道路施工区车辆延误分析与交通仿真研究

道路施工区使得车辆运行受到显著影响,车辆延误增加,针对道路施工区车辆延误展开研究并提出了分析施工区车辆延误的方法.与传统的延误分析方法不同,引入交通仿真技术分析计算施工区影响范围内的运行延误、排队延误、加减速延误与绕行延误.采用TSIS仿真软件可以模拟封闭车道施工、不改变交通流向、改变交通流向或交通分流等交通组织方案,并根据不同的交通组织方案,分别计算车辆途经施工区产生的附加延误以及最优分流比例.研究示例表明,运用经过标定验证之后的仿真模型能有效地对施工区延误进行定量分析.仿真表达交通信息的多样性和详实性,确保了施工区车辆延误分析的全面性和准确性.     

多车道道路改扩建工程中最优施工区长度的研究

针对道路改扩建工程,在分析施工区总费用的基础上,通过对交通流运行特征的研究,对车辆通过施工区所产生的各种延误分别进行推导,建立了由施工费用以及车辆延误费用构成的总费用函数模型,得到了道路改扩建工程中不同施工组织条件下最优施工区长度计算公式。微观仿真研究示例表明,最优施工区长度计算方法具有较好的适用性和正确性。有效指导道路维护部门的施工作业,起到节约社会总成本的作用。     

多车道道路改扩建工程中最优施工区长度的研究

针对道路改扩建工程,在分析施工区总费用的基础上,通过对交通流运行特征的研究,对车辆通过施工区所产生的各种延误分别进行推导,建立了由施工费用以及车辆延误费用构成的总费用函数模型,得到了道路改扩建工程中不同施工组织条件下最优施工区长度计算公式。微观仿真研究示例表明,最优施工区长度计算方法具有较好的适用性和正确性。有效指导道路维护部门的施工作业,起到节约社会总成本的作用。     

基于V/C比的公路养护施工区交通延误研究

为改善公路养护施工区的交通运行状况,提高养护施工效率,在总结已有研究的基础上,对公路养护施工区交通延误的影响因素进行了深入分析,通过数学解析方法建立了公路养护施工区交通延误模型,包括减速延误、排队延误、限速延误以及加速延误4个部分.接着利用Vissim软件对公路养护施工区进行了交通仿真研究,以特定施工区为例,在不同的V/C比条件下进行了仿真运行和评价.将交通仿真得到的不同V/C比条件下延误值与采用数学解析模型计算得到的结果进行对比,基于交通仿真中得到的施工区交通延误值大于解析模型中计算得到的延误值这一结果,提出了系统延误的概念,并通过拟合得到了该路网中系统延误的计算值.     

道路施工影响下的城市广义路网容量研究

以路网广义容量的内涵和计算理论为前提,通过对道路施工区交通运行特征的分析,明确了道路施工区对路网容量的影响因素,以及对有效运营面积和有效运营时间两方面的影响,并给出了相关修正系数的具体计算方法.最后以武汉市主城区为例对道路施工影响前后的路网容量进行了对比分析,得到了道路施工对路网容量的影响程度.      

城区桥梁施工期交通组织设计与优化——以浦南运河桥为例

以上海市奉贤区浦南运河桥为例,分析桥梁施工对城区交通运营的影响.采用Synchro仿真软件、信号配时优化算法评价交通组织方案.根据仿真结果对路网服务水平及延误时间进行评价.结果表明,公交车不绕行社会车辆绕行方案相对于公交车半绕行社会车辆绕行方案,早晚高峰平均延误较少,道路服务水平降低值较小,并据此建立动态综合安全评价模型.最终建议选取对周围路网服务水平影响较小、延误水平较低的公交车辆不绕行社会车辆绕行方案.      

基于最小延误费用的可变车道数调整模型

考虑在“潮汐式”车流条件下道路的双向流量不平衡,研究以用户最小延误费用为目标的可变车道变换调整方案。将可变车道数作为决策变量建立模型,并给出模型的求解步骤。利用交通仿真软件Vissim结合具体算例进行分析,验证模型的可行性与可用性,并计算出合理的可变车道数。结果证明当方向分布系数大于等于2／3、道路交通条件允许时,设置可变车道可降低所有车辆的延误时间和延误费用。     

大交通量下高速公路施工区交通组织仿真优化方法

大交通量状态下的高速公路改扩建施工区,与一般施工区在交通组织方案、施工区设置、限速方案等道路交通特性上会产生巨大差异,交通延误、饱和度、平均车速和交通密度会有明显不同。本文利用微观交通仿真软件Vissim建立施工区微观仿真模型,选择对高速公路改扩建施工区安全和通畅水平有重要影响的上游过渡区长度为变量,以通畅水平为指标,对车辆运行状况进行评价,给改扩建施工交通分流提供参考。     

高速公路半幅封闭施工区交通特性与交通冲突特性研究

对双向四车道高速公路半幅封闭施工区的交通特性和交通冲突特性开展研究.以交通流参数调查和交通冲突调查为基础,应用统计分析方法,研究了施工区上游过渡段车辆的排队特征,标定了描述车头时距分布的爱尔朗模型;分析了施工区各组成区段的速度分布特征,确定了基于统计分布原理的各区段限速范围;总结了施工区交通冲突的种类,给出了基于距离碰撞时间的追尾冲突严重程度判别方法,建立了基于负二项分布的追尾冲突预测模型.最后,应用VISSIM软件开展了施工区交通仿真试验.结果表明:基于车辆排队特征所确定的施工区上游过渡段合理长度应在45～70m之间;施工区各区段的限速值应根据交通量设定;在相同交通量水平下当限速值高于50km·h-1时,交通冲突数量会随着限速值提高而显著增加.     

非常态下城市道路交通检测器布局优化方法

为了使城市道路上布设的交通检测器能够实时、准确地提供路网动态交通流信息,并最大程度地节约经济成本,通过仿真对交通异常事件下城市道路交通流量和车辆延误进行了估计,并利用模糊聚类分析法、回归分析法和车辆延误估计模型,研究了路网在非常态下的检测器空间位置以及空间密度的布局优化方法;通过一个算例,对提出的检测器布局优化方法进行了验证分析,并得出了算例中检测器布局的优化方案。结果表明:所提出的检测器布局优化方法是可行的。     

面向微观交通仿真的路网建模模块实现方法

路网描述模型是微观交通流仿真的基础,其建模过程较为烦琐。为了简化路网建模工作,设计了1个路网建模模块,为用户提供路网绘制、道路属性编辑及保存工具。该模块能自动提取绘图区及编辑区的关键信息,并通过转化算法快速建立路网数据库,为道路交通场景的三维可视化及微观交通仿真模型道路动态链表构建提供数据支持。实际效果表明,该路网建模模块能够快速生成路网相关数据,以动态链接库形式创建并嵌入到微观交通流仿真软件中,移植性较好。     

城区道路网空间结构布局合理性的模糊综合评价

以我国北方某中心城市道路网结构布局为对象,分析了城市道路空间结构布局的合理性。根据相关规范选定路网结构和路网规模作为一级评定指标,利用层次分析法和专家打分法确定五级评分体系并计算各二级指标权重值,采用模糊评价法对路网结构布局的评判矩阵进行分析计算,获得合理化评价结果。研究表明:A市道路路网空间结构的评价值处于不合理区间,其中主要存在道路密度、道路面积率局部过低,道路等级级配、道路布局形式不合理问题。根据实际存在的路网结构问题,可以从严格控制住宅地块大小,避免超大型小区建设,建立核心区至城市组团第二路径,避开贫瘠区交通拥挤;打通"断头路",建立完整的环形路网结构等,多方面进行路网结构的优化。     

MFD对车型构成的敏感性分析及车辆换算系数计算方法

针对车辆的换算系数,现有研究较多集中于静态车辆换算系数,但静态车辆换算系数无法准确描述拥挤状态下车辆间的交互影响,未充分考虑车辆在不同交通状态下相互作用的动态变化对车辆换算系数取值的影响。为了能够适应动态交通的演化,以棋盘式路网为研究对象,利用宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)分析了宏观基本图曲线对大型车比例的敏感性,并针对不同的交通状态提出了相应的车辆换算系数计算方法。首先构建路网微观仿真模型,利用微观仿真试验证实了路网宏观基本图的存在;然后根据仿真数据采用分段函数拟合MFD曲线,通过改变大型车的比例设计多组仿真试验,并绘制出不同大型车比例下的MFD图形,分别从定性和定量2个层面分析宏观基本图曲线对车型比例的敏感性;最后根据敏感性分析结果,利用宏观基本图提出了一种针对不同交通状态的车辆换算系数计算方法。结果表明:当路网处于非拥挤状态时,对应于MFD曲线的上升段和持续段,车辆换算系数取值仅与大型车比例有关;而当路网处于拥挤状态时,对应于MFD曲线的下降段,车辆换算系数取值不受大型车比例的影响,其仅与路网存在车辆数有关。所提方法和思想为理解车型构成对路网交通状态的影响提供了新思路,有助于为交通规划和管理部门提供政策支撑。     

山区双车道公路相邻作业区间距研究

在山区双车道公路作业中,道路经常进行大范围大中修,为了减少交通拥堵及交通延误,减少由于道路瓶颈带来的交通事故,对山区双车道公路长期作业区的间距进行分析,以期减少由于道路作业带来的交通制约.通过对山区双车道道路大中修过程中作业区分布间距进行调查统计,根据车辆在相邻作业区行驶的加减速过程,分成5不同段的行驶距离,构建相邻作业区合理间距的模型.根据实测车速得出山区双车道相邻作业区的合理间距,并用Vissim仿真进行验证,得出理论计算值大于临界值800 m,确定了相邻作业区间距为850 m.      

考虑用户成本和维修成本的路面养护维修策略

路面养护决策应该是一个基于道路寿命的费用最优化设计,所考虑的成本除了机构成本(养护维修费用)外,还应该包括用户成本.该文分析了MODAT多目标养护决策辅助功能系统,并将其同中国的网级养护决策方法进行对比.MODAT采用多种目标的最优化模型:即较少的维修养护成本,最大限度地减少用户使用成本,路面的剩余价值最大化等.MODAT使用AASHTO柔性路面设计方法中的路面使用性能衰变方程.MODAT应用于葡萄牙布朗库堡区的主要道路网络,用拐点代表最优的解决方案,对应得到的机构成本(养护维修费用)的权重值为4％,用户成本的权重值为96％.这表明用户成本远远高于机构成本,决策过程主要取决于用户成本,这和传统的网级道路养护维修决策不同.     

城市道路占路施工上游过渡区长度设置研究

城市道路占路施工过程中,上游过渡区长度设置对施工区交通安全、通行效率以及道路性能都有影响。在分析上游过渡区长度计算公式这一分段函数的基础上,利用vissim进行仿真实验,选取延误、排队长度和交通冲突次数为评价指标进行最佳长度的遴选。并在实际施工中对公式计算值和仿真结果进行验证,最终给出上游过渡区设置长度的建议值。     

基于双层规划模型的应急救援调度与路径选择集成优化

城市中突发事件发生后,为有效降低财产损失和人员伤亡,减少应急救援在调度和路径选择等环节的响应时间损失,保障应急救援任务顺利完成,需要对各类应急救援交通资源进行合理调度,并在起讫点间根据路网实时交通状态,动态选择行驶路径,减少其路段行程时间。在多目标应急救援调度和最优路径选择目标分析的基础上,提出了一种考虑不同类型应急车辆调度和最优路径选择的双层规划的集成优化模型。在上层模型中,主要考虑应急救援车辆的调度费用成本,通过最小化应急救援车辆的固定成本、容量成本和时间成本,来确定不同类型应急车辆的出救位置和相应出动车辆数;下层模型中,主要考虑应急救援车辆的路径在途行程时间,通过最小化动态路网下应急救援的路段行程时间和信号延误时间来确定救援通过的路径,并根据固定的时间间隔动态更新路网的交通状态,使救援车辆尽可能选择避开交通拥堵的路段行驶,从而更快速到达目的地。案例分析结果表明,基于双层规划的应急车辆调度和路径选择集成模型与仅考虑调度或路径选择的模型相比,总调度成本降低了2.67%,总在途行程时间减少了21.05%,路径选择中能有效降低通过沿线拥堵道路的比例,表明模型具有很好的适用性和实用价值。     

无人驾驶环境下考虑OD结构的路网容量模型

为了研究未来无人驾驶车辆对路网容量的影响,揭示无人驾驶车辆与普通车辆的相互影响特性,假设无人驾驶车辆遵循系统最优路径,普通车辆遵循用户最优路径,构建了无人驾驶环境下的道路网络储备容量模型。上层模型为满足路段容量约束条件下的最大交通需求,各OD之间的交通需求采用不同的增长乘子;下层模型为两类用户的混合路径选择行为模型,无人驾驶车辆以系统总阻抗最小为目标,而普通车辆以个人出行成本最小为目标。采用多种群遗传算法进行求解,并通过算例验证了模型和算法的有效性和可行性,得到非统一增长乘子下的路网容量,比较了统一增长乘子与非统一增长乘子的异同之处。研究结果表明:①两种计算结果所得到的道路网络容量增长趋势类似,但是非统一增长乘子计算结果大于统一增长乘子计算结果,当无人驾驶车辆市场渗透率达到一定比例时,二者计算结果的差异随着市场渗透率的增加而逐渐减小;②不同OD对的增长乘子不一定相同,无人驾驶车辆的加入可以优化不同地区的OD需求分布,从而提升整个道路网络的容量;③非统一乘子的计算方法可以有效避免不同OD对的干扰作用,提高部分OD对在低市场渗透率下的路径利用率,路段流量分布更加均衡;④当无人驾驶市场渗透率达到较高的比例时,道路网络容量可增加的幅度较小。     

城市高架式快速路出入口匝道与平面交叉口衔接段长度设计优化研究

为改善整个快速路网的服务水平与通行能力，结合车辆在衔接段的交通运行特性，对城市快速路出入口匝道与平面交叉口衔接段的长度进行优化设计，并以雄楚大道为例，对部分出口匝道、入口匝道与相邻平面交叉口附近衔接段交通流进行调查和分析，采用VISSIM软件建立衔接段长度设计优化计算模型，对衔接段的交通流进行仿真模拟，并将输出指标进行对比。结果表明，在计算长度下，车辆在衔接段的行程时间、平均延误时间以及排队长度都有了较大改善，整体交通运行状态得到了较大提升。该结果验证了衔接段长度设计优化计算模型的合理性。     

面向常发拥堵点的主动交通诱导方法

基于动态用户均衡、系统最优分配的诱导方法,侧重路网需求的宏观预测和调节,难以准确辨识道路拥堵点的关联车流,制约了诱导效果。为精准调控致堵车流,有效缓解常发性拥堵,研究基于需求溯源的主动交通诱导方法。遵循靶向诱导的思路,分析车辆行驶轨迹和常发拥堵点的交通流关联性,运用卡尔曼滤波对关联车流进行短时预测,在此基础上,结合流量占比、路径饱和度等指标,对诱导目标车流进行优选。同时,从负荷均衡的角度出发,基于路段与路径交通流的时空关联更新路网交通状态,建立以饱和度均衡为目标的主动诱导优化模型。仿真结果表明:相比反应型诱导与基于路径偏好的主动型诱导,所提方法使常发拥堵点的车均延误、停车次数等下降30%~60%,路网车均延误、停车次数等下降10%~15%,模型收敛速度提高,交通效益提升,验证了该方法的有效性。