基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型

针对基本通行能力不能全面反映道路交通状况的缺点, 提出了城市道路随机化通行能力概念; 依据评价体系定义交通中断与持续中断, 量化了城市道路交通拥堵程度; 研究了现有通行能力估计方法, 利用乘积限与寿命分布列构造并估计了交通流分布函数; 结合交叉口各入口交通流数据特性改进传统连续交通流参数模型, 提出了基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型; 将该模型估计结果与道路通行能力手册HCM2010中的模型估计结果和交叉口实测流量进行误差对比。分析结果表明: 生存函数模型计算出的中断、持续中断交叉口通行能力与HCM2010中的模型计算结果误差均值分别为0.162 1与0.116 4, 方差分别为0.029 0与0.015 2, 两者误差波动均较小; 提出的计算模型结果与实测较大流量相对误差分别为9.720%、3.822%和4.936%、4.779%, 统计意义下提出的计算模型相对误差为5.871%, 估计效果稳健; 城市道路交通中断次数、可接受中断概率、交通流、速度与道路通行能力之间存在生存函数乘积限对应关系, 研究交叉口的通行能力为7 632 pcu·h-1, 提出的计算模型估计结果更具有可靠性。可见, 提出的计算模型适用性较好, 特别在不同拥堵程度的城市道路交通区域, 通过可接受中断概率估计通行能力, 可为城市道路交通组织与管理部门提供优化目标、科学决策和易于接受的理论依据。      

基于改进递归小波变换的交通流异常点与变点检测算法

为准确界定交通流状态,辅助交通管理者对交通异常事件进行及时处理,提出了一种基于改进递归小波变换的异常点与变点快速检测算法,并将其应用于交通流实时监控与预警。首先,对历史交通流序列建立自回归模型,将残差序列的标准化有效分数向量作为统计量,利用3-Sigma原则,提出为统计量差分时序设定监控阈值的方法,实现了交通流状态的实时预警。其次,利用改进递归小波变换统计量,结合小波复合信息并综合考虑真实变点与估计变点之间的差异,选取小波变换特征频率与最优搜索长度,快速检测并估计交通流异常点与变点,实现了交通流状态的在线监控。最后,仿真试验和实例分析验证了算法的合理性与可行性。研究结果表明:设定的阈值对交通流变化趋势掌控明显,能够对交通异常状态进行及时预警;结合特征频率的复小波变换信息,能够有效检测并区分交通流异常点与变点;与基于有效分数向量的传统变点检测算法相比,算法的检测性能在延迟与收敛性两方面均有明显改善。该算法能够对交通流状态进行在线监控,这将为断面车流实时预警提供支持。