雾霾情况下路网模型及雾霾对交通路网的影响

雾霾对城市交通路网的影响主要包括交通数据缺失、交通安全和污染物排放三大问题.首先,基于城市交通数据监测系统,增加路网模型中驾驶员对能见度因素的反应特性,建立雾霾情况下交通路网模型,包括车道模型和交叉口模型两部分.然后,建立雾霾情况下交通路网模型评价指标,包括路网交通数据缺失率、交通危险系数和路网车辆污染物排放指标.最后,通过雾霾对路网影响程度和影响区域的仿真,得出如下结果:雾霾程度越严重、影响区域范围越大,交通数据缺失率越高,越不利于交通安全,同时污染物排放越多.     

考虑多前车作用势的混行交通流车辆跟驰模型

基于自动驾驶车辆(AV)和常规人驾车辆(RV)混合行驶的情况,在全速度差(FVD)模型的基础上考虑了多前车和一辆后车的车头间距、速度、速度差、加速度差等因素,建立了适用于AV和RV 2种车辆的混行车辆跟驰模型;引入分子动力学理论定量化表达了周围车辆对主体车辆的影响程度;利用RV和AV混行场景跟车数据,以模型拟合精度最高为目标,对所有参数遍历寻优,进行标定;对比分析了混行车辆跟驰模型和FVD模型控制下交通流的稳定性,解析了车速对交通流稳定性的影响;设计了数值仿真试验,模拟了城市道路和高速公路2种常见场景,分析了混行车辆跟驰模型的拟合精度。研究结果表明：考虑周围多车信息有利于提高交通流的稳定性;车辆速度越低交通流稳定性越差;考虑多车信息的分子动力学混行车辆跟驰模型可以提前获得整个车队的运行趋势,更好地模拟AV的动力学特征;与FVD模型相比,在城市道路条件下混行车辆跟驰模型中的RV平均最大误差与平均误差分别减小了0.18 m·s^-1和13.12%,拟合精度提高了4.47%;与PATH实验室的ACC模型相比,在高速公路条件下混行车辆跟驰模型中的AV平均最大误差和平均误差分别减小了7.78%和26.79%,拟合精度提高了1.21%。可见,该模型可用于混行环境下AV的跟驰控制与队列控制,以及AV和RV的跟驰仿真。     

基于单安全点路网模型的区域交通疏散研究

疏散车辆对安全点和路径的选择是区域交通疏散方案的核心内容,只有充分结合疏散交通的特点,将安全点选择和路径选择同步研究,才能使疏散路网发挥最大功效,进而得到合理的交通疏散方案。文章充分挖掘疏散车辆对安全点选择的灵活性,提出单安全点路网模型对疏散交通分配进行优化,并通过实例仿真对模型进行了验证。     

CVEM排放模型在综合交通规划中的应用——以成渝城市群为例

为满足交通规划对环境影响评价中交通排放的定量评估要求,分析了交通规划阶段对交通排放模型的需求。根据对交通排放测算模型和其与交通规划模型的对接研究,设计了中国机动车排放模型（China Vehicle Emission Model, CVEM） 在交通规划环境评价中的应用方法,从模型结构和参数设置、排放因子修正和与交通规划模型对接方法三方面展开。其中,对接方法根据交通规划模型输出结果为交通量或周转量分开进行设计。最后,以成渝城市群综合交通规划为例,应用CVEM排放模型对规划方案进行交通排放评估。结果显示：CVEM排放模型能够反映成渝城市群不同规划方案的排放评估差异。污染物排放总量随着方案中公路运输周转量占比的降低而降低。利用交通排放的空间分布,可以分线路、分客货运测算污染物排放,从而能进一步结合规划方案开展交通策略研究。     

一种改进投影算法求解排放约束下多用户交通分配均衡模型

给出一种考虑排放约束条件下的交通分配均衡模型,在所定义的广义出行费用中明确考虑捧放因素.通过将变分不等式同题转换成等价的最优化问题.引入改进投影算法求解该模型.在所给出的数值算例中考虑两类对排放不同偏好的用户,采用均衡算法求解二次规划子问题,所得的弧及路径最优解收敛.且均满足Wardrop平衡条件.     

基于路径的算法求解考虑排放的交通分配模型

分析了非可加路径费用的交通分配问题, 考虑了排放对传统交通分配模型的影响, 在Venigalla等研究基础上, 给出了在不同发动机启动模式下考虑排放的交通分配模型, 并采用基于路径的梯度投影算法(GP)和非集计的单纯分解算法(DSD)进行模型求解。数值验证结果表明: GP所占的CPU时间大致为DSD的1/25, 所使用的路径为DSD的1/5, 这两种基于路径的算法得出数值最优解的收敛速度比基于Frank-Wolfe(FW)的算法要快, 适用于求解大规模非可加路径费用的交通分配问题。     

上海市机动车交通排放模型及其应用研究

机动车交通的碳排放是城市大气污染的重要来源.城市管理者日益从环境的角度来考虑城市的交通政策,机动车交通排放的测算技术成为开展交通环境研究的基础和前提.研究了机动车交通排放的影响因素,介绍了上海市机动车交通排放模型的算法、参数获取技术和可实现的功能;介绍了上海市机动车交通排放模型的软件实现平台和实现方法,并开展了模型应用和验证工作.     

混合交通交叉口混行程度分析与分类方法

大多数发展中城市的道路交通都具有机非混合交通特点,但不同城市或同一城市不同区域的机非混行程度不尽相同,不同的混行程度对交通组织方法与管控方案的要求也不尽一致.本文主要研究城市道路平面交叉口混合交通环境的识别以及基于这种识别的混合交通交叉口分类方法.首先根据混合交通环境下与纯机动交通环境下车辆通过交叉口所用时间的差异,确定交叉口范围内非机动车与行人对机动车干扰的差异,然后在此基础上实现对不同混行程度的定量描述.研究表明,机动车所受到的干扰总体上随行人与非机动车流量的增长而增强,但当行人与非机动车流量达到一定水平后,机动车所受干扰将趋于稳定;对于不同交叉口来说,车辆所受干扰的差异比较明显.最后,介绍了依据混行程度(干扰差异)对混合交通交叉口进行分类的方法.以北京市道路交叉口实际运行数据为基础,利用该方法得出北京市道路交叉口一种新的分类方案建议.     

考虑特定OD分布形态的路网容量双层规划模型

针对以往道路网容量模型在假设,模型建立及算法方面存在的典型问题,提出基于特定OD分布形态的路网容量双层规划模型。其中上层模型为考虑一定服务水平限制下能通过路网机动车的最大容量,反映OD需求分布形态与路网匹配程度,下层问题是考虑OD需求分布条件下用户均衡分配问题,并为模型设计了算法求解。最后以上海市某区域的目标年规划路网的属性条件为例,求出容量可行解。实例结果分析表明,该模型、算法有效,能为考虑可持续发展的路网规划决策提供科学的决策依据。     

考虑回路因素的电动汽车最短路问题研究

电动汽车保有量迅速增长,但仍存在里程焦虑、充电设施缺乏等问题,导致驾驶员有时必须绕路才能给电动汽车充电. 基于电动汽车在长途出行过程中绕路充电产生的回路现象,对电动汽车最短路径问题进行深入探索. 对路网进行重构,考虑驾驶员在不同充电速度和排队情况下的充电站选择行为,构造寻求电动汽车最短路径的混合整数规划模型,使用成熟的商业规划软件求解. 为提高大型路网下的模型求解速度,基于动态规划的思想提出一种改进的标签设置算法,高效求解路网中存在回路时的电动汽车最短路径问题. 通过算例验证所提模型和算法的合理性及高效性.     

路网混合均衡交通分配模型研究

在先进的出行者信息系统下,假定有装置出行者能接收到完全信息并以用户最优方式选择出行时间最短的路径,而无装置出行者仅有部分信息并以随机方式选择出行时间更长的路径。基于路网混合均衡建模理论,构建了信息影响下的路网混合均衡交通分配模型,证明了该数学规划模型解的等价性,设计了模型求解算法,并进行了算例计算与分析。     

考虑大型车因素的城市路网交通流速度预测

针对大型车影响交通流速度问题,提出一种考虑大型车因素的路网交通流速度预测方法.首先根据二流理论将路段分为行驶流和排队流两部分;其次通过对路网路段的时空分析,将路段按旅行时间进行聚类,确定预测时长指数;再根据大型车特征与路段交通流速度的关系,引入大型车因素;最后使用GRU(gated recurrent unit)神经网络实现交通流速度预测,并利用VISSIM仿真进行验证.研究结果表明:考虑大型车因素可提高城市路网道路交通流速度的预测准确度.     

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我国多数道路是典型的混合交通,交通组成复杂,相互间干扰现象严重. 含有小汽车、货车和其他车型的混合交通备受研究者的关注. 本文构建一个考虑道路收费的多用户网络均衡模型,在模型中,各类用户拥有各自的时间延误函数和道路收费,且相互影响不同. 折算系数（PCE）为可变的,构建的道路延误函数是非线性,非连续和非对称的. 混合交通网络均衡模型采用变分不等式构模,用相继平均（MSA）方法进行求解. 最后,在交通规划软件EMME/3中实现该算法并应用到实际公路交通网络,并对线性折算系数和非线性折算系数下的交通网络分配结果进行了对比. 研究表明,非线性折算系数更加符合实际区域网络交通流分布.     

ATIS 作用下弹性需求混合交通均衡的效率损失

在ATIS 用户和利己用户组成的交通网络中,利己用户遵循用户均衡原则选择出行路径,其目的是最小化自身出行成本;先进出行者信息系统(ATIS)用户遵循系统最优原则选择出行路径,其目的是最小化系统总出行成本. 本文基于ATIS 用户和利己用户路径选择原则的异质性,对弹性需求下该类混合交通均衡分配的效率损失进行探讨. 构建弹性需求下该类混合交通均衡分配的变分不等式模型,界定其效率损失上界. 结果表明,效率损失上界与用户均衡时社会总收益与社会总剩余之比相关,还与用户均衡时路段上ATIS 用户的流量与总流量之比有关.     

多车型纯电动公交车使用下的混合车队替换优化

针对不同能源公交车辆的运营特性差异,考虑城市公交电动化率限制和不同能源车辆间的替换率,以降低公交车队运营管理成本为优化目标,研究多车型纯电动公交车可供选择使用下的混合车队替换决策问题,以确定最佳车队替换计划.考虑规划期为10年,以青岛市公交系统为实例进行数值分析.结果表明:车型选择对车队替换计划和运营成本有显著影响,与...     

考虑车辆尾气污染暴露的系统网络优化模型

为缓解车辆尾气排放对出行者造成的影响,为交通规划与管理部门提供一种新的规划思路,从交通管理者的角度,以出行者为研究对象,集成高斯扩散模型,建立了考虑尾气污染暴露的系统网络优化模型.利用Matlab和MINOS对非线性模型进行求解,并通过算例验证了模型和算法的有效性,研究结果表明,所建立的模型能够以牺牲系统小部分行驶时间为代价(+10.45%),有效地降低路网中的尾气污染暴露(-41.13%).通过分析比较,系统行驶时间与系统尾气污染暴露之间存在Pareto优化,即决策者可根据规划目的权衡缓解交通拥堵与减少尾气暴露的关系.     

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.      

CACC车辆跟驰建模及混合交通流分析

建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,并分析不同CACC比例下的混合交通流通行能力,尾部碰撞安全及交通排放.考虑车辆期望车头间距随速度动态变化的交通流特性,建立基于非线性动态车头间距策略的CACC跟驰模型,推导不同CACC比例下的混合交通流基本图模型,分析CACC提高通行能力的交通流运行机理.设计高速公路上匝道瓶颈数值仿真实验,评估不同CACC比例下的车辆尾部碰撞安全隐患,以及油耗、CO、HC、NOx的排放.研究结果表明,本文建立的CACC模型能够在交通流速度基本不变的情况下,以较高的交通流密度显著提升通行能力,同时有利于车辆尾部碰撞安全风险及交通排放的降低.