检测器误差对路网流量推算影响的灵敏度分析

以路网检测器布设可测流问题中检测器误差对路网流量推算的影响为研究对象,采用基于交叉口转弯比的流量守恒方程和网络检测器布设模型,给出灵敏度分析方法并将其作为检测器误差分析的通用方法.将路段流量推算结果受误差源路段检测器误差的影响定义为关键系数,通过理论推导得出,多个误差源路段流量检测器误差对路网流量推算结果的影响为单个误差源路段流量检测器误差影响的线性叠加.最后以方格式路网为实例,采用在路网的只进和只出路段布设检测器两种方案,利用关键系数给出了检测路段流量误差对未检测路段流量推算的影响.     

基于路段流量相关性的检测器优化布设

根据路网中路段间流量的相关性,提出了一种路网交通检测器优化布设方法.通过路径-路段发生矩阵得到关键路段数量,并分析了网络规模、网络连通性、OD对数量及路径数量对关键路段数的影响;综合考虑路径覆盖率、道路等级、道路长度以及配套设施等因素,建立了最优关键路段组选择的多目标优化模型;提出了通过线性组合由关键路段流量推算其他路...     

基于转弯比例的检测器布设与流量推算唯一性

基于交叉口转弯比例列出路网流量守恒的线性方程组,其系数矩阵表示路网中路段间交通流向的逻辑关系,采用"点线变换"的方法给出这种逻辑关系的有向图表示,从而使得流量守恒方程组的系数矩阵同时也是逻辑关系有向图的邻接矩阵.在对逻辑关系有向图进行分析的基础上,采用"回路组"的概念和Taussky定理,得到了系数矩阵的秩与方程数相等的结论,证明了"封闭环"式检测器布设方案可惟一地确定路网内所有路段的流量,并进一步指出检测器布设方案并不惟一.     

基于先进交通信息的多目标多类用户降级路网双层优化

考虑先进的出行者信息系统(ATIS)与可变信息板(VMS)的共同影响,研究混合交通(普通交通与突增的应急交通)在降级路网中的随机均衡分配及路网的性能优化。利用应急交通可靠度和路段负效用2个目标定义广义路径费用,并基于VMS信息效用与路段广义费用设计了新的路径长度(path size,PS)属性公式,进而构造改进的路径长度logit(PSL)模型;建立以降级路段的最差容量利用系数为优化变量的多类用户多目标双层规划模型,其中,下层是基于PSL模型的混合交通随机用户均衡分配模型。利用应急交通的可靠度定义适应度函数,设计以进化算法为主体框架的优化算法,通过求解获得流量分布、ATIS占有率与服从率以及各项性能指标。研究结果表明:模型与算法是可行有效;相对于随机模拟,优化可以大幅度提升应急交通的可靠性,VMS能辅助ATIS以提升应急交通可靠性并降低全路网的总期望出行时间费用;需求增长对降级路网性能会产生较大影响,但VMS仍能在需求增长时有效优化系统性能。     

城市道路网络OD估计模型及算法研究

考虑城市道路交通运行的复杂性,抽象出城市道路网络拓扑结构.通过布设检测器采集路段流量、转向比例等多源数据信息,在上述分析基础上,运用吸收马尔可夫理论对城市道路网络进行建模分析,将路段流量、转向比例、小区发生吸引量等参数联系起来,分别利用小区发生量和若干路段流量,得到交通流起讫点OD的不同估计模型,并给出相应算法.建立井字型路网仿真平台采集多源数据信息,求出马尔可夫转移概率矩阵,并用稀疏矩阵的形式导入Matlab编程仿真中进行一系列矩阵运算.数值算例表明,该模型能有效计算路段流量,进而提高OD估计精度.     

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。     

大型交通网络OD矩阵推算方法研究

ＯＤ矩阵是进行交通规划及管理的基础数据．本文首先研究了推算ＯＤ矩阵所需基本信息的获取方法．详细评述了现有ＯＤ矩阵推算模型，针对极大熵模型对路段交通量完全置信的不足，提出了极大熵修正模型，使模型能考虑交通调查产生的误差及交通分配引起的误差，极大提高了推算结果的精度．此外，本文把推算模型求解的立足点从路段转移到路径，提出了适用于大型网络ＯＤ矩阵推算的路径迭代算法．最后，本文采用山东省公路网实测ＯＤ矩阵及路段流量数据，对推算模型进行了检验，并证实了推算模型的可靠性及可行性．     

基于路段流量平衡的转向交通量推算方法研究

在实际观测交通量时,因观测时间不同步、观测误差等原因导致路段出入口交通量不相等,而在OD矩阵推算研究中却要求路段交通量平衡。为解决这一问题,分别以推算简便快捷、流量均匀分配、减小流量变化率为依据提出三种路段流量平衡推算方法,应用MATLAB软件编写程序获得推算结果。同时提出三个评价指标,以验证平衡推算方法的可靠性。最后以实际三横三纵九个交叉口所组成的路网为例,运用提出的方法进行推算,结合实际情况评价分析后验证了本文提出的方法是可行有效的,其结果可用于路径流量分配,并为交通信号协调控制提供基础数据。     

分路段交通状态模式元胞传递模型

对城市快速路元胞传递(CTM)模型进行了研究.根据不同路段交通状态模式下,路段交通流动态特性的"可观测性"会由于交通信息传播方式差异而不同,提出了城市快速路分模式元胞传递模型.该模型更新了流量传输模型,将其表示为不同路段交通状态模式下的分段函数形式,并针对城市快速路构建了下匝道流量传输模型.以上海南北高架部分路段实际检测数据为例,测试比较了3种宏观元胞自动机模型,结论为分模式CTM模型性能最好.在将其应用于大规模数据测试时,密度估计结果平均百分比误差为20%左右,流量估计结果平均百分比误差为10%左右,仿真效果比较理想.     

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。     

城市局域路网交通量与OD估计集成仿真方法

为利用有限的交通采集设备,实现全面掌握城市路网交通运行状况、快速有效制定管理措施的目的,提出了一种"封闭环"式检测线圈布设方式和城市局域路网交通量与OD矩阵估计方法.以交叉口转弯比例稳定性实证研究为基础,建立理论模型,并探讨路段分配流量和OD估计唯一性问题.采用蒙特卡罗法设计车辆转弯行为仿真模型,并提出了局域路网交通量与OD矩阵估计的集成仿真方法.实例研究结果表明,其在实际路网上有良好的适用性和可靠性,可为先进交通管理系统相关交通模型的建立和交通采集设备的布设提供依据.     

基于拥堵辨识的城市路网优化模型

为了改善道路交通拥堵状况,在分析城市道路网络交通拥堵博弈关系的基础上,建立了以交通拥堵程度为下层决策目标、经济费用为上层决策目标的城市路网优化双层规划模型.上层模型以管理者对路网运营成本投入最优为目标,下层模型力求路网的出行效率最高,针对该模型提出遗传算法求解流程.以南京市某区域道路网络为例进行分析研究,结果表明:优化后的路网效能优于原始路网,路网运行速度、服务水平均有提升;维护费用及延误均下降.双层规划模型主要针对路网中道路等级低、饱和度高的路段进行改造升级,在一定投入费用范围内实现路网交通拥堵与投入费用的最优平衡关系,能够为路网优化决策提供参考.     

基于交叉口多相位信号控制的路网容量

构建了一种用于描述交叉口多相位信号控制路网容量的双层规划模型.其中,下层模型是一个交叉口多相位信号控制路网用户均衡分配模型,用以求解给定信号配时参数和交通需求量下的路段均衡流量,该模型考虑了各相位下的信号延误.上层模型是一个非线性规划模型,模型以路网容量最大为目标,对信号配时参数和O-D需求量进行优化.双层规划模型采用基于灵敏度分析的BLABD算法求解,算法的主要思想是通过差商的方法估计路段均衡流量对设计变量的导数,从而将上层模型中未知路段流量函数展开为一个线性函数.算例分析结果显示,该算法能有效求解多相位信号控制路网容量问题,具有实用价值.     

预防城市公交网络拥堵效应的阻抗增加策略

为有效预防和减弱城市路网发生大规模拥堵时路网拥堵效应的传播,制定及时有效的交通疏导方案。基于道路交通网络级联失效,提出一种增加路段阻抗预防和减弱路网拥堵效应的策略,通过增加某些经常性堵塞路段的阻抗,降低这些路段的交通出行量,防止路段发生级联失效,保证路网的畅通。并通过试验分析路段阻抗增加对拥堵效应作用的不定性影响,建立阻抗增加路段和阻抗增加最优值的确定模型,从而使得交通疏导策略更具科学性和合理性。以某城市路网为例,通过改变不同路段阻抗增加系数ε,观察网络阻塞程度指标J的变化。实验表明,对比不同饱和度大小的路段阻抗增加策略,通过增加饱和度最大的失效路段阻抗能够有效降低路网的阻塞程度。该方法可以有效地预防和减弱城市道路网络拥堵效应,为制定及时有效的交通疏导方案提供参考。     

现代有轨电车与公交线网分层规划优化研究

结合现代有轨电车与常规公交的分层规划做出阐述,通过现代有轨电车与常规公交的不同服务特性来建立不同目标的模型,其中现代有轨电车可以承担较大运量,比较适合作为交通干线.因此以直达客流量最大为最优化目标,常规公交可采用了总成本较低的目标函数.在寻求线网模型解时,考虑到现实路网的复杂性和以后模型的适用性,采用了收敛较好的蚁群算法,对交通系统网络进行了优化布设.建立了一个微型路网来模拟对交通系统网络进行了优化布设,借助Matlab软件编程求解,来验证改进的蚁群算法计算的有效性.结合需求导向的规划思维同时考虑实际路线长度和交通小区OD量比对,线路是可行且最优的.最后在结合线路调整思路,增减和调整线路,得到微型路网下的现代有轨电车和公交规划图.该方法具有一定的实操性和合理性,可对线网规划提供一定的参考.     

非对称网络容量约束用户均衡交通分配仿真算法

针对非对称网络路段容量约束交通均衡分配模型计算困难,设计了一种带路段容量约束的用户均衡交通分配仿真算法。在算法迭代过程中,将按全有全无法在当前最短路上分配流量与前一轮迭代所得到的流量加权组合,各O-D对的组合系数依Logit模型来确定;并不断自适应调节路段排队延误因子和误差因子来模拟实际路段行驶时间,使路段流量逐步低于路段容量,从而达到广义用户均衡,克服了容量约束均衡分配计算量大及Logit随机分配法要求枚举所有路径的困难。随后证明了算法的收敛性,并对一个小型路网进行了数值试验。     

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.     

基于浮动车数据的城市区域路网关键路段识别

针对城市路网中对交通运行起着决定性作用的关键路段识别问题,首先,对浮动车数据进行了异常数据处理与地图匹配.其次,将关键路段划分为重要路段和脆弱路段,基于路段连接度、饱和度和路段介数建立了重要路段识别模型.同时,基于容量可靠度建立了路段脆弱性判别模型,并采用蒙特卡洛方法(Monte Carlo,MC)实现了模型求解.最后,利用包含有快速路、主干路、次干路及支路的复杂城市道路网络作为研究对象进行验证分析.结果表明:所构建模型和方法可有效准确识别关键路段,路段重要度更能客观反映关键路段对路网运行效能的影响程度,而且道路等级高的路段其关键程度较高.     

考虑脆弱性的离散交通网络设计

针对交通网络中的脆弱单位进行优化是保证路网稳定运行的前提。为此,选择改进后能从多方面综合反映路网脆弱性的评价指标,分析了脆弱性指标和路段数、交通量之间的关系,并利用双层规划模型来描述考虑脆弱性的离散交通网络设计,其中上层模型以路网脆弱度最小化为优化目标,下层模型为用户均衡配流模型,通过设计遗传算法并结合Frank-Wolfe算法进行求解。算例结果表明,投资金额为300万元时,与以单一路段脆弱性为优化目标的方案相比,从路网整体角度出发提出的优化方案可将13条路段的脆弱度降低到理想值,而前者只有仅仅7条,并且此时该方案可将路网脆弱度降低38.5%,相比于前者多降低9.1%;分析还发现在OD（Origin-Destination,起讫点）需求越大的情况下,需投入更多的建设资金才能将路网脆弱度降低到理想值。     

城市路网交通流的空间互相关性

该文研究了路段流量序列间互相关系数与其空间距离的关系.通过对城市路网各路段交通流量序列进行互相关分析,研究了网络交通负荷、交通流日变化趋势及流量采样周期对该关系的影响.结果表明:间距相同的若干路段对的互相关系数各不相同;在统计意义下,路段间平均互相关系数随路段空间距离增大而减小;随着交通网络负荷的增加网络交通流渐趋拥堵...