高速公路瓶颈区域可变限速阶梯控制方法

针对高流量条件下高速公路主线瓶颈路段交通流运行态势恶劣导致通行效率降低的问题,从高速公路瓶颈路段交通流时空特性出发,对元胞传输模型进行扩展,使其能够对瓶颈路段和可变限速条件下交通流运行情况进行描述;在此基础上,构建可变限速控制模型,并采用阶梯限速控制方法对主线交通流进行控制,防止限速路段车辆排队上溯影响上游匝道车辆的正常通行.算例仿真结果表明:本文提出的瓶颈区域可变限速阶梯控制方法能够有效缩短车辆行程时间,在可变限速条件下,与无控制和仅单路段主线控制相比,车均延误分别减少了13.78%和1.60%.      

高速公路瓶颈区域可变限速控制方法

高速公路交通流处于高峰时,公路主线路段可能出现拥挤的瓶颈路段,导致车辆运行时间增加,路段运行效率降低等问题.本文从高速公路瓶颈区域路段交通流运行的时空特征出发,对现有的Papageorgiou模型进行扩展并考虑速度控制因素,使其适用于可变限速控制环境下的真实交通流运行状态,提出了适用于高速公路瓶颈区域的可变限速控制条件的改进模型,以控制周期内总通行量最大和车辆总行程时间最小为目标,建立高速公路主线可变限速控制优化模型.仿真结果表明,相对于固定限速控制,本文提出的可变限速控制方法可降低总行程时间7.45%,提高平均速度8.78%,表明该可变限速控制模型能在一定程度上缓解高速公路瓶颈区域的拥堵问题.     

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.     

有限阶段马尔可夫决策的可变限速控制模型

分析了高速公路主线可变限速控制的作用, 研究了现有的限速方法, 将高速公路主线可变限速控制过程看作是离散时间的马尔可夫决策过程, 提出基于强化学习与有限阶段马尔可夫决策的可变限速控制模型, 通过与交通环境的交互学习进行模型的动态调整。采用有限阶段向后递归迭代的算法对模型进行求解, 运用Paramics仿真软件对长吉高速公路全程进行仿真。仿真结果表明: 在平均限速值低于设计时速6.25%的情况下, 平均流量不仅没有降低反而增加了3.20%。可见, 该模型可以有效提高交通流量, 改善高速公路主线的交通状况。     

可变速度控制下快速路联动协同控制策略研究

以快速路主线通行能力最大、入口匝道排队长度及延误最低为目标,在分析城市快速路可变速度引导的基础上,提出快速路匝道感应控制算法,构建基于可变速度控制下的快速路主线与入口匝道协同控制模型.并利用实际城市快速路路段调查数据,采用VISSIM仿真软件对所建模型、算法进行了仿真验证,结果可知,文中提出的快速路协同控制模型算法可有效提高快速路主线通行能力,大幅降低入口匝道车辆排队长度及平均延误,减少车均行程时间.     

基于元胞传输模型的雨天高速公路可变限速方法

可变限速控制可减小降雨导致的高速公路交通拥堵和事故风险.提出雨天高 速公路可变限速控制策略,对经典的元胞传输模型进行改进,构建适用于雨天可变限速 控制问题的高速公路动态交通流模型;在综合考虑交通安全和效率基础上,建立雨天环 境下高速公路可变限速控制方法和模型.实验结果表明,与固定限速相比,雨天可变限速 控制下高速公路平均速度增加了9.3%,车辆总行驶时间减少了11.7%,相邻路段最大车 速差从17.5 km/h 减小为9.4 km/h,降幅达46.3%,有效地提高雨天环境下高速公路通行效 率和安全性.     

基于强化学习的汇流瓶颈区可变限速策略研究

为提高高速公路汇流瓶颈区的通行效率,本文结合强化学习无需建立模型,具有智能学习的特点,对瓶颈区的可变限速策略进行了优化,首次提出了基于Q学习算法的可变限速控制策略.策略以最大化系统总流出车辆数为目标,通过遍历交通流状态集合,尝试不同限速值序列进行自适应学习.以真实路段交通流数据搭建了元胞传输模型仿真平台,通过将其与无控制和基于反馈控制的可变限速策略进行对比,对Q学习策略的控制效果进行评价.通行时间的降低和交通参数的变化表明,强化学习控制策略在提高汇流瓶颈区通行效率和改善交通流运行状况方面具有优越性.     

山区高速公路立交出口匝道区域可变限速研究

基于山区高速公路立交出口匝道区域线形指标偏低、气候变化频繁的特点,在限速管理上,提出“匝道动态限速,主线联动限速”的可变限速策略。匝道的限速值是依据车辆横向稳定性和停车视距两个约束条件,并考虑路面附着系数和道路能见度的动态变化特性进行确定。主线受出口匝道影响路段的限速值是依附匝道圆曲线路段限速值和实际减速车道长度进行确定。在参数取值的探讨中,区分了纵向附着系数和横向附着系数的不同影响。研究成果可以为山区高速公路的运营安全管理尤其是限速管理提供借鉴。     

高速公路可变限速控制策略安全性效果仿真

为了减少高速公路常发交通瓶颈上游路段运动波传播引发的追尾事故,在分析PARAMICS微观仿真模型的基础上,建立了可变限速控制仿真平台,在高速公路入口匝道交通瓶颈仿真路段,采用事故预测模型定量研究路段内冲击波传播过程中追尾事故的实时风险,提出了减少事故发生概率可变限速控制策略.结果表明:减少事故风险效果最好的控制策略是将阈值设置为预测事故概率等于0.25,限速值变化周期为120 s,限速值降低幅度为20 km/h,恢复幅度为10 km/h,相邻路段限速值差为20 km/h.采用可变限速最优控制策略后,高速公路瓶颈上游路段追尾事故风险降低了20%.      

基于路口和路段入口综合控制的应急疏散交通控制算法

为了制定安全高效的应急疏散预案,分析了SCOOT和BOTTLENECK算法的适应性,提出一种基于路口和路段入口综合控制的优化算法.新算法利用SCOOT算法对路口进行信号协调控制,利用BOTTLENECK算法对路段入口交通进行汇入控制,并通过严格控制延误目标将两种算法进行优化整合,确保主要疏散方向上的优先通行权,同时减少汇入交通对疏散车辆的干扰和延误,从而最大限度挖掘路网在应急状态下的疏散通行能力.仿真结果表明:在应急疏散交通条件下采用优化算法,能够将疏散车辆平均行程时间缩短近60%,平均速度提高约1.5倍,因此,提高了应急疏散效率,算法可行.     

公路交通服务能力的绿色安全指标研究

国际上公路交通服务能力皆以道路拥堵情况(V/C 值)及行车顺畅程度为评估 标准,缺乏对交通安全潜在社会成本、时间成本及环境保护的测量.根据国际社会对绿色 经济、绿色交通运输的重视与发展趋势,本文以台湾电子收费系统的数据为基础,针对不 同交通流需求量、路段平均行驶速率衍生的时间成本与污染排放、交通安全等因子,分别 构建出行时间延滞成本、碳排放增量成本、潜在肇事概率成本等3 个参数指标,利用这3 个指标构建综合型绿色安全交通服务指标(Green and Safety Index for traffic levels of service, GSI),作为划分交通服务水平的评估标准,并通过实时在线软件,提供出行者道路 出行延滞、碳排放及安全等社会成本信息.     

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为提高高速公路汇流瓶颈区的通行效率,本文结合强化学习无需建立模型,具有智能学习的特点,对瓶颈区的可变限速策略进行了优化,首次提出了基于Q学习算法的可变限速控制策略。策略以最大化系统总流出车辆数为目标,通过遍历交通流状态集合,尝试不同限速值序列进行自适应学习。以真实路段交通流数据搭建了元胞传输模型仿真平台,通过将其与无控制和基于反馈控制的可变限速策略进行对比,对Q学习策略的控制效果进行评价。通行时间的降低和交通参数的变化表明,强化学习控制策略在提高汇流瓶颈区通行效率和改善交通流运行状况方面具有优越性。     

浅谈高速公路限速问题

针对高速公路普遍存在的超速行驶现象,通过简要分析超速行驶原因,以及速度对交通事故和成本、时间、安全效益的影响,从而为高速公路确定一个科学的限速数据,这对于高速公路使用者和我国汽车产业发展具有重要的意义。     

基于摩托车禁行方案的多模式交通网络均衡分析

目前国内许多城市对部分区域实施“禁摩”政策,不同禁行方案的实施对交通系统中出行者方式和路径选择产生差异化影响。为定量描述摩托车禁行方案下的用户多模式出行选择行为,本文考虑私家车、常规公交及摩托车这3种模式的不同网络出行特征,构建基于摩托车禁行方案的多模式网络均衡模型。首先,设计3种模式混行下的复合交通网络,根据其不同的路段通行能力特征,以及公交车内拥挤和线路选择,分别针对禁行区域和非禁行区域,建立用户出行成本函数;然后,基于用户均衡和Logit模式划分,构建相应的数学规划模型。最后,采用基于相继平均的路径配流算法求解模型,并量化分析摩托车禁行方案下的用户出行效率和事故风险。算例结果表明,随着禁行区域的增大,转移至私家车和常规公交的摩托车用户逐渐增加,用户总出行成本逐渐增加,出行效率和总事故风险成本逐渐降低,同时,对关键路段实施禁行方案能在较少降低用户出行效率的基础上有效降低总事故风险成本。     

高速公路合理限速对策研究

车速与其离散性和事故数、事故严重度以及交通拥挤性密切相关。合理的速度限制可以降低交通事故数和事故严重度,提高道路的运输效率。基于对高速公路运营阶段交通流量的构成及增长分析,提出新建高速公路和非新建高速公路应采取的不同限速策略,并分别给出合理的车速限制建议值,有利于制定合理的高速公路限速对策。     

高速公路车速离散性与事故率的关系研究

结合我国九条高速公路连续一年的交通事故数据和车速数据,对速度的离散性与交通事故率的关系进行统计研究。研究表明,事故率与速度的离散性存在着明显的相关性。根据速度与事故率的散点分布,对其进行多种模型拟合,通过方差分析F值的显著性水平,以及判定系数R^2的修正、判断,得出事故率与车速标准差的指数分布模型,对高速公路的交通安全具有积极的意义。