信号控制交叉口实时延误计算与仿真研究

信号控制交叉口实时延误计算模型是实时自适应交通控制系统核心模型之一。在HCM2000中提出的延误模型的基本假设决定了其在计算实时延误方面的局限性。根据车辆延误产生的基本原理，建立了基于上、下游检测器数据实时车均延误计算模型，并对模型进行了平滑处理。Vissim仿真结果显示，在不同流量的情况下，笔者提出的模型比HCM的延误模型的计算结果更能反映真实延误值随车流量的波动而变化的趋势。仿真还发现，以2个周期为单位经移动平均处理后，模型计算结果与真实值吻合程度较好。最后，对模型的适用条件进行了分析。     

两相位信号交叉口左转交通流延误模型的研究

左转车是信号控制交叉口产生冲突点最多的车辆,因此对左转交通流的延误分析是研究交叉口延误的基础。文中在研究改进的HCM延误模型基础上,考虑了左转车流驶离交叉口时非机动车驶入机动车道从而造成左转车流的跟驰延误,结合我国交叉口左转交通流的特性,建立了一个两相位信号交叉口左转交通流延误模型,并通过实例说明了此模型的有效性和适用性。     

基于车头间距变量的通行能力理论模型

从车头间距构成的理论分析入手,考虑了跟驰时间变量和车速随机分布的特性,建立了跟驰时间模型和车头间距随机项模型,进而建立了改进的车头间距模型,在此基础上建立了改进的通行能力模型,以《HCM2000》中的高速公路临界速度数据作为评定标准标定模型的参数,并计算确定理论通行能力值,该值与《HCM2000》中的通行能力值相差很小,证明该模型能够拟和实际的道路交通流情况,同时分析了最大跟驰时间和速度均方差对通行能力的影响,最后采用城市主干道的调查数据对模型进行了标定和验证,验证结果表明,该模型经过标定后可以拟和城市道路的交通流状况,进一步说明了模型的实用性。     

环形交叉口评价指标选取及服务水平分级

对环形交叉口的车辆运行特性进行理论分析的基础上,结合不同类型交叉口的特点,确定了车辆平均延误和冲突数作为环形交叉口服务水平的评价指标,接着通过VISSIM软件仿真得到了环形交叉口两个指标随V/C增加的变化规律,从而确定低负荷下采用车辆平均延误作为主要评价指标,高负荷下采用冲突数作为主要评价指标,最后,借鉴HCM2000...     

高速公路合流区1车道交通量模型

为了揭示高速公路合流区1车道上交通量的变化规律,利用摄像机对高速公路合流区1车道上交通量数据进行大量调查,运用AutoScope2004图像处理系统对调查数据进行分析处理。在对调查数据进行分析处理的基础上,运用数理统计方法提出1车道交通量随主路交通量、匝道交通量及其离合流鼻端长度变化而变化的经验模型,运用此经验模型与美国HCM模型进行比较,得出我们的模型不但改进了HCM模型,而且更适合我国实际。该模型可以为合流区通行能力分析、交通管理和几何设计等进一步研究提供分析基础。     

设有公交专用道的信控交叉口人均延误模型研究

人均延误是评价设有公交专用道的信控交叉口的重要指标之一。为了更准确地量化该项指标,在分析信控交叉口设置公交专用道的条件和方式的基础上,基于HCM2010交通延误模型,提出了设有公交专用进口道的信控交叉口人均延误模型。并利用VISSIM交通仿真软件,标定了相关参数,得到了符合该地区道路交叉口的人均延误模型。最后通过实例,表明该模型有较好的的实用性。     

基于概率模型的具有短车道的信号交叉口进口道通行能力研究

分析了短车道效应对进口道拓宽车道通行能力的影响,基于交通流理论和概率论,提出了考虑短车道排队阻塞情况下的信号交叉口进口道通行能力计算模型.该模型根据进口道中3种转向车流的比例、短车道几何特征以及信号周期计算一个信号周期中两种不同短车效应的发生概率,并计算各自情况下的进口道通行能力.进一步探讨了该模型中转弯车辆比例、短车道长度、信号周期长度、绿信比的变化对通行能力的影响.研究发现短车道对通行能力的主要影响因素包括左转车比例、短车道长度和绿信比,且当左转车比例在50％左右时,增加短车道长度能显著提高通行能力.此外,使用西安和上海的实测数据对本模型和HCM2000通行能力模型进行验证和对比,本模型的计算结果比HCM2000模型更加精确,误差小于200 pcu/h.     

期望车速分布和路段长度对交通延误影响的仿真分析

延误是微观仿真软件Vissim中描述路段交通流特征的非常重要的参数之一。研究了微观仿真软件Vissim中期望车速分布和路段长度对延误的影响。一般说来，期望车速越大，路段越短，延误越小。并将Vissim的仿真结果同HCM方法的计算结果进行比较，分析了结果产生差异的原因。     

山地城市信号交叉口延误改进模型研究

为了对山地城市道路状态下的延误模型进行修正,该文首先对经典的延误模型在山地城市道路特征下的适用性进行了验证,并分析了误差产生的原因。针对影响延误模型的车辆速度和饱和流量,通过实测数据拟合,得到了山地城市道路特征下的数值,最后对经典的延误模型进行了修正,结果表明:修正后的模型可以将延误参数的提取精度提高8.87%~11.09%。研究成果为山地城市信号交叉口延误模型的构筑奠定了一定的基础。     

高速公路交织区运行分析方法对比研究

为梳理高速公路交织区运行分析脉络,本研究以美国HCM2010、德国HBS2015、瑞典METKAP和周荣贵《公路通行能力手册》中交织区运行分析方法为对象,分别从运行分析步骤、交织构型、运行分析模型和服务水平评价指标及分级4个方面进行对比研究,探讨各种研究方法的特点和适用性;然后以HCM2010交织区篇章案例2为例,选择流量比、汇出比、交织比、交织区长度和车道数为影响因素,对周荣贵方法和HCM2010方法通行能力的敏感性进行对比分析;最后通过实测西安绕城高速公路曲江互通交织区交通流数据,获取实际最大通行能力值,并与HCM2010方法和周荣贵方法计算值进行比较。结果表明:HCM2010方法未考虑交织比且高估了流量比对通行能力的影响;周荣贵方法低估了流量比对通行能力的影响,交织比对通行能力的影响因汇出比和汇入比的不同呈现出相反的变化趋势,这与主交通流具有优先通行权规则不符。据此改进周荣贵方法通行能力模型,将模型中汇出比指标替换为交织比,采用最小二乘法对改进模型的流量比、交织比系数进行重新标定,拟合优度为0.96,表明该回归模型对样本数据点拟合程度较好。交织区交通流实测数据是建立运行分析模型的基础,数据库的大小及其精度影响模型的可信度,智慧交通能够实时精确采集交织区域的交通流参数,也可实现海量数据的处理及深度挖掘,是今后交织区运行分析数据采集方式的一个重要发展方向。     

考虑可变导向车道的干线交叉口协调控制方法

为降低包含可变导向车道的干线车均延误与排队长度,提出一种考虑可变导向车道的干线交通信号协调控制方法.以直行和左转方向交通流饱和度为判别标准,对可变导向车道行车方向是否切换进行判断;基于车道行车方向切换对干线交通流造成的影响,对HCM模型中的通行能力、均匀延误修正系数等参数进行修正,建立考虑可变导向车道的干线协调控制信号配时优化模型.以武汉市青年路3个交叉口为例,利用Vissim软件进行仿真实验,结果表明,相比于现状情况下的单点信号配时方案,模型能够有效降低干线车均延误与排队长度,可变导向车道所在的信号交叉口进口道优化效果最为明显,车均延误减少16.87%,直行和左转方向排队长度分别降低17.95% 和23.24%,证明模型对包含可变导向车道的干线协调控制交叉口运行具有积极影响.      

单向交通条件下交叉口通行能力分析与仿真

单向交通可大量减少交叉口冲突点、改善交通条件。基于HCM分析方法，对双向双车道十字交叉口实施单向交通前后的通行能力进行对比分析，给出了双向通行，一路双向、一路单向和两路单向3种交通条件下的交叉口的通行能力计算公式。以Corsim仿真模型为平台，以交叉口车辆平均信控延误为评价指标，对交叉口通行能力进行了验证。仿真结果表明，单向交通可提高交叉口的通行能力。     

排阵式交叉口延误及最佳周期模型

为了提高排阵式交叉口这一非常规信号交叉口的运行效率，对其延误和最佳周期进行分析。首先针对先直行后左转、先左转后直行和直行左转交替通行3种信号相位相序，通过对排序区内车辆驶入、驶离、受信号控制阻滞等车流运行情况的分析，构建可反映排阵式交叉口车辆2次停车启动的车均延误计算模型。通过仿真对比可知，左转和直行延误估算误差均在10%范围内。在此基础上，以交叉口总延误最小为目标，考虑清空时长、主、预信号相位差、绿灯时长等约束条件，建立排阵式交叉口最佳周期理论模型。针对不同排阵式控制进口道数量设置的情况，通过对最佳周期的拟合分析，建立最佳周期简化模型。与理论模型相比，最佳周期简化模型的拟合优度在0.935~0.972范围内。通过模型对比和案例分析，对最佳周期简化模型的优化效益和稳定性进行检验。研究结果表明：在非饱和状态下，建立的最佳周期模型的平均误差和均方误差分别为2.13%和2.39%，均小于Webster模型和HCM2010模型的计算结果，具有较高的准确性和稳定性，案例中可降低车均延误36.46%；相较于传统信号控制交叉口，建议排阵式交叉口采用较小的周期时长，且当关键流量比大于0.6时尤为显著，分析中发现最佳周期减小14.53%~34.65%。     

基于Logistic模型的大面积航班延误预测方法研究

航班大面积延误发生时,对其后续发展做出准确的预测能够减少自身损失.研究从固定空域的角度出发对航班大面积延误进行预测,给出了基于Logistic模型的延误航班数量与航班累计延误时间的预测方法.考虑到航班数量的实时性,模型中采用时间变化量为参数,并借助2013年8月17日下午我国华北地区某空域航班大面积延误实际数据对Logistic曲线进行了拟合,对延误累积阶段和延误消散阶段分别进行计算,确定各自参数,最后得到预测数据.预测时刻距当前时刻越近,精度越高;预测的延误航班数量和航班累计延误时间与实际数据的最大相对误差分别为3.9%和3.6%.      

基于修正饱和流量模型的交叉口信号配时研究

从中国道路交通的实际情况出发,分析了美国HCM饱和流量模型的不足,提出了直行车道、左转车道、右转车道及各进口道的修正饱和流量模型;以西安某T形交叉口为例,用该模型进行信号配时,并运用VISSIM仿真软件对两种模型的信号配时结果进行对比分析,结果表明修正后模型的各项评价指标均优于HCM模型。     

基于WITI的分段线性机场延误研究模型

随着空中交通量的不断上升,空中交通延误已经成为一个亟待解决的问题.据统计分析发现,天气影响造成的机场延误达总延误的一半以上,所以研究空中天气与延误之间的关系具有非常重要的意义.将天气条件中的风、能见度和重要天气3个方面纳入研究范围,在天气和交通量数据分布时间较小的情况下提出了对于天气影响交通指数(WITI)计算方法的改进.利用最小二乘法对天气数据及交通量进行概率性处理,得到天气因素对于延误之间的相对权重,再对天气影响空中交通指数中的天气权重进行量化.发现延误与空中交通指数关系之间并不是呈单一线性关系发展,所以将基于最小二乘法的一元线性模型改进为分段式线性模型,即将延误数据按高低延误分类,并将分类数据分别按单一线性模型计算.通过相关性分析和配对检验证明,分段式线性模型是可靠的,其与延误的相关度达到0.790,准确性达到97.8%.      

信号交叉口对交织段通行能力的影响

城市道路间断流与高速公路连续流存在着显著差异,交通运行规律更加复杂。为了综合分析信号交叉口对城市道路交织段通行能力的影响,提出一种基于HCM2000的改进模型。最后,以四平路地道出口的交织段为研究对象,验证模型的科学性和实用性,为工程实践提供理论依据。     

基于修正延误波及树的航班延误传播研究

为了正确反映延误航班与机场随机因素之间的潜在关系,提出了1种基于贝叶斯网络的航班延误和机场随机因素分析方法.将机场随机延误因素的影响转化为时间参数.在综合考虑航班延误、航班计划的同时引入贝叶斯网络分析结果对延误波及树进行修正,在历史航班运营数据集上对修正延误波及树模型进行检验.结果表明,修正延误波及树模型提高了航班延误传播的预测精度,预测平均误差分别由修正前的11.76%和13.75%降低至3.45%和3.39%,多案例分析的准确性同时验证了修正延误波及树的普适性,丰富了航班延误传播问题的研究方法.      

采用HCM2000新方法计算城市道路服务水平浅析

《道路通行能力手册(HCM2000)》提出了新的城市道路服务水平计算方法,较之传统的服务水平评价更加全面客观。该文通过康梧路的算例对计算方法进行了介绍。计算中,对HCM200的方法进行了调整,以适应国内的道路等级体系。     

基于波及延误的飞机路径随机优化模型

为了对航班延误进行有效的事前控制,挖掘后继航班独立延误对飞机路径整体延误的影响,建立了更加精确的独立延误和波及延误算法流程,侧重研究与航班计划变更无关的独立延误的统计分布.在拟合出航班独立延误服从对数正态分布的基础上,建立了以波及延误最小为目标函数的飞机路径随机优化模型.求解过程中通过已知分布将随机模型转化为确定性模型,降低了模型的求解难度.最后将该模型应用于国内某一航空公司运行数据,优化后的波及延误降低了28%,成本降低17.37%.结果表明,基于统计分析基础上的飞机路径优化模型可以提高航班计划的先行鲁棒性.