考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配

为刻画拥堵空间排队与溢出现象对交通流分配的影响，提出考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配问题，并构建相关的求解算法，用于描述交通需求在起讫点移动过程中路网整体的宏观运行状态。首先，丰富和完善考虑拥堵空间排队与溢出的静态交通流分配的相关假设，提出次生瓶颈、拥堵干扰与渗透和分段化路段阻抗等基本概念和理论，来刻画拥堵交通瓶颈、拥堵空间排队等交通现象；其次，建立网络瓶颈识别算法和空间排队回溯算法，基于此构建考虑拥堵空间排队和溢出的增量分配算法，用于求解交通流分配的结果；最后，通过使用一个具有说明型的算例进行对比分析。研究结果表明：建立的瓶颈识别、排队回溯和增量分配算法可以识别路网中的瓶颈位置及其拥堵排队区域，并可计算得到各路段上的分段分配流量；与点排队只影响瓶颈路段的运行状况和均一的路段分配结果相比，可有效描述路网整体的宏观运行状态以及由于拥堵空间排队所导致的拥堵干扰与渗透现象；不同于“时间片”的伪动态交通流分配模型，新建算法的分配结果是“全时段”与“整体性”的路网宏观运行状态，包含了拥堵瓶颈的具体位置和空间排队的干扰与渗透情况；一般拥堵点排队模型和基于“时间片”的拥堵空间排队模型难以刻画拥堵干扰与渗透现象以及路网整体的宏观运行状态，故所建立的分配方法是对传统拥堵交通流分配的丰富和发展。     

基于对策理论的交通流分配新方法

建立基于对策理论的交通流分配模型,并以实例阐述其具体应用方法。本方法由于在分配中考虑了路网状况,因而其分配结果更加符合实际,且能实现全有全无分配与多路径分配的统一。     

模糊逻辑推理在消除交通流诱导负效应中的应用

针对交通流诱导可能产生的负效应问题,提出了诱导负效应消除的原理和模糊逻辑推理方法。在原理设计中,考虑了出行者的出行行为对网络交通流分配的影响;在实现方法上,应用模糊推理技术对分流交通量进行了预测,并设计了路线交叉口信号灯配时方案调整的模糊控制算法,模拟结果验证了模糊逻辑推理技术的有效性。研究表明:交通流诱导负效应的产生主要是由于信息条件下的道路出行者路线选择行为的不确定性引起的,而且交通流诱导与控制同时进行是消除交通流诱导负效应产生的关键。     

利用数据挖掘技术建立城市区域交通流状态分析预测模型

ITS中的一个重要研究领域就是交通流的诱导，而为了要正确地诱导交通流，就需要对交通流的状况进行实时分析和预测。本运用计算机科学领域中的数据挖掘技术，提出了一个城市区域交通流分析预测模型。通过模型中的预测级神经网络、决策树约束集、关联规则约束集和修正级神经网络，全面地考虑了区域内交通流本身与其它动态、静态指标对未来交通流状况的影响，因而具有较高的正确率。     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。     

路边停车对路段交通流的影响研究

路边停车是城市中常见的一种停车方式，而停车到达和停车出发对路段交通流造成的延误，目前还尚未有明确的数学模型和计算方法。针对双向两车道的道路采用路边垂直式停车方式的情况，本文建立了计算停车到达和出发导致路段交通流延误的模型和公式，就这一问题作出了初步的探索。路段交通流延误的分析计算可用于为评价路段服务水平提供依据；根据具体路段受干扰的程度，为是否允许路边停车提供决策依据；在进行交通分配时，确定更合理的路阻。     

非合作交通网络中的Braess悖论及其避免

平衡交通流网络中存在一种看似矛盾的Braess悖论现象,即在交通网络中增加一条通路反而会降低网络性能。本文分析了悖论产生的机理,指出Braess悖论的出现是由于非合作网络中Nash平衡点不在Pareto边界上,并通过实例分析说明交通规划时应该尽量避免设计出可能导致Braess悖论发生的路网结构,而对于现有交通网络中存在的Pareto悖论现象,可以通过控制和诱导等策略使交通流的分配达到Pareto最优,从而避免悖论发生。     

交通流预测控制的机制与方法

应用预测控制的机理,提出基于可校正交通流预测模型和两级遗传算法以实现交通分配和交通控制相结合的交通流系统计算机控制方法。基于伪给定、预测模型、滚动优化和反馈调节的交通流预测控制系统能够实现有性能保障的交通流系统控制,为交通拥堵预防和拥堵恢复畅通提供全局性的分析和决策支持。该系统通过综合集成应用现代信息处理技术、优化技术、专家系统、交通流及交通控制理论,为交通分配和交通控制的结合提供了工程实现途径。     

基于跟驰模型的交通流混沌转化影响因素的仿真研究

为分析交通流混沌转化机理，利用Matlab软件编制皮埃莱（Bierley）模型来产生仿真交通流时间序列。在一定参数组合情况下，仿真研究了交通流车队中前后车辆的车头间距变化过程。通过分析这种车头间距的变化曲线，可以明显地观察到交通流混沌运动和有序运动之间的转化过程；在此基础上，通过考虑模型参数和仿真参数变化的大量仿真试验，应用最大Lyapunov指数改进算法对仿真交通流混沌转化的影响因素进行了理论分析。该研究结果有助于进一步理解、解释诸多交通流混沌转化现象，并为短时交通流预测和智能交通控制提供理论依据。     

改进时空步长一维交通流的数值模拟

在研究了现有的交通流宏观模型的基础上，采用差分方法对BD型交通流模型进行了数值模拟。为保证计算的精度和稳定性，引入“声速”概念；提出了时间和空间步长的改进算法，使得在时间步长的计算中考虑了地点平均车速和交通流密度的影响。数值模拟结果表明了改进算法的可行性。     

融合路段传输模型和深度学习的城市路网短时交通流状态预测

城市路网短时交通流预测是实现智慧城市的关键技术，随着人工智能的发展，越来越多的深度学习算法被应用于城市道路交通状态估计和预测研究。但是深度学习因缺少对交通流演化机理的刻画导致其可解释性不强，而交通流解析模型常因预测精度问题导致其应用效果受到限制。为了取长补短，首先对路段传输模型（Link Transmission Model，LTM）进行改进，提出了可以利用真实数据实时校准仿真网络从而提高预测精度的数据驱动型路段传输模型（Data-driven Link Transmission Model，D²LTM），并在此基础上引入时空深度张量神经网络模型（Spatial-temporal Deep Tensor Neural Networks，ST-DTNN）来捕获网络交通流数据中的时间维、空间维和深度维特征信息，形成融合路段传输模型和深度学习的城市路网短时交通流预测模型D²LTM-STDTNN。该混合模型一方面通过D²LTM机理模型来揭示交通流演化的基本规律，发挥其对城市路网交通流状态时空演化过程的精细刻画能力，增强混合模型机理的可解释性；另一方面利用ST-DTNN模型强大的高维数据挖掘能力和动态特征学习能力，提高城市级路网交通流的短时预测精度。该模型还考虑了交叉口不同转向的短时预测问题，具有更细的空间粒度和时间粒度，因此也具有更大的预测难度。实测结果表明：D²LTM-STDTNN混合模型相对于基准模型预测精度更高，且具备模拟演化机理方面的优势，提升了城市路网短时交通流状态预测能力，揭示了路段间的交通流动态演化规律，可为网络交通流模拟推演和主动管控提供了技术支撑。     

道路网络交通分配初探

文章针对当前道路交通规划中存在的一些不足，提出了对交通分配问题的再认识，并利用交通流理论对交通分配理论与实践做了探讨性的补偿，以求对今后道路规划、管理等工作有所促进     

城市交通流诱导系统理论模型和实施技术研究——智能运输系统重要研究内容

城市交通流诱导系统是智能运输系统（ITS）的重要组成部分，它以实时动态分配理论为核心，综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术，动态地向驾驶员提供最优路径引导指令和丰富的实时交通信息，通过单个车辆导来改善路面交通状态，防止和减轻交通阻塞，减少车辆在道路上的逗留时间，并最终实现交通流在路网中各个路段上的合理分配。本文提供了一整套适合我国国情的城市交通流诱导的理论模型和实施技术，为该系统在中国的实施提供了理论保障和技术支持。     

共享停车泊位数量可变下交通流逐日演化规律

为了揭示在共享停车泊位数量可变条件下的网络交通流逐日演化规律,首先构建了共享泊位交易系统,并考虑了交易市场中的共享泊位提供者可以选择2种异质性的价格预期方式,即理性预期方式和幼稚预期方式;而后对共享泊位的均衡价格、2种提供者的占比差、高峰时段公交和小汽车需求的演化规律进行了分析;其次,以2条平行路径的路网为例,对网络交通流量分配的最终演化结果进行了分析;最后,在对上述2个系统的最终演化状态给出定量判据后,以北京市实际路网为例进行了数值试验。理论分析和数值试验结果表明:①对于共享泊位交易系统,若供给曲线斜率小于需求曲线斜率,则共享泊位交易系统的唯一均衡解可实现无条件渐进稳定;否则若理性提供者的交易与预测成本之和大于幼稚提供者,则存在临界提供者选择强度,使得共享泊位交易系统在大于此临界值条件下出现分岔或混沌现象;②对于网络交通流系统,若出行成本对路径流量敏感度小,路径选择概率对出行成本敏感度小,小汽车需求量不大,则系统唯一的均衡解可能是渐进稳定的,否则系统会出现分岔或混沌状态;③当共享泊位交易系统处于渐进稳定状态时,若提供者对共享泊位的价格变动不敏感,用户对其价格变动敏感,潜在共享泊位需求量不大,理性提供者的交易与预测成本之和并非远大于幼稚提供者,提供者选择强度不大,则由于受到共享泊位交易总量的限制,高峰时段的均衡小汽车需求不大,导致网络交通流系统的最终演化状态容易趋向于渐进稳定;④当共享泊位交易系统处于混沌状态时,网络交通流系统会产生更加严重的分岔与混沌现象。     

用元胞自动机模型分析货运车辆对高速公路交通安全的影响

在NS模型的基础上，提出了一个高速公路双车道元胞自动机模型，考虑车辆超车换道行为，并设定发生交通事故的条件，以分析与衡量货运车辆对高速公路交通安全的影响。通过向交通流中混入不同比例的货运车辆，模拟了各种比例下的交通流运行状况，分析了货运车辆与平均速度、换道率、事故率等指标之间的关系。模拟结果表明，货运车辆会对高速公路交通流产生扰动作用，影响行车安全：随着货运车辆比例增大，交通流平均速度减小，换道率和事故率上升。     

上海高架道路车流特征研究

流量、速度和密度是道路交通流的三个基本特性,并构成了交通工程学的交通流基本理论。利用上海快速路系统埋设线圈采集的交通流数据,深入研究南北、内环、延安等三座高架快速路的交通流特征,分析“流量-密度-速度”之间的变化关系,确定评价快速路交通运行状况的量化指标,并进一步标定出快速路交通流非饱和以及过饱和2种状态的道路车流分配模型的路阻函数。     

交通流稳定性的分子动力学分析

为有效预防交通拥堵现象的发生、减小交通事故发生率,依据Lyapunov稳定性判断方法,以均匀状态的同步流为对象,考虑人、车、路和环境等因素的综合作用,对交通流稳定性进行分子动力学分析并建模;以车辆轨迹线图和交通流状态图的方式分析各种交通扰动因素条件下的交通流稳定性动态演变过程;通过揭示诱发交通流失稳现象的机理以及考虑人、车、路和环境等交通场景来改善交通流稳定性.     

基于手机定位的交通信息采集技术的优点

基于手机定位的交通信息采集技术是在高效的网络通信系统、精确的GPS卫星定位技术和先进的计算机技术基础上提出的。集成GPS技术的手机日益普及,个人导航功能的使用者剧增。据相关数据统计,个人导航业务的规模将达到43亿美元。A-GPS定位精度高,确保了利用手机定位技术所采集交通流参数的精确度,     

基于Vissim仿真的智能速度控制系统应用研究

智能速度控制系统(ISA)是伴随ITS技术的发展而产生的一种车辆主动安全技术,意图通过限制车速来达到提高道路交通安全水平的目的.为了研究装载 ISA 车辆对交通流的影响,文中利用 Vissim 仿真,对不同交通量、不同封闭的ISA车辆混入率时的交通流加以模拟,从而得到其速度标准差的变化趋势.可以判断出,封闭的 ISA 系统在交通量较小时对降低事故率有显著作用,但当交通量上升到一定水平后,应考虑采用开启或半开启的 ISA,或者运用其他速度管理措施.     

智能网联车辆跟驰模型及交通流特性研究

智能网联车辆(Intelligent and Connected Vehicle,ICV)跟驰模型是研究ICV交通流特性的基础模型,针对ICV跟驰模型的建模及交通流特性开展研究。分析现有ICV跟驰模型存在的缺陷,考虑模型结构简洁且参数物理意义明确的特性,提出新的ICV跟驰模型。理论推导本文ICV跟驰模型以及原跟驰模型的基本图函数关系式,对比分析通行能力的影响,考虑周期性边界条件,设计数值仿真实验,仿真分析ICV的混入对混合交通流稳定性的影响。研究结果表明:本文所提ICV跟驰模型能够克服原模型通行能力受恒定车头时距影响较大的缺陷,相比原模型而言,本文ICV跟驰模型通行能力随自由流速度的变化幅度较显著,与实际车流运行特性相符合,同时,ICV有利于混合交通流稳定性的提升,当ICV比例达到60%时,混合交通流由不稳定状态转变为稳定状态。研究结果论证了所提ICV跟驰模型具备良好的模型特性,可为智能网联环境下的交通流特性分析提供模型参考。