高速公路交通流建模综述

交通流建模是智能交通自动控制、分析、设计、仿真和决策的前提, 历来是交通工程界的一个重要的研究课题, 分三条主线(宏观交通流模型、微观交通流模型、其它交通流模型) 对交通流建模的发展做了详细介绍, 并在文末提出了对交通流建模今后发展的展望     

混合车流交通流特性分析

混合车流基本交通流特性描述是混合车流理论研究的基础。分析了未来我国高等级公路车型结构、界定混合车流研究的合理范围;提出描述混合车流运动自由度的随机度和相互影响的粘度两个基本概念;通过理论计算和实地测定得到混合车流的速度模型和堵塞密度。     

交通流宏观建模方法研究

传统交通流理论的建模方法不严谨，各研究方向的研究成果之间相互难以验证、引证．文中分析几个典型的宏观模型，指出其建模方法中的缺陷．提出了基于参数变换的运动学建模方法和步骤．用实测数据验证了速度和密度不是线性关系；而在低密度时，流量和密度呈线性关系．提出了基于参数变换的运动学建模方法和步骤。     

中国特大城市混合交通流研究

结合中国特大城市交通流的演变过程,深入探讨了我国特大城市混合交通流的形成机理,并针对我国特有的混合交通流现象,提出了特大城市内部客运交通发展建议。     

混合交通流的动力学模型

引入超车换道流量，建立了混合交通流的连续性方程；通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程．连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．将模型应用于无超车换道交通流，求出了流量和密度之间的关系．结果表明在低密度段模型与实测数据吻合．     

空中高速路交通流的跟驰现象及流量模型

为研究下一代航空运输系统空中高速路的流量模型,针对连接远程、繁忙航线城市对的空中高速路具有航路单向、无交叉、有性能限制、高密度运行的特点,以下一代航空运输系统的运行规则为基础,基于跟驰理论,对单层航路建立了空中高速路交通流微观跟驰模型.通过对空中交通流量密度关系的分析,扩展出空中交通流的宏观流量模型,该模型可用于航路流量优化、安全分析和航路容量评估等.计算结果表明:由微观跟驰模型得出,运行于空中高速路上的航空器间隔越小、速度越快、后机反应强度越小,后机相对于前机的跟驰反应就越强烈;由宏观航路流量模型得出,飞机流中航空器间隔越小、起始速度越大,流量变化就越明显.      

智能网联混合交通流稳定性解析方法综述

交通流稳定性分析是研究交通拥堵形成机理、车队队列控制的基础,面向智能网联环境下的混合交通流队列线性稳定性分析已成为近年来的研究热点. 根据受到的扰动大小和范围,介绍了线性稳定性、非线性稳定性、局部稳定性和队列稳定性的相关概念,并指出了交通流队列稳定性的基本判别准则. 基于控制理论,回顾了交通流车队队列线性稳定性条件的经典解析方法,其中,特征方程法评估了交通流内部扰动的增长速度,传递函数法依托于拉普拉斯变换构建了扰动的传递关系. 从经典跟驰模型、考虑时延的跟驰模型和考虑多前车驾驶信息反馈的跟驰模型出发,系统分析并总结了国内外学者对于混合交通流稳定性问题的研究现状,同时回顾了交通流稳定性理论研究在车队队列控制等方面的实验和工程应用. 最后,展望了混合交通流稳定性分析领域的研究前景,指出了在后车跟驰行为、智能网联汽车的交互协同、复杂混合交通流等几个方面是今后需要重点研究的领域.      

北京城市快速路交通流特性多维度研究

基于多天的快速路检测器实测数据,在利用平均车长进行占有率及密度转化后,采用Van-Aerde单一结构模型标定了北京市三环快速路典型路段的不同天、内外环及不同车道的交通流参数,进行了多维度的交通流特性对比分析,为北京城市快速路系统的运营管理及规划设计提供理论基础和数据支持.     

混合交通流视频检测中区域选择更新混合高斯背景模型研究

混合交通是我国交通的主要特征，利用视频检测技术可以获取混合交通流参数，实现混合交通的有效管制，由于检测过程中天气、光线等环境变化，实时有效的自适应背景提取模型尤其重要。本文在混合高斯模型的基础上，根据运动分割与Kalman运动跟踪，结合象素的时间与空间特性，提出区域选择更新混合高斯模型来抽取背景，克服了交通控制信号或交通阻塞等造成的长时间停车，以及高峰期大量运动物体长期充满当前图像等情况对背景抽取造成的影响，该模型通过对交叉口和路段视频进行背景提取，实验效果良好，证明了本方法具有较强的鲁椿性和自适应性。     

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针对北京城市网络交通流的统计特性,提出了一种新颖的混合流量模型,通过三类交通流量的组合得出：M型日均流量、振荡幅值符合时变Super-Gaussian分布的分形随机波动和到达率符合Poisson分布的流量“尖峰”,以此来描述实际的交通流。通过该模型得出北京市交通流数据的去日平均概要曲线,对去日概要曲线进行离差统计分析可以较好的反映实际观察的交通流“尖峰”现象,这种现象和Internet通讯流的研究结果相符。进一步对交通流“尖峰”的到达规律进行研究发现,“尖峰”到达时间间隔呈负指数分布,并且这种随机波动具有与高速公路交通流相似的多分形特性。对交通流“尖峰”的认识和其到达率的结论对于进一步理解城市交通流复杂现象的起因和特性,提高交通流预测和仿真效果有着重要作用。     

城市微观交通模型建模及仿真实现

微观交通仿真模型是交通领域的研究热点，城市交通控制是微观交通仿真模型的主要应用领域．文中建立了一个城市微观交通模型，详细说明模型的体系结构，各子模型的建模方法，在SGI的OCTANE工作站上实现城市微观交通仿真，并举例说明其应用．     

考虑驾驶愤怒的元胞自动机交通流模型

驾驶员在愤怒时的驾驶行为表现与正常驾驶时存在较大的差异,这些行为差异会影响车辆的运行速度、运行轨迹等,进而对道路交通流产生影响.文中在NaSch元胞自动机交通流模型的基础上,考虑愤怒驾驶行为的特点,从运行速度、换道条件和安全距离3个方面重新确定元胞更新规则,构建考虑驾驶愤怒情绪的周期边界条件下双车道元胞自动机交通流模型.在MATLAB环境下,对所建模型与普通NaSch交通流模型进行对比仿真分析.结果表明,驾驶愤怒所引起的行驶速度变化对交通流影响明显.     

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城市道路交通流预测的可靠性、实时性是城市交通管理与控制的基础. 为提高城市道路交通流的预测能力,提出了可变元胞传输模型（VCTM模型）. 在分析元胞传输模型（CTM模型）在城市道路交通流预测方面应用不足的基础上,根据流量守恒定律,将元胞的交通流密度和元胞的长度两个参数引入CTM模型,建立了VCTM模型. VCTM模型根据路段连接、汇聚、分流等三种形式的不同特点,分别建立了元胞连接、汇聚、分流的交通流传输公式. 虽然VCTM模型引入了元胞的交通流密度和元胞的长度两个参数,增加了模型求解的运算量,但克服了元胞长度必须相等的局限性,确保VCTM模型可以应用于城市路网中的不同道路. 仿真结果表明,VCTM模型能够满足城市道路交通流预测的要求.     

城市快速路交通流建模及非线性最优控制

分析了城市快速路的运行特点，以通道控制的基本思路，提出快速路主路和辅路协调控制的方法，根据快速路交通特性性，建立主路和辅路路段的动态模型，进口和交叉口口排队模型，根据不同的优化性能指标，确立了相应的优化策略和求解算法，为进一步开实时控制算法打下基础。     

基于混沌理论对北京二环路进行短时交通流量预测的研究

随着机动车保有量的增加,交通拥堵变成迫切需要解决的问题. 道路交通流预测可以使交通管理部门提前制订相关政策,面对即将出现的交通问题提前采取管控措施,从而可以在一定程度上缓解交通压力. 道路交通流预测预报是智能交通系统关键技术之一,短时预测是交通控制、车辆导航的技术基础. 本文在对交通系统具有耗散系统特性分析的基础上,认为交通状态中存在混沌. 本文运用混沌与分形理论恢复交通流量序列的动力学系统,并用多元局域预测法对时间序列进行预测,并实地采集数据运用模型进行分析校验. 通过分析不同时间间隔的时间序列的评价指标,比较得出此法在2至5分钟内有较高的预测精度.     

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随着机动车保有量的增加,交通拥堵变成迫切需要解决的问题. 道路交通流预测可以使交通管理部门提前制订相关政策,面对即将出现的交通问题提前采取管控措施,从而可以在一定程度上缓解交通压力. 道路交通流预测预报是智能交通系统关键技术之一,短时预测是交通控制、车辆导航的技术基础. 本文在对交通系统具有耗散系统特性分析的基础上,认为交通状态中存在混沌. 本文运用混沌与分形理论恢复交通流量序列的动力学系统,并用多元局域预测法对时间序列进行预测,并实地采集数据运用模型进行分析校验. 通过分析不同时间间隔的时间序列的评价指标,比较得出此法在2至5分钟内有较高的预测精度.     

城市土地利用与路段交通量关系模型的研究

分析了城市土地利用与交通间的相互关系,使用引力模型建立了土地利用与路段交通量关系模型,从而了简化交通规划中交通需求预测的过程,并为寻找土地利用和交通规划的最佳结合提供了一种新思路。     

北京市城市交通规划体系研究

为改善北京市各种类型、各个层面的城市交通规划缺乏统一梳理和分析、规划体系不健全的现状,首先,通过总结分析国内外主要城市的城市交通规划层次体系,梳理了北京市目前各层次、各类型的城市交通规划的制定情况、存在的问题和发展方向。然后,提出了包括战略规划、 综合规划、专项规划、实施规划、运行管理规划等内容的多层次的北京市城市交通规划体系,分析了其与城市规划之间的关系。最后,提出了推进城市交通规划体系形成和完善的编制机制及措 施方面的相关建议。     

城市交叉口交通流特征与短时预测模型

时间尺度大于15 min的城市交通流预测模型已无法满足交通信号实时控制和交通信息实时发布的需求, 通过对广州市中心区交叉路口交通流长期观察和数据采集, 分析了各种时间尺度的交通流特性, 提出以路口信号周期作为时间尺度, 绿灯流率作为变量的ARIMA (p, d, q) 短时交通预测模型。以1个和3个信号周期的时间尺度为例, 对城市交叉路口不同时间段交通流进行建模和预测。结果表明ARIMA (p, d, q) 预测模型结构稳定, 算法简单, 时间尺度为3个信号周期的预测模型可以很好地保持交通流特征, 均方根误差为0.015 9, 预测精度较高。