智慧高速公路收费站潮汐车道的开放数量研究

为解决智慧高速公路收费广场交通分布不均衡、拥堵的问题，在空间资源一定的前提下，提出开放潮汐车道的措施，探讨最佳开放数量。首先，以京雄智慧高速雄安北主线收费站为研究对象，分析车道的潮汐交通流特性，论证设置潮汐车道的可行性；其次，选定潮汐系数分别为0.6,0.7,0.8,0.9,将交通量划分为A-F共6个等级，建立VISSIM收费站仿真模型；最后，以收费站工作日早高峰为例，分析各方案的交通量等仿真结果，确定不同交通流状态下潮汐车道的开放数量。结果表明，收费站出口为主要车流方向时，潮汐系数为0.7且交通量为C-F级，以及潮汐系数为0.9且交通量为B级时，宜开放1条潮汐车道；潮汐系数为0.8和0.9时，C-F级交通量下分别开放2条、3条潮汐车道；其他情况下不开放潮汐车道。依托具有通勤功能的京雄智慧高速公路雄安北主线收费站，研究潮汐车道的最佳开放数量，可为智慧高速公路出入口车道的调控提供参考，对提高高速公路通行能力和通行效率具有现实意义。     

基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统设计

针对城市道路双向交通需求不均衡的潮汐交通问题,设计了一种新的基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统。通过局域网实现两台工控机间的独立运行,给出系统结构。介绍了控制逻辑,通过视频交通图像获取车辆平均速度、交通流量等数据。以计算交通饱和度,选择道路双向饱和度的加权切换动态控制方式对潮汐车道进行自适应控制。按照车道交通状态中两个方向的饱和度,把潮汐车道交通状态划分成五种情况,通过枚举法对模型进行求解。依据潮汐车道交通特征,把全部车道配置看作解空间,把双向车道交通饱和度与流率看作输入量,实现模型求解。实验结果表明,所设计系统综合延误低,车辆排队长度少,在中高密度交通流下也可有效实现控制。     

城市潮汐车道设置

为了有效缓解交通拥堵压力,充分提高道路通行能力,对潮汐车道的设置问题进行了全面深入的研究.首先系统研究了潮汐车道的设置条件,然后在此基础上分析了潮汐车道设置方案的内容,基于设置内容的要求分析了设置原则,为了最终得到科学合理的潮汐车道设置方案内容,对潮汐车道设置方案的影响因素及对应指标进行了明确分析.研究成果可直接用于指导潮汐车道设置.     

基于交叉口时空需求度的可变导向车道自适应控制方法

为解决因路口各流向分布不均衡导致的拥堵状况,以设有可变导向车道的交叉口为研究对象,建立了基于路口实时交通状况的可变导向车自适应控制模型。其主要包括路口信息采集和可变导向车道自适应控制,根据各进口需求度不同,确定可变导向车道属性及相应的信号配时方案。并借助MATLAB、VISSIM等软件对优化模型进行验证。结果表明:与固定导向车道控制方案相比,在时段3~时段6期间采用可变导向车道自适应控制,路口车均延误和最大排队长度降低2. 67%~42. 96%和14. 26%~66. 71%;设有可变车道的进口道,其直行方向通行能力在时段3和时段6分别提高18. 35%和15. 81%。而左转最大排队长度降低66. 71%和14. 26%,说明采用可变导向车道自适应控制能有效缓解道路拥堵,提高路口时空资源利用率。     

交叉口动态车道功能与信号控制协同问题研究

基于信号控制交叉口时空关系分析,综合运用交通流理论和信号控制技术,建立了动态车道功能与信号相位组合模型,用Visual Basic语言编制程序对该模型求解.为验证模型的有效性,应用该模型对实际案例进行了优化,并通过交通仿真软件VISSIM分别对优化前后的方案进行了仿真对比分析.仿真结果表明:交叉口动态车道功能与信号控制存在协同作用,与仅改善车道功能或信号控制相比,实现两者的协同能有效提高交叉口时空资源的利用率,使关键状态参量如延误与排队长度显著降低.     

基于交通流预测的高速公路收费站车道开闭配置

针对高速公路收费站的收费车道资源分配不均问题,结合贝叶斯优化算法（bayesian optimization algorithm, BOA）和长短时记忆神经网络（long short term memory, LSTM）,提出了一种基于交通流预测的收费车道开闭配置方法。首先,对收费数据进行预处理,得到交通量、车型比例、收费方式占比和服务时间等基础数据,用于构建模型训练数据集。其次,提出了一种基于多元收费方式的M/G/K排队模型,实现收费站通行过程的理论描述和平均排队长度、平均逗留时间、通行能力等关键指标的计算。然后,针对超参数设置困难问题,引入贝叶斯优化算法构建了BOA-LSTM组合模型实现交通流预测。接着,以交通流预测结果为输入,以车道开启数目为输出,构建了一种以综合成本最小为目标的车道开闭配置模型。最后,以河北新元高速机场收费站为例展开实证分析,结果表明,BOA-LSTM组合模型能够取得良好的预测效果,其中交通量和车型比例的均方根误差分别为16.24和0.03,平均绝对百分比误差分别为13.32%和1.77%;相比于实际方案,工作日平均每天的综合成本降低了2.30%,休息日平均每天的综合成本降低了5.14%。     

基于物联网的智能交通系统设计与实现

针对城市交通拥堵问题,提出一种基于物联网的智能交通系统,给出系统设计、实现、测试过程。系统采用传感器和无线传感器网络全面感知多种交通信息,并且通过网络安全可靠的传输数据。再通过对采集数据的处理,实现对交通的智能控制,包括潮汐车道智能控制、车道方向实时调整、车道导向智能控制。系统测试结果表明:该系统可以缓解交通拥堵,提高道路利用率。     

基于智慧收费云的无人收费站系统

为实现车道在正常情况下的少人化、无人化交易服务,为特情车辆提供智慧化的服务,提高车辆的通行效率,完善智慧高速建设。结合云、大数据和人工智能（artificial intelligence,AI）技术,在车道前端以智能硬件和应用软件为载体,后台以软件服务化（software as a service,SaaS）云服务为主要形式,构建智慧收费云+无人收费站系统。该系统节约了路段经营单位的收费运营成本、建设投资成本和后期维护成本,提升了路段经营管理单位的服务水平,彰显了高速公路的智慧服务能力。     

数据挖掘在高速公路收费数据中的应用

数据挖掘技术的发展为分析高速公路收费站海量统计资料提供了便利,通过对数据挖掘技术内容及其分类的简单介绍,运用关联规则并使用数据挖掘软件Weka对广靖锡澄高速公路无锡收费站的部分统计数据进行离散化处理,借助Apriori算法对影响收费站收费效率的收费时段、车辆进站速度、车辆收费平均时耗、收费车辆数、收费车型、收费费用、收费站进口道长度、天气等因素进行关联性挖掘,认为高速公路收费站的收费数据关联性较大的是收费时间、进站车速、收费车辆数、收费站规模等因素,对于解决收费排队过长、排队车辆控制、收费费率调整、收费站进出口道数量的设置、收费站规模设置等等提供了一定的参考价值。     

潮汐车道与变向车道协同优化的绿波控制方法

针对城市交通中日益凸显的潮汐现象,研究合理的潮汐车道配置和优化策略;为了充分利用交叉口时空资源,解决直行方向交通流的不均衡现象及大量左转车辆排队等待的问题,定量分析干线交通流分布不均衡系数及转向不均衡系数,定义协同系数,协同设置潮汐车道与变向车道,并依据干线交通流特性提出半周期绿波协同优化策略,减少因交叉口流量小造成的信号时间的浪费。优化结果表明,潮汐车道与变向车道协同绿波控制的方案有效地缓解了交通拥堵,缩短了停车延误,并且行驶车速平均提高10%。     

高速公路沥青路面轮迹横向分布研究

就高速公路不同车道上不同车型的轮迹分布特点进行了研究,确定了高速公路双向四车道、六车道和八车道在考虑不同情况下的车道系数和标准轴载轮迹横向分布系数推荐值,给出了按照一定的规则将从观测站或收费站得到的双向或单向年平均日交通量和交通组成换算为设计所需的等效标准轴次的两种不同方法,为更科学合理地确定高速公路的等效标准轴次提供了可能.     

面向变向交通组织的信号控制 交叉口进口短车道设置方法

为解决城市交通流的潮汐特性造成道路资源利用不合理的问题. 引入了交叉口进口道短车道的概念,探讨了有交叉口存在的城市道路变向交通组织方法,以可变车道短车道长度为自变量建立交叉口进口道通行能力模型,并利用VISSIM进行交通仿真检验该模型. 研究结果表明,文中建立的模型具有可行性,同时确定了模型中排队车辆车头间距的最优取值,分析模型可知可变车道长度在一定范围内增加时可以提高交叉口进口道的通行能力.     

微观交通仿真研究不同流量条件下的车道利用率

车道利用率反映的是单一方向路段交通量在不同车道上的分布情况，它影响交通流的稳定性，是道路通行能力和交通安全的重要影响因素．针对不同流量条件下车道利用率的不确定性和难以通过实验采获等特点，应用车辆跟驰、车道变换等微观交通流仿真模型在一体化仿真环境下进行模拟研究，得到双车道和三车道路段流量一换道次数以及流量—车道利用率关系的基本规律。     

基于熵值法的左转可逆交叉口配时优化方法

为提升左转可逆车道交叉口通行效率,提出一种基于熵值法的左转可逆车道交叉口配时优化模型。从交叉口道路条件和相位条件两方面对左转可逆车道设置进行分析,以交叉口通行能力和车均延误为优化目标,调整交叉口信号配时方案,运用熵值法构建设置可逆车道交叉口配时优化模型选取最优解。以青岛市典型交叉口为例,用该优化模型对交叉口设置左转可逆车道后的配时方案进行优化设计,并与现状配时方案和未优化配时方案进行对比。结果表明,早、晚高峰交叉口通行能力分别提高了3.2%和19.4%,车均延误分别降低17.6%和14.7%,优化方案有效提高了交叉口通行效率。     

单双向交通组织衔接交叉口段的可变车道利用

基于交叉口附近车道交通流不对称的状况,分析可变车道的设置方法,提出可变标志板延后起亮和提前关闭时刻的计算方法,并采用2次排队长度、通行能力、延误等指标,综合评估可变车道的利用效用.以上海东方路浦三路为例,调查了早高峰时期交通需求和存在的问题,提出浦三路南段西侧车道利用可变车道的可行性,研究了可变车道设计、相位相序及配时策略、可变标志板的启动和停止与主信号关系.对提出的方案进行评估的结果表明,利用可变车道可以提高单双向交通组织衔接交叉口的通行能力,减少2次排队,降低延误约30%.