行能力、出行者平均延误、尾气排放量作为性能指标的平面交叉口信号控制多目标优化模型;模型可根据交通流状态的不同对控制目标有所侧重;最后运用遗传算法对模型进行优化。算例分析表明,该模型能较好的适应交通流状态的变化,可获得更好的交通控制效果。     

以航路和机场管制区为节点的飞行流量管理

空中交通流量管理是为解决空中交通拥挤而进行的系统规划管理。以机场、航路管制区作为飞行流量限制节点，建立基于地面等待的流量管理整数规划模型，模型全面描述了各种制约因素影响，实例证明此模型对解决空中交通拥护问题是有效的。