高速公路改扩建后区域路网交通分流模型

为量化分析高速公路改扩建分流后区域路网的拥挤程度和服务水平,充分考虑路网分流条件,以系统饱和度为约束条件,以区域路网内分流系统最优为目标,建立了具有实时反馈效用的高速公路改扩建交通分流机制和分配模型。以陕西潼关至宝鸡高速公路改扩建作业项目为例,应用新建模型对2种交通分流方案进行了对比。研究结果表明:该模型考虑分流路段的交通量分担能力,以分流后路段交通量和路段通行能力之比作为权重系数,来反映分流后区域路网的交通拥挤状况,能够实现区域路网内交通分流的系统最优,达到配流均衡。通过应用该方法对大型车分流和小汽车分流两套方案进行的对比分析,表明大型车辆分流方案的路段饱和度优于小汽车分流方案。     

带通行限制的加权A*算法及其数据库实现

当A*算法应用于带有通行限制的路网时,算法得到的最优解中含有不可通行的路段,而人们期望的搜索结果是可通行路段的集合。为找到符合限制条件的最优解,本文通过建立合适的数据库表结构,对 A*算法进行改进,实现了带通行限制的A*算法,并对启发函数进行加权,使算法能够根据存储在数据库中的限制条件扩展节点,减少算法遍历的节点数目,降低执行时间,达到搜索出符合条件的最短路径的目的。     

城市道路网容量的对偶图算法

 在给定路网结构和路段通行能力的基础上,借助图论中最大流最小割定理,给出1种求路网容量的方法———对偶图算法,为路段通行能力约束下路网容量的确定提供了1种新途径.     

道路交通走廊拥挤收费重分配模型

为了进一步提高公众对拥挤收费的认可,有效调节交通需求的时空分布,针对2条路段2个节点构成的道路交通走廊提出了拥挤收费重分配模型.在分析了交通出行总费用的基础上,提出随交通需求大小而动态变化的拥挤收费费率模型,将收费所得直接分配补贴给平行路况较差的路段使用者,分不同的需求状况研究不同的分配函数,并用实例说明了该模型的适用性.结果表明:拥挤收费以经济杠杆对交通需求给予组织和引导,在交通需求未超过走廊通行能力时,拥挤收费对路网交通流量的转移和出行费用的降低具有很高的效率;在交通需求超过走廊通行能力时,仅靠拥挤收费无法避免交通拥挤,需要实施路网扩容.     

诱导条件下的路网交通过饱和预防性控制

为预防路网局部过度拥堵导致路网大面积过饱和,分析了路段和路网的过饱和交通状态,提出路网过饱和状态判定及过饱和诱导控制策略启动时机的判定方法;基于有向图论,在固定交通需求条件下,以路段饱和度最大值最小化为目标,路段通行能力和路段流量平衡为主要约束条件,建立了交通诱导模型;以路段饱和度方差最小化为目标,路段通行能力和相位时长调整的极限值为约束条件,建立了交通控制模型;采用遗传算法进行求解。算例路网的试验对比表明,交通诱导使路网过饱和路段的最大饱和度有所降低,降低了19.6%;交通控制模型使各路段的饱和度均衡,标准差也有一定程度的降低,降低了12.9%;表明在交通诱导和控制协同管理下,路网运行指标有所改善,在一定程度上预能防路网过饱和状态发生。     

道路网结构可靠性分析

为了加强区域路网在进行灾害紧急疏散、救援等方面的作用,避免因路网破坏而导致的城市功能性孤立、救援行动迟缓和次生灾害增多等现象发生,采用拓扑指数分析路网的分散、集中程度及路网结构可靠性。分析结果表明:加强孤立节点与其他节点的联系,可以大大增加整体路网的拓扑指数值;若2个节点之间已有1条或2条连接路段,在这个节点对之间新增一条新的路段对于整体路网稳定性的贡献不大,径向路网能够显著增强路网结构在抵抗灾害方面的可靠性;应用拓扑指数可清晰地定义路网的重要路段,为新增线路建设序列、灾后救援线路选择等方面提供方法支持。     

考虑汽车排放需求变化的多目标连续型交通网络设计

文章研究需求变化的多目标连续型交通网络设计问题的优化模型和算法,利用双层规划模型求解问题;上层以路网系统阻抗、路段总投资、汽车不同尾气排放量最小化作为优化目标,并受到原路段的通行能力约束,下层是基于需求变化下的用户平衡配流模型;使用非对称Nguyen-Dupuis网络,利用精英保留和随机遍历的选择遗传算法求解上层模型,采用基于路径的双梯度投影算法求解下层模型。设计相应算法程序对模型进行验证,通过算例测算综合需求排放分析和综合需求下多目标参数分析,结果表明模型有效、求解算法可行。     

路网拥塞控制中的多目标路径决策模型研究

智能交通系统领域中的路网拥塞控制是解决路网拥塞问题的主要手段之一,针对该问题,利用自底向上的agent建模方式,构建一种多目标路径决策agent移动模型.在该模型中,车辆agent兼顾最短路径和拥塞避免两个优化目标,通过车辆agent行驶距离最短(最短路径)和途经区域的拥塞程度最低(拥塞避免)两个目标优化来动态进行路径决策.基于多目标路径决策移动模型一方面能够实现对交通拥堵路段的分流控制,另一方面能够挖掘网络拓扑结构中易发生拥塞的路口的共同特征,为路网拥塞控制提供帮助.仿真实验结果表明,该模型能较好地改善路网结构中的拥塞路段.针对不同链路密度及链路分布的网络所进行的仿真实验结果进一步表明,路网结构的链路密度对拥塞路段出现在网络中的地理位置影响不同,而路口节点位置影响其拥塞程度;网络结构的链路分布形态对发生拥塞路段的地理位置和拥塞优化结果具有直接影响.     

基于PAM聚类分析方法的路径优化算法研究与实现

针对交通网络中多站点路径优化问题,提出一种基于PAM聚类分析的路径优化方法,根据路网实际可达距离,将路网节点按照其节点间距离关系聚类划分为以路网节点间距离大小为表征的路网站点分类集合,同时对路线优化问题中目标节点按照分类结果进行区域限定,在限定路网搜索区域同时采用动态规划进行局部搜索优化,降低了搜索算法时间复杂度.最后依据国家基础地理信息系统网站提供的国界、省会城市及主要公路基础地理数据进行算法仿真实现,证明了该算法的有效性.     

突发事件交通网络VMS发布点优化

交通事故发生时路段因通行能力下降会产生拥堵,在事故路段上游合理布置可变情报板（Variable Message Sign,VMS）能有效疏导车流。研究了道路网络中VMS发布点的优化模型,分析了VMS在路网诱导中的转移率模型和VMS对于减少拥堵效用的计算方法;建立了路网中VMS发布点的优化模型,通过VMS信息发布点的优化减少出行时间;提出应用离散离子群算法求解优化模型;在虚拟路网中的数值实验表明,模型能有效减少总的出行时间,但是随着VMS数量的增加,出行时间的减少不明显。     

考虑出行全过程的城市群多方式交通流分配模型与算法

为优化城市群旅客运输网络结构,提出了组合出行模式下城市群多方式交通流分配模型,研究网络均衡时城市群多方式旅客运输网络的流量分布状态.基于对城市群出行全过程的充分分析,利用超网络理论构建了城市群多方式交通超网络模型,将超网络的路段划分为上网路段、行驶路段、换乘路段和下网路段等4类,其中行驶路段包括城市交通网络上的行驶路段...     

基于交通态势可视化分析的公交专用道布局

交通拥堵问题是困扰城市的普遍难题,科学地规划公交专用道是在城市道路空间资源有限的情况下提高运输效率的有效手段。探讨如何利用交通态势数据和路网信息来规划和评估公交专用道布局问题。首先选取公交专用道布局的研究范围,借助道路交通信息技术,利用交通路况分析与发布平台的大数据,将区域交通态势可视化,做交通路网态势评价,提出该区域的公交专用道布设方案。再从路网整体效益出发,构建以碳排放量最小和系统总出行时间最少为优化目标的多目标优化模型,分析设置公交专用道的效益。最后以南昌市中心某片区为例,选取交通拥堵严重、暂无公交专用道、且满足公交专用道设置条件的路段提出公交专用道布设方案,结果表明设置公交专用道能减少路网中车辆碳排放、改善路段的整体通行效率,减碳平均优化率为4%,时间效益平均提升5%,可知本文提出的优化方法有利于得到合理有效的公交专用道优化方案,为城市交通管理者提供决策依据。     

浅析贵广铁路调整为客运专线的必要性

贵广铁路原规划是以客为主兼顾货运的连接西南、华南地区间的快速铁路通道。随着2008年《中长期铁路网规划》的调整,周边路网构成以及区域运输需求都发生较大变化,有必要对其功能以及在路网中的地位和作用重新进行研究和定位。文章从运输需求、路网布局、相关通道运输能力以及运输服务质量等方面,分析了区域路网构成和标准的重大变化对贵广铁路功能定位所产生的影响,阐述了贵广铁路调整为客运专线的必要性。     

小区开放对道路通行的影响

建设开放型的小区是以优化路网结构,真正提高道路的通行能力,改善拥堵的交通状况为目的。考虑小区的交叉口数量、节点通行能力、道路网络密度三个因素对周边道路车辆通行能力的影响。通过对小区封闭与开放后的车流量、交叉口数量、节点通行能力、道路网密度等不同因素进行单因素分析,确定指标体系。运用SPSS主成分分析法、双层规划模型、图论等方法对小区开放前后进行研究,分析各因素的权重,得出小区开放提高周边道路通行能力的结论,并结合实际给相关部门提出合理建议。     

基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。     

网络环境下公路节省时间效益的测算

为准确评估公路网的营运经济效益,选取最具影响力的指标因素即节省时间效益,作为测算对象.基于路网与单路时间效益测算方法的对比,提出了公路网按节点选择、路径选择、节省出行时间价值的时间效益计算方法,并以张家口市公路网为实例,验证了该算法的有效性.结果表明:该方法改进了以往研究中只计算单条路段的节约时间价值的弊端,重点分析了组成路网的各条路段间的时间节约模型计算方法；其中节点选择模型以人口、生产总值、公路客货运量为节点重要度计算指标,更能充分真实的反映张家口市路网各节点的区域特征；路径选择模型考虑出行者行为偏好,使得出行者的个人意愿从理性的角度得到满足,更符合实际情况且简单实用；基于节点重要度计算和最优路径选择,利用路段特性函数计算时间价值,充分考虑了路段与路段之间效益的影响,更显合理；路网节约时间效益测算方法更符合公路建成路网的运营状况,该方法可为公路网营运后评价提供理论支持.     

基于固定检测器的区域交通状态判别方法

以固定检测器获得的交通数据为基础,分别建立路段和交叉口交通状态判别模型;考虑不同路段和交叉口对区域路网整体交通状态影响程度的差异性,建立路段和交叉口交通状态的权重计算模型;在此基础上建立区域交通状态的综合判别模型;并分析状态指标P与路网中车辆平均行程速度的相互关系,确定路网P所表示的交通状态级别;最后利用Vissim软件设计包含9个交叉口的典型路网,根据采集的数据对模型进行验证.仿真结果表明:所建立的方法可以有效地对区域交通状态进行判别.     

基于网络流的多管制扇区通行能力

管制扇区间的通行能力问题通常是基于管制员的极限工作负荷、各种动态因素或者特殊航路点、航路交叉点的通行能力达到最优的情况进行研究,缺少对多扇区网络的整体地评估与计算。为了解决该问题,本文根据有向图理论以扇区为节点,以连接扇区的航路航线为边建立多扇区网络模型,选取华北飞行情报区的部分扇区进行仿真。首先,通过最大流算法求解出该网络模型的最大流为76.7架/h。其次,根据网络流仿真结果计算出各条边、各个节点的流容比,通过比较分析得出限制扇区网络通行能力的繁忙航路以及繁忙扇区。最后,通过灵敏度分析计算删除不同节点后网络模型的通行能力的变化,进而为扇区通行能力的优化提供了建议和参考。     

基于交通指数聚类的路网区域动态划分

针对宏观路网区域交通状态预报需要首先产生路网区域的需求,提出了一种新的基于交通指数聚类的路网区域动态划分方法。首先对整个城市路网进行网格化划分,将路段划分为从属于某个网格的子路段;然后,计算每个网格的交通指数,提取网格特征,从而得到样本特征矩阵;接着,利用k-means~(++)聚类算法对样本特征矩阵进行聚类,得到初始聚类标签,并对其中奇异网格的聚类标签加以修正;最后,得到划分后的路网区域。为了验证该方法的性能,利用上海市的GPS数据对上海市进行了路网区域的划分,并与不同聚类方法的结果进行了对比。结果表明,新方法对路网区域划分的精度及稳定性均有所提高。     

基于公路网结构特性的应急管理 决策支持技术

根据我国公路网已基本成型的特点,将里程和通行能力等功能属性作为分析公路网网络结构特性的重要依据. 通过对我国东部沿海5省市的公路网实证研究表明,具有实际物理功能属性的网络度分布特征能够反映公路网真实的结构性质. 提出了以路网结构中的关键节点和关键路段为核心内容的公路网应急管理标准化管理流程和决策支持技术,对实现我国公路网网络化、规模化和智能化管理,提升路网运营效率和安全水平具有重要参考作用.