车路协同环境城市快速路分流区通行能力提升策略

根据车路协同环境城市快速路分流区不同车型的自动、人工驾驶混合车流特征,引入动态加速度、可变换道概率改进元胞自动机模型车流运行规则;设计了考虑主路自动驾驶渗透率、大型车混入率、驶出自动驾驶渗透率、驶出车流率、出口匝道车道数、换道决策点距离等因素耦合作用的分流区换道仿真试验;对比分析了多因素耦合作用下驶出车辆自由换道率、平均换道距离等指标影响程度,研究了城市快速路分流区道路通行能力变化规律;提出了基于可变换道决策点距离的分流区道路混合车流通行能力提升策略。研究结果表明：分流区驶出车辆自由换道率越高,道路通行能力越大;主路车流自动驾驶渗透率对通行能力的影响最为显著,自动驾驶环境可达到人工驾驶环境道路通行能力的2倍;出口匝道车道数对通行能力的影响不显著,2条出口匝道比1条出口匝道的通行能力提升约3%;换道决策点距离对通行能力的影响较为显著,车辆换道决策点距离从100 m增加到150 m时,分流区道路通行能力可提高9.6%～10.6%。可见,可借助移动式交通标志提前引导车辆换道决策,显著提高分流区道路通行能力。     

高速公路合流区可变限速和换道协同控制研究

针对高速公路合流区通行效率降低、车辆延误增加、整体服务水平下降等问题,提出了一种基于可变限速和换道控制的高速公路合流区车流密度优化模型.首先,换道控制通过预测瓶颈容量和交通需求为联网车辆(CAVs)提供变道建议,优化合流区上游的车流密度,减少瓶颈容量下降的影响;其次,基于换道控制下的合流区瓶颈容量以及匝道的交通流密度,确定修正前的可变限速值;再次,利用基于细胞传输模型的反馈进行变限速控制,实时控制交通瓶颈上游流量以保证换道区密度收敛到最优平衡点,得到修正后的可变限速值;最后,选择元胞传输模型作为基础交通流模型对合流区进行换道控制,采用中观多车道元胞传输模型模拟合流区主线换道行为及换道控制对合流区交通流运行的影响.仿真结果表明:与无控制方案和VSL控制方案相比,协同控制的平均旅行时间分别降低了58.55％、35.68％,平均流量分别提高了9.09％、2.35％,协同控制在通行效率、交通安全方面均有明显改善.     

提前右转组织方式及其影响分析

以可插车间隙理论和概率论为基础,建立了固定与可变交织区长度的提前右转组织方式下右转机动车通行能力计算模型与延长交织区所能够增加的通行能力的计算模型,提出了提前右转组织方式的适用条件。以平均延误为指标,对比分析了两种组织方式下右转机动车的运行效果,基于Webster信号配时方法,对实行提前右转方式的交叉口内直行和左转车流的通行能力进行了分析。分析结果表明:采用提前右转组织方式后交叉口直行和左转通行能力增加;在右转机动车提前右转能够满足通行能力时,提前右转可减小冲突区的面积,否则,可以通过延长交织区长度来增加通行能力,以减少右转车的平均延误。     

封闭式道路分流影响区交通流特性研究

为解决分流影响区对道路通行能力的影响,以分析分流区的交通流特性和密度为出发点,根据HCM2000道路通行能力数据和服务水平数据来标定模型的参数,建立分流流量和减速段长度仿真模型探讨匝道分流影响区的交通流特性,以四车道和六车道为例分析匝道分流流量、减速段长度与分流影响区密度的关系,可为快速路分流区的交通规划和设计,以及交通组织和管理的改善提供理论基础。     

城市道路平面交叉口渠化设计要点与分析

在进行平面交叉口渠化设计时,进口道、出口道、人行系统及交通岛的合理化设计对交叉口通行能力的提高均有重要作用。对其进行全面阐述,可为城市道路平面交叉口渠化设计提供参考。     

信号交叉口行人二次过街下右转车通行能力与延误估计模型

在充分分析典型四相位交叉口行人二次过街设置前、后的行人流与右转车流冲突的前提下，以行人过街时间占有率和行人群到达分布作为分析指标，利用可插车间隙理论得出行人单向通行和双向通行条件下的右转车通行能力计算公式；根据行人流随机消散和集中消散的不同特征，应用随机分布理论推导出右转车穿越行人流的延误模型；并通过算例对比分析行人二次过街设置前、后右转车通行能力和延误的变化值。结果表明，除了在少数行人流量比较大的情况下， 行人二次过街的设置会小幅度减少右转车的延误；在其他大多数情况下，行人二次过街设置后， 右转车的通行能力将受到限制，延误增大，其中，平均通行能力降低了16.68%，平均延误时间增大 了21%，所以，当右转车交通需求较大时，需同时考虑行人和右转车的交通运行状态，优化设计是否采用行人二次过街，避免右转车超出极限忍耐时间而增大与行人冲突的概率。     

苏嘉杭高速段分、合流区与匝道通行能力协调分析

在对大量的调查数据进行处理与分析的基础上,对分、合流区交通流特性及驾驶人的换车道行为进行了分析.分析得到了分流区下匝道通行能力、匝道中间段通行能力和建立合流区上匝道通行能力模型.提出了苏嘉杭高速公路苏州至吴江段三者通行能力不匹配的协调处理方法.     

城市交通微循环交通组织优化

定义了交通微循环支路交叉口上各进口道左转与直行车流的阻抗函数,其与交叉口上所有进口道左转与直行车流量有关;以最小化总行驶时间为目标,考虑支路通行能力约束及微循环交通组织优化方案下的驾驶员路径选择行为,建立了双层规划模型,对城市微循环交通组织进行优化;介绍了对模型求解的遗传算法;并进行了算例计算,得到车流组织优化方案,验证了模型与算法的有效性。     

立体高速公路设计中精细化三维微观仿真建模及应用

在立体高速公路工程设计中存在交通组织和转换形式复杂、分流区与合流区交通流线交织、驾驶行为特性与城市道路差异明显等问题需进行评估分析.通过建立精细化三维微观仿真模型,采用驾驶模拟实验与多源交通数据进行参数标定,得出可视化设计方案交通运行评估情况.以迭代优化评估设计方案交通运行效率与安全为手段,提出优化建议反馈至工程设计.并以上下匝道设计方案、连续分流合流区设计方案为例进行精细化评估,说明精细化三维模型微观仿真在立体高速公路设计中的良好应用效果.     

基于关键冲突车流的交叉口饱和度计算及应用

提出基于关键冲突车流的交叉口饱和度（CCF饱和度）计算方法,可得出最佳配时条件下的整个交叉口（信号控制或非信号控制）的饱和度．该方法可用于信号控制设计前的交叉口渠化方案优化,同时适用于中观层面交叉口评价,可迅速识别区域关键交叉口．将典型十字形交叉口冲突车流分为2类8组,取冲突车流组合中车道流量之和与冲突点（区域）通行能力之比的最大值作为交叉口饱和度,计算中考虑进口合用车道、右转机动车不受控、行人与非机动车干扰等因素对饱和度的影响．将CCF饱和度与Webster相位等饱和度进行对比,并给出CCF饱和度的应用实例．     

Capacity of Dual-Right-Turn Lanes at Signalized Intersections under Mixed Traffic Conditions

To explore the potential capacity of dual-right-turn lanes at signalized intersections under mixed traffic conditions, we defined two conflict zones between right turn vehicles and through bicycle corresponding to different right turn flows from dual-right-turn lanes. Relationships between the arrival rate of bicycle group at each conflict zone and the saturation flow rate of right turn movement were investigated. A model based on gap acceptance theory was adopted to estimate the capacity of dual-right-turn lanes under mixed traffic conditions. An analysis was carried out using the collected data from three four-leg signalized intersections in Beijing, China, where the dual-right-turn lanes were used. In addition, we also discussed the patterns of bicycle lane in the urban area of Beijing, and classified it based on its characteristics in use. It is concluded that the two lanes of dual-right-turn lanes produce different capacities under mixed traffic conditions, and the analysis on scenarios of dual-right-turn movement traversing bicycle traffic plays a key role in explaining the different capacity performance of the two right turn lanes. Error analysis of the model indicated that the model was rational.     

停车场出入口布置相关问题研究

为了更加科学合理地设置停车场出入口,减少出入口对城市道路交通的影响,研究停车场出入口布置问题。在分析停车场出入口几何设计影响因素的基础上,根据入口道长度、出口车辆平均延误及出口服务水平,判断出入口与城市道路衔接的适应性,给出了出入口位置布置方法。同时引入停车视距,分析并给出了不同设计速度条件下出入口与上、下游交叉口的合理间距。最后,以大庆市龙宫停车场出入口设计进行实例分析,给出设计方案。     

城市快速路匝道合流区与基本路段交通流特征对比

基于快速路实测数据和微观仿真数据,从交通流基本图、交通流状态空间传播、匝道与主线流量关系和车道横向分布特征4个方面对比了匝道合流区与基本路段的交通流特征.结论表明:由于匝道车辆汇入的影响,匝道合流区与基本路段的交通流特征存在较大的差别,在城市快速路的规划、设计、管理和控制中都应该区别对待.     

基于元胞自动机的附加导流岛型出口仿真建模

为研究附加导流岛型出口对快速路交通流的影响，本文建立针对附加导流岛型出口的元胞自动机模型。基于KKW (Kerner Klenov Wolf)模型，引入3种换道规则并分段设定，以描述附加导流岛型出口影响下的车辆换道行为。针对主辅路直接衔接的几何特点，对主路车辆经由出口驶出的过程等效简化，定义附加导流岛型出口下的车辆驶出规则。模型的数值仿真结果表明：导流岛通过引导辅路车辆在导流岛上游向外侧车道合流，能够使辅路下游的内侧车道起到辅助车道的作用。在此设置下，辅路车流对车辆驶出造成的直接干扰得到缓解，主路的通行效率显著提高。然而，辅路车辆经过导流岛后的强制换道会对驶出的平稳交通流造成扰动而诱发局部拥堵， 影响驶出车流的进一步疏散，导致主路饱和流量和平均速度的下降。此外，导流岛使得辅路形成道路缩减瓶颈，在其影响下，辅路总饱和流量大幅下降。导流岛对辅路内侧车道的占用使得其流量和平均速度均低于外侧车道，通行效率受到更大的影响。     

强制性换道的空间特征对分流区交通流的影响

为研究车辆在多车道分流区的跟驰换道行为，将强制性换道划分为激进型和保守型.在考虑驾驶员换道需求与空间位置关系的基础上，量化两种强制性换道行为的转换条件，并给出车辆强制性换道规则；对跟驰模型中的减速度参数进行优化，建立多车道下分流车辆的跟驰换道模型；采用实际数据标定模型中关键参数，并验证模型的可行性.仿真结果表明：分流车辆的横向空间分布对交通流的干扰具有显著性影响；当分流车辆集中在最左侧车道时，中间2车道的运行速度波动明显，折减量最大时达到51.4%，恢复稳定所需时间更多；通过 4组实验场景发现，分流车辆的合理空间分布对交通流运行速度有较大的改善作用.     

轨道列车时刻表问题研究综述

广泛的实践应用和复杂的计算挑战,使得轨道列车时刻表优化问题,多年来一直是交通运 输及运筹管理学界的热点研究问题。作为轨道交通运营规划的一个子阶段,列车时刻表向上与 线路规划(或开行方案)、向下与动车组调度融合,可以得到多个延伸的研究选题。在特定的时空 网络中,列车时刻表设计就是为每个列车确定一条无冲突的运行路径,使基于用户的度量指标如 乘客候车时间,或企业的度量指标如运营费用达到最优。对于没有列车越行和停站模式给定的 情况,通过整数变量可以完整地刻画列车时刻表模型,但如果考虑列车越行或列车停站决策,则 需要引入列车在车站出发顺序或停车决策的0-1变量。一般而言,列车时刻表问题的数学模型是 一类典型的大规模、多目标、强耦合的NP完全问题。算法设计是列车时刻表问题最为重要和困 难的部分。对于问题较简单或规模较小的情况,常用方法是对原有复杂问题进行适当简化和(或) 对难处理表达式进行合理修改,然后使用先进的计算架构和商用优化软件求解更新后模型。当 然,分支定界和动态规划这两类直接分解算法,是求解列车时刻表问题的重要方法。对于问题复 杂和规模庞大的情况,以拉格朗日和列生成为代表的对偶分解算法,则是求解列车时刻表问题的 最佳选择。未来,探讨列车时刻表与各种现实需要(如设施维修),以及时变票价和客票分配等因 素之间的深度融合,是一个有价值的研究方向;其次,研究网络环境下列车时刻表问题,将是一个 非常有意义的研究选题;最后,应进一步设计集成了问题特点与现代优化技术的各类求解算法, 开发能够完全应用于实际运营的商用软件。     

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城市快速路出口附加车道及其渠化长度的合理设置对于提高出口通行能力和减少出口对快速路交通流的影响具有重要的意义。对菱形立交先入后出式出口进行数据收集，利用该数据标定和验证VISSIM微观仿真模型，建立城市快速路菱形立交出口仿真模型。通过仿真试验，对其结果分析得出城市快速路菱形立交出口附加车道长度及其渠化长度建议值。     

基于元胞自动机的高速公路瓶颈交通演化仿真

为分析高速公路中道路瓶颈造成的堵塞现象,本文改进KKW (Kerner-Klenov-Wolf) 模型, 建立跟驰规则;综合考虑车间距和车速对车辆换道的影响,建立自由换道和强制性换道规则;并对高速公路中不同车流量条件下,道路瓶颈上游的堵塞区域分布、换道行为特征和车道上交通参数的变化情况进行仿真研究。结果表明：在给定的交通量条件下,汇流车道的拥堵区域长度处于动态平衡状态,不会随时间而变化,且道路瓶颈前的汇流行为会导致目标车道上严重的速度下降,汇流车道和目标车道上车辆速度变化趋同;从换道集群特征来看,道路瓶颈前因高交通流量形成的低速汇流车辆倾向于以小集团的方式统一进行换道,造成目标车道上剧烈的交通震荡;瓶颈消失后,交通恢复时间随进口交通流量的上升而线性增长。     

非常规交叉口设计研究现状与展望

为促进非常规交叉口设计在中国的创新应用, 选取U型回转、菱形互通式立交、借用出口车道左转、串联交叉口、连续流交叉口和平行流交叉口, 系统梳理了各种类型非常规交叉口的几何布局、信号相位相序方案和控制策略, 从理论研究和交通安全效益层面回顾了近10年来非常规交叉口的研究成果, 探讨了各种类型非常规交叉口在中国应用的可行性。分析结果表明: 非常规交叉口信号配时建模和求解没有困难, 且大多文献采用精确求解算法; 非常规交叉口效益评估结果根据文献研究对象和问题的不同存在差异, 但总体来看, U型回转不宜设在左转比例过高的交叉口, 菱形互通式立交适合于高速公路和快速路, 借用出口车道左转在左转比例较高的交叉口表现较好, 串联交叉口在过饱和状态下的效益最优, 连续流交叉口和平行流交叉口在对称需求下的效益更佳; 在交通安全方面, 设置U型回转和菱形互通式立交可以降低事故发生的可能性, 但其他几种类型非常规交叉口由于数据量较少或缺乏数据, 还没有得到统一的结论; 因非常规交叉口运行规则与驾驶人的认知存在差异, 在开放初期驾驶人会存在困惑, 采用驾驶人培训、前车提示和交警现场引导等措施是有效的, 自动驾驶技术与非常规交叉口设计相结合更有望加快非常规交叉口的应用和推广; 整体来看, U型回转、借用出口车道左转和串联交叉口在中国的应用前景良好, 菱形互通式立交在中国的适用性还需结合国内交通现况进一步探讨, 连续流交叉口和平行流交叉口由于运行规则复杂, 需先试点运行再逐步推广。      

城市地下道路出入口变速车道长度设计研究

在介绍国内外立交出入口变速车道设计长度和国外地下道路出入口变速车道设计长度的基础上。根据我国地下道路的功能定位和分类,结合我国城市地下道路交通实际情况,提出我国地下道路出入口变速车道设计长度的取值建议,对我国地下道路的规划、设计和建设具有积极的作用。