机动车混合交通占有率-流量模型研究

在交通流基本参数模型中,密度参数难以直接获取,占有率-流量模型具有较强的实用价值。提出占有率分析单元概念,分析混合交通不同跟车组合下,大型车辆混入对分析单元中占有率参数的影响机理,综合分析单元出现概率,得出在占有率-流量模型中,原始占有率难以反映出大型车辆对交通流影响效应的结论,随后基于车头时距和大车率修正原始占有率,最终建立了机动车混合交通情况下的占有率-流量模型,并用北京快速路实测数据对模型进行了检验,证明占有率修正之后,占有率-流量模型更加精确。此模型等式两边都考虑了大型车辆的影响效应,具有更好的实际物理意义。     

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已有的交通流参数模型无论是基本图还是三相交通流理论都是基于高速公路交通流数据进行研究,由于高速公路和城市快速路具有不可忽视的差异,以高速公路交通流数据为基础建立的交通流参数模型难以符合城市快速路交通流运行的实际情况.本文根据实测的城市快速路交通流数据,采用线性回归分析建立城市快速路速度—占有率模型、交通流率—占有率模型和速度—交通流率模型,应用最小二乘法估计模型参数,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.最后,在建立交通流参数模型、明确交通流参数之间关系的基础上,对城市快速路交通流状态进行了划分.本文建立的交通流参数模型,对交通流短时预测和交通流状态判别具有应用价值.     

基于优化SVM的城市快速路网交通流状态判别

以交通流率、速度和占有率为输入参数,采用交叉验证法优化模型惩罚参数C和核函数参数γ,建立以径向基为核函数的支持向量机模型,判断道路断面交通流状态;结合设计的道路网综合状态指数,依据自由流、拥挤流和阻塞流状态下占有率划分区间,构建城市快速路网交通流状态判别方法;最后以某一区域路网为例,进行了实证性研究．结果表明：该方法对道路断面交通流状态判别精度可达92．22％;同时能够实现道路网范围内对自由流、拥挤流和阻塞流状态的判别,判别精度可达86．67％．     

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车辆折算系数是高速公路通行能力和服务水平研究的重要参数。在简要介绍国内外车辆折算系数计算方法的基础上,对时间占有率和车辆折算系数的关系进行分析,提出一种新的基于时间占有率的车辆折算系数计算模型。模型首先根据车辆速度和交通构成对交通检测数据进行分类,建立时间占有率、密度和交通量之间的相互关系模型;然后利用实测数据求得各模型的回归参数;进而采用微分比值的方法计算车辆折算系数。通过京津塘高速公路的数据验证,表明基于时间占有率分析的车辆折算系数能够反映车流中车型间的差异及相互影响,有助于特定交通流交通状况的分析。     

基于Van Aerde模型的快速路交通流特征参数辨识？

宏观交通流参数特性是交通流理论中重要研究内容,而快速路做为城市骨干路网,交通流特征参数对于快速路的控制与管理具有重要价值。基于固定检测线圈检测到的交通流数据,对数据进行错误剔除与修复,并集聚提取了快速路流量、速度与占有率值,同时通过实测数据统计分析车辆平均长度,实现占有率与密度之间的转换,进一步采用标准遗传算法与最小二乘法对Van Aerde模型进行了对比标定,辨识了快速路交通流特征变量,为城市快速路的精细化管理提供支持。     

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交通流密度是衡量道路服务水平的指标之一. 当交通流中车辆长度和速度变化较大时,占有率则可以更好地反映交通流密度状况. 占有率的测定能够考虑到车辆的长度和速度变化,但是其值受到测量区域长度的影响,并且在混合交通情况下测量值缺乏准确性. 对于没有车道行驶规则的混合交通流,应当以整条路段为单位进行交通流分析. 因此本文提出了“区域占有率”的概念,且利用仿真技术验证其有效性. 对混合交通流条件下的占有率和区域占有率进行比较分析,区域占有率可以更合理地描述混合交通流的密度. 同时,得出混合交通条件下的区域占有率和交通流速度关系,证明了混合交通流条件下区域占有率提出的合理性和准确性.     

数据挖掘技术在固定型交通检测器配置优化中的应用

结合固定型交通检测器空间配置的四条原则和配置密度优化步骤，提出固定型交通检测器配置优化的数据挖掘方法。设计6种高速公路出口匝道的固定型交通检测器配置密度方案作为实例研究对像，运用数据挖掘技术的时间序列指数平滑方法、ARIMA方法和神经网络方法分别建立高速公路出口匝道小时交通量Winters预测模型，ARIMA预测模型及神经网络预测模型。采用网络搜索技术确定Winters模型参数，设计一种比传统ARIMA模型参数估计方法更精确的算法程序估计ARIMA模型参数，采用三项误差指标评价模型预测效果，根据预测结果及高速公路事件管理交通参数精度要求确定可行方案及最佳方案，研究结果表明：在保证满足ITS对交通参数精度要求的同时，通过数据挖掘技术降低了交通流信息采集固定型检测器的配置密度及成本，为固定型交通检测器配置密度的优化提供了一种简单可行的新方法。     

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。     

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.     

高速公路交通流优化模型及分析

本文对高速公路进行了两级分段，以车流密度ρ（ｋ）和车流速度υ（ｋ）作状态变量，将入口匝道车流量ｒｉ（ｋ）作控制变量，建立高速公路非线性离散动态交通流数学模型和交通流优化模型，提出了模型中参数辨识的优化算法，分别建立了高峰期两种情况优化目标函数。最后，实际计算了西（安）临（潼）高速公路高峰期和非高峰期的优化状态。     

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为解决移动交通流检测技术中无法合理确定出探测车样本比例的问题，提出了既满足交通流参数估计需求又达到一定路网覆盖率的探测车样本比例综合模型，该模型包括定位误差、探测车数据上传间隔、数据分析时长、路段交通流特性、路段长度、道路类型等多个影响因子，论证了在探测车数据无误差情况下路段平均速度估计时探测车占交通流的比例与其他因子之间的相互关系，VISSIM仿真数据表明利用该模型确定的探测车样本数据可有效实现路段平均速度估计。     

量纲分析理论在交通流分析中的应用

针对交通流模型的多样性和同一参数测量值的变化,分析了建模思想和测量统计方法一致性的必要。根据模型参数的物理意义,通过量纲分析方法,对各种交通流模型及其参数进行研究,从中得到各个模型之间本质上具有相似性的基本结论,以及主要无量纲参数之间的函数关系式。对交通流局部密度增大后消散问题从无量纲入手,得到的无量纲结论能够说明有量纲低速和高速交通流模型问题。此示例说明量纲分析方法对交通流模型及其参数研究具有理论和实际应用价值。     

路段环境交通容量优化模型与算法研究

在分析路段环境交通容量主要影响因素的基础上,探讨了路段的污染控制约束条件,以及通行能力约束条件,建立了通行能力和污染控制约束的环境交通容量优化模型,构建了基于增广拉格朗日松弛和辅助问题原则法的模型求解算法.实例结果表明,构建的算法能够快速有效地求解这类环境交通容量优化模型.     

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研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据。本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度—密度模型、流率—密度模型和流率—速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验。研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值。     

基于实测数据的终端区空中交通流特性分析

研究机场终端区空中交通流时空特性,为揭示交通流内在相互影响及拥堵机理,优化终端区管控策略提供科学依据.本文根据实测的空管雷达信息,首先确定目标航段上空中交通流参数的时序分布;然后从交通流参数关系基本图出发,结合终端区空中交通运行方式与管制规则的分析,将空中交通流状态划分为自由流、弱管制干预流和强管制干预流三个阶段;最后,在状态划分的基础上,采用线性回归分析建立空中交通流的速度-密度模型、流率-密度模型和流率-速度模型,并以F和T检验对回归模型及回归系数的显著性进行检验.研究结果表明,本文建立的交通流模型能够较好地反映空中交通流特性,且对终端区空中交通时空态势的评估具有应用价值.     

Study of Probe Sample Size Model in Probe Vehicle Technology

In this paper, market penetration of a probe vehicle for real-time traffic data collection is discussed. A new comprehensive probe sample size model that satisfies the need of traffic flow parameter estimation and traffic network coverage is established, in which many factors like location error, probe ‘report’ transmission interval, probe data analysis interval, traffic flow density, link length, and road type are included. Based on this model, this paper proves the relationship between market penetration of the probe vehicle and other indexes, when probe data is used for link average speed estimation based on VISSIM simulation. The simulation result shows that the sample size model can provide effective probe information to accomplish the estimation of link speed.     

城市快速路交通流特性研究

本文利用我国城市快速路交通信息采集系统的实时交通检测数据,对城市快速路交通流的动态特性进行了分析;对比了多车道交通流量、密度、速度的横向分布差异;最后比选了适用于城市快速路的稳态交通流模型,并标定了模型参数,本文的研究成果将对城市快速路的规划、设计、运营、管理和评价提供科学依据和数据支持．     

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为了克服经典速度－密度模型刻画道路交通流动态变化特性的缺陷,将更丰富的路段检测信息运用到交通仿真模型参数的标定过程中.提出在预处理检测器数据后,采用一种基于凝聚层次聚类的局部加权回归算法标定车辆速度.该算法先对训练样本进行聚类,然后用凝聚层次聚类法对每一个约束类生成一棵聚类树;其次用k 最近邻方法将与待估计速度相关的新样本划入适当的类中,最后采用局部加权回归标定车辆速度.利用现场数据对算法进行了大量测试,分别将车流密度,密度与流量作为变量标定车速.结果表明,提出的算法是有效的,适用于基于仿真的动态交通分配系统.     

确定性空域容量约束下的区域流量管理优化模型

为解决区域内空中交通拥挤问题,以最小化总权重延误和最小化区域外权重延误为优化目标,通过决策偏好参数关联两个优化目标,在确定性扇区容量约束的基础上,增加了流量尾随间隔限制约束和扇区最大允许延误时间约束,构建了满足区域性流量管理实际运行约束条件的基于时间计量的流量管理整数规划模型.选取中南区域的实际空域和航班计划数据,采用CPLEX优化软件求解模型.结果表明:目标函数中的决策偏好参数能调节两个优化目标;新增的约束条件能满足实际运行需求和保证策略的可实施性,即在实施生成的策略时不产生额外的管制员工作负荷.     

基于感知能力的微观交通流动力学建模与仿真

基于驾驶员驾驶行为感知能力,提出了一种新的微观交通流动力学模型. 通过理论分析和数值模拟,对新模型的性能进行了详细的研究分析. 通过理论分析,基于线性稳定性理论,得到了新模型的稳定性条件. 通过数值模拟,深入分析了各参数对密度波和迟滞环的影响,进而对交通流稳定性的影响. 仿真算例结果表明：驾驶员感知能力对交通流稳定性有显著影响,车头距离变化信息可有效增强交通流的稳定性,对stop-and-go 交通拥堵有显著抑制作用,但不可避免的感知缓冲时间会破坏交通稳定性,进而产生严重的stop-and-go 交通拥堵;密度波和迟滞环的数值仿真结果与理论分析结果吻合得很好,验证了理论分析结果.