Stability and bifurcation in network traffic flow: A Poincaré map approach

Previous studies have shown that, in a diverge-merge network with two intermediate links (the DM network), the kinematic wave model always admits stationary solutions under constant boundary conditions, but periodic oscillations can develop from empty initial conditions. Such contradictory observations suggest that the stationary states be unstable. In this study we develop a systematic approach to investigate the stability property of stationary states in this and other networks within the framework of network kinematic wave theories. Based on the observation that kinematic waves propagate in a circular path when only one of the two intermediate links is congested, we derive a one-dimensional, discrete Poincaré map in the out-flux at a Poincaré section. We then prove that the fixed points of the Poincaré map correspond to stationary flow-rates on the two links. With Lyapunov’s first method, we demonstrate that the Poincaré map can be finite-time stable, asymptotically stable, or unstable. When unstable, the map is found to have periodical points of period two, but no chaotic solutions. We further analyze the bifurcation in the stability of the Poincaré map caused by varying route choice proportions. We apply the Poincaré map approach to analyzing traffic patterns in more general (DM)ⁿ and beltway networks, which are sufficient and necessary structures for network-induced unstable traffic and gridlock, respectively. This study demonstrates that the Poincaré map approach can be efficiently applied to analyze traffic dynamics in any road networks with circular information propagation and provides new insights into unstable traffic dynamics caused by interactions among network bottlenecks.     

Accommodating risk in the valuation of expected travel time savings

Valuation of travel time savings is a critical measure in transport infrastructure appraisal, traffic modelling and network performance. It has been recognised for some time that the travel times associated with repeated trips are subject to variation, and hence there is risk embedded in the treatment of expected travel time. In the context of the expected utility framework, we use a nonlinear probability weighting function to accommodate choice made under risk. Although the empirical findings suggest small differences between the value of expected travel time savings (VETTS) in the presence and absence of risk, the mean estimate does make a noticeable difference to time benefits when applied to real projects. By incorporating nonlinear probability weighting, our model reveals that the probabilities associated with specific travel times that are shown to respondents in the choice experiment are transformed, resulting in overweighting of outcomes with low probabilities and underweighting of outcomes with high probabilities. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

快速公交客流量影响因素解释结构模型构建与应用

针对当前交通拥堵、能源紧张、尾气污染等一系列问题,为加快快速公共交通的发展、提高公共交通利用率,本文找出了影响快速公交客流的主要因素,利用系统工程学中的ISM方法,构建了快速公交客流系统解释结构模型,通过分析探讨快速公交客流的主要影响因素,进而明确了各因素间的清晰结构,得到影响快速公交客流量的5级递阶结构;最后找出影响快速公交客流因素的各影响因素.通过影响因素,建立了多元回归模型,从影响程度、影响方向、影响时期分别归类分析.通过分析各层级因素对快速公交客流量的影响,可引导更多居民选择快速公交出行,对缓解交通压力提供了一定方法指导和决策支持.并通过合理分析为快速公交运输服务提出了建议.     

东直门交通枢纽客流量规律研究

分别对激光和视频2种检测设备进行了人工校验,利用统计学知识对枢纽客流数据进行统计分析,得到了东直门交通枢纽进出客流量和不同运输方式客流量的客流规律,对枢纽科学的运营管理和安全防范具有重要的指导意义.     

基于视错觉的公路隧道中部安全控速方法

公路隧道中部低照度、环境单调的特点,容易导致驾驶人产生严重视错觉,从而低估车速,引发交通事故.高频视觉信息容易导致驾驶人高估车速,而中、低频视觉信息则会导致驾驶人低估车速,但不同频率视觉信息,不同照度水平对公路隧道中部行车环境中驾驶人的车速感知影响缺乏定量分析.文中利用3ds Max软件制作公路隧道中部行车仿真模型,利用E-prime软件进行基于极限法的车速感知心理物理实验,并用实车试验数据校核了模型精度,对高频视觉信息与高、中频组合视觉信息在不同照度水平(100％,50％,25％标准照度)条件下的速度感知、反应时进行了对比研究.实验结果显示:公路隧道中部的速度感知主要由高频视觉信息决定,在100％标准照度条件下高频视觉信息的车速高估约为20％,在加人中频视觉信息后,车速高估情况趋于合理,约为14％;照度变动对速度感知和反应时均有显著影响,显著度分别为0.008和0.013,照度条件越好,车速高估越低,反应时越短.     

基于车载信息调度的驾驶行为控制分析

车载信息系统可向驾驶人提供丰富信息,从而影响驾驶行为,提高道路交通系统运行安全效率.但目前车载信息发布形式与内容并不完善,对驾驶行为控制作用差.为了提高驾驶安全水平,从驾驶人驾驶行为的信息调节特性人手,分析了车载信息不同表达方式及其对驾驶行为控制作用,并探讨将信息进程与驾驶行为进程交互融合.从信息调度的角度,分析车载信息调度形式、参数及可调度的信息集合,分析调度过程,并举例说明如何通过信息调度实现驾驶行为控制,提高车辆运行的安全性、可靠性.研究结果表明,车载信息系统通过发布车载信息影响驾驶行为,能够在一定程度上达到驾驶行为控制目的.针对驾驶人的多感官复合感知特性,将信息进程与行为进程相互融合,采用多种形式的信息调度,能够有效提高其对驾驶行为控制作用.     

基于模糊线性回归的小轿车运行车速区间预测

将小轿车在公路上的运行车速用三角模糊数来表征.基于二级公路上30个样本路段的平曲线半径、纵坡度等线形数据和实测车速,利用模糊线性回归方法建立了小轿车第85百分位运行车速区间预测模型.通过另外10个样本路段数据对该区间预测模型进行了验证,结果表明:小轿车运行车速的95％置信区间大都处于模糊线性预测区间之内;预测得到的模糊中心值与观测值的相对偏差和模糊度与观测值的比值两种评价指标均在10％以内.同时,将模糊中心值和线性回归预测值进行了比较,结果表明:模糊线性回归模型的平均绝对误差、平均相对误差和最大相对误差三个指标均优于线性回归模型,达到了更高的估计精度.     

基于AHP算法的高职院校信息化效能评估体系研究

高职院校信息化效能评估体系研究还处于起步阶段,相应的评估方法、模型的建立,没有现成的经验可借鉴。针对高职院校信息化应用系统涉及面广、应用服务群体类型众多的特点,影响高职院校信息化效能的要素多元化,因此采用"多因素分析和多层次递进修正"的设计方法,研究构建高职院校信息化效能评估体系总体框架,并运用层次分析法(AHP)对建立的评估体系进行综合评估。     

考虑响应时间的信息系统运维服务的动态定价研究

为了研究响应时间对信息系统运维服务定价的影响及不同响应时间下的最优定价,构建了纳什均衡理论模型,利用博弈论的方法,研究了在信息系统运维服务双寡头垄断市场中,且处于不完全信息下,两家信息系统运维服务提供商如何在不同的响应时间下进行其最佳定价行为选择,发现响应时间对信息系统运维服务提供商的影响明显,得出了最优价格和利润的计算模型,为信息系统运维服务提供商的定价提供了一定的参考依据。