基于信息熵的城市道路可变信息板布点方法

针对城市道路环境下可变信息板单点选址与设计问题,对交通标志视认过程进行了分析,从可变信息板视认时间与布设环境两个方面对现有布设方法进行了改进.通过引入可变信息板信息量-视认时间模型,建立了城市环境下可变信息板前置距离模型和最小字体模型.该模型可以确保驾驶员有充分的时间接受可变信息板发布的诱导信息,并在接受信息后有充分的反应距离.此外,还给出建成可变信息板的评价方法和可变信息板前置距离与字体高度的推荐值.     

停车诱导可变信息板选址的优化模型

为解决停车诱导信息系统(PGIS)中可变停车诱导信息显示板的选址优化问题,以诱导量最大为优化目标,建立了优化模型.考虑了可变信息显示板总数约束、单交叉口信息板个数约束、所有停车场均有至少一次被诱导的条件约束及可变信息板设置的疏密程度约束.采用遗传算法对模型进行优化求解,并以一个仿真示例对模型构造及求解过程进行阐述.结果表明,该模型可直接用于停车诱导系统设计中,合理确定可变信息板在路网中的最佳位置.     

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%.     

基于修正因子的雾天可变限速交通流模型

分析雾天可变限速控制作用下高速公路的特性,提出基于雾天修正因子的在线自调整可变限速交通流模型。雾天修正因子通过T-S模型根据高速公路实时能见度与曲面半径在线自我调整,进而实现雾天可变限速交通流模型自我调整。采用灰狼算法对交通流模型参数及T-S模型参数进行优化调整。采用速度与密度的平均绝对百分比误差对模型性能进行评价。使用VISSIM与MATLAB进行仿真研究,仿真结果表明：相比于一般可变限速交通流模型,本文提出的交通流模型在速度和密度的辨识精度方面分别提升了41. 5%和10.5%,可以更加准确反映出雾天可变限速作用下高速公路的特性。     

基于交通冲突的山区高速公路可变限速控制方法

为了提高山区高速公路交通运行的安全性,将相邻路段速度差以及交通冲突风险最小化。针对以往研究缺乏从交通流稳定性层面对可变限速(VSL)系统控制效果分析的现状,提出基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制方法,建立山区高速公路多目标限速优化控制模型并开发仿真环境进行测试,分析可变限速控制系统对山区高速公路交通运行安全性的影响。首先,构建基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制策略。通过METANET宏观动态交通流模型实现对交通流在时空域中运行态势的描述,以相邻路段速度差以及路段冲突风险,即替代型交通安全指标最小为优化目标,以交通系统运行效率以及限速值变化范围为约束条件,构建了可变限速多目标优化控制模型,采用基于群智能的差分进化算法求解计算可变限速值。应用VB与MATLAB混合编程技术,开发基于VISSIM COM的仿真平台测试控制效果。最后,以实测山区高速公路交通流数据对仿真模型进行校准,并综合考虑山区高速公路交通特性、驾驶人服从率等因素,运用VISSIM COM/MATLAB模拟环境对山区高速公路进行可变限速控制。研究结果表明:与未实施可变限速时相比,对山区高速公路实施可变限速控制,能够显著降低速度离散性,使可变限速路段各分段中心断面的速度标准差降低30%～40%,山区高速公路交通安全性得到了提高。     

基于参与式机器学习方法的行程时间动态预测模型

在常规交通流情况下,应用参与式机器学习模型估算了交通密度的预测值,通过交通流密度与行程时间的关系间接估算行程时间的预测值;对参与式机器学习模型进行了改进,将原模型中的子系统计算方法从最小二乘法改进为适合长时间平稳交通预测的卡尔曼滤波法;在此基础上开发了部署在可变情报板上的交通信息诱导系统,利用观测的交通密度组成的向量作为输入,实时动态估算预测值,最终行程时间估算结果优于其他常见的单一预测方法,表明这种方法对预测行程时间有效,可以应用于交通控制相关的领域.     

基于修正因子的雾天可变限速控制交通流模型

分析雾天可变限速控制作用下高速公路的特性,提出基于雾天修正因子的在线自调整可变限速交通流模型。雾天修正因子通过Takagi-Sugeno (T-S)模型根据高速公路实时能见度与曲面半径在线自我调整,进而实现雾天可变限速交通流模型自我调整。采用灰狼算法对交通流模型参数及T-S模型参数进行优化调整。采用速度与密度的平均绝对百分比误差对模型性能进行评价。使用VISSIM与MATLAB进行仿真研究,仿真结果表明:相比于一般可变限速交通流模型,本文提出的交通流模型在速度和密度的辨识精度方面分别提升了41.5%和10.5%,可以更加准确地反映雾天可变限速作用下高速公路的特性。     

自行车流影响下的网络交通流均衡分析

使用实际可变旅行时间风险度量方法,考虑了旅行时间长短与旅行时间波动性两方面因素对路径选择行为的影响,并建立了存在自行车流的混合交通流网络交通平衡分析模型.该模型能恰当地描述机动车驾驶者对劣化出行路段的筛选行为,再现网络交通流趋于实际可变旅行时间风险度量下的交通平衡过程.实例研究表明：通过单幅道路自行车与机动车使用空间组织优化,在保障自行车交通出行者安全的同时,能提高25%以上的交通效率.     

城市快速路最优交通控制

应用非线性最优控制方法,对含有多起点多讫点的快速路进行了建模.使用二阶宏观交通流模型,其通过路径诱导的可变信息标志来实现.控制过程是动态、非线性及离散的最优控制过程并提出了改进梯度算法.仿真实例论证所提方法有效.     

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。     

城市快速路施工区可变限速模型研究

引入可变限速的思想,考虑影响施工区车速的因素如V/C、大车率、服从率等因素,提出基于交通流理论和交通冲突技术的施工区可变限速模型.通过仿真进行了模型的标定,并基于算例得到施工区的限速值.研究结果表明:该模型能克服现有限速方法的不足.     

快速路行车安全的可变限速方法

针对快速路行车安全构建了快速路可变限速优化控制,提出基于碰撞时间的可变限速启动风险阈值预测方法,在充分考虑交通流的实时运行状态的同时优化了可变限速值的计算. 以福州市三环快速路为例,利用VISSIM仿真软件对可变限速方法进行了有效性验证. 结果表明,提出的方法能够有效减少路段的车速离散度,提高路段交通流的稳定性和安全性,且对通行效率不造成影响.     

基于需求侧管理实时电价优化方法综述

为改善电力市场供需状况,实现削峰填谷目标,基于需求侧管理的实时定价研究不断深入.鉴于此,对其主要优化方法和最新进展进行综述.首先,总结了实时定价的社会福利最大化模型,明确模型以追求全体用户的效用之和与电能成本之差,即以社会总福利最大化为目标.随后,归纳了求解社会福利最大化模型的几种方法,包括对偶优化方法、交替方向乘子法...     

城市停车诱导信息板显示优化的双层目标模型

针对单目标函数可能难以获得最优显示结果的缺点,以驾车者的停车等待时间最少和到达停车场的总时间最短为双层目标函数,建立了停车诱导信息板的显示优化模型.通过算例计算,对比单目标函数模型与双层目标函数模型的优化结果,表明后者的优化结果具有唯一性,能更好地实现诱导效益的最大化,且更加符合驾车者的停放行为,证明本双层目标模型具有更好的适用性和可行性,能够更加准确地优化停车诱导信息板的信息显示.     

VMS诱导信息资源管理与发布支持系统

可变信息标志(variable message signs,VMS)作为交通诱导信息的主要发布方式,对城市交通管理起到重要作用。为了提供更合理有效的策略支持系统,在分析VMS发布信息数据资源的基础上,提出了基于历史经验数据的诱导策略发布流程与支持算法,通过将空间地理信息、既有诱导信息和交通流等数据相结合的信息处理技术,建立了VMS诱导信息数据资源管理与发布支持平台,可进行VMS信息、交通流数据和道路交通流相关性的统计分析,实现了包括VMS信息发布内容、时间和范围的策略生成功能。研究结果可作为城市交通信息服务和管理系统的基础组成部分,为城市交通诱导信息发布提供更为合理的策略支持。     

基于效用理论的车辆换道交互行为及决策模型

研究分析道路交通环境下的车辆换道交互行为,客观反映车辆微观行为特性及宏观车流运行规律。通过分析车辆换道微观驾驶行为,构建Logit模型定量分析驾驶人换道行为决策过程,基于“效用理论”思想,实现驾驶人决策效用最大化。选取青岛市杭鞍快速路实际交通流为研究背景,标定模型相关参数;进一步仿真验证了分层Logit模型的准确性。研究成果可为智能网联交通环境下的车车交互、车路协同和自动驾驶系统提供理论支撑和方法依据。     

考虑通行能力折减的可变车道优化

为有效缓解因潮汐现象所导致的交通拥堵和道路资源闲置并存的问题,在考虑车道数对路段单向通行能力影响的基础上研究可变车道优化设置方法。该方法在确保可变车道实施过程中轻交通流方向正常通行的前提下,基于非均衡经济学理论的价格-数量调节,以系统总出行时间最小为目标构建可变车道优化的混合整数双层规划模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解,以算例的形式验证模型和算法的有效性。研究结果表明:从系统层面优化可变车道设置能够充分利用轻交通流方向闲置的道路资源来提高重交通流方向路段的容量,从而改变其行程时间函数,进而调节流量在路网上的分布并均衡各路段的饱和度;使道路网络结构更好地匹配出行需求,在道路资源一定的情况下有效地降低系统总出行时间。     

Spark框架下交通流数据高效处理方法及其应用

设计并实现基于Spark的交通流数据处理与预测分析应用框架, 可以完成交通流数据的高效清洗、统计、存储和查询。利用基于多阶空间权重矩阵的STARIMA模型进行交通流预测分析, 可以验证数据处理效率及对预测应用的支撑作用。对比实验结果表明: 1) 交通流数据处理框架运行效率高, 适用于复杂的数据清洗和挖掘算法, 为预测模型建立数据支撑; 2) 交通流预测模型对空间权重矩阵进行了多阶优化, 兼顾高效性和准确性, 预测分析结果可以为交通诱导提供参考。     

兼顾管理者需求和用户可接受性的交通诱导系统MPC设计

针对交通诱导系统中可变信息标志(VMS)的控制策略设计,该文在宏观Metanet交通流模型的基础上,研究了VMS诱导控制信号对驾驶员路径选择行为的影响,建立了路网诱导控制的状态方程模型。在模型预测控制(MPC)框架下设计了VMS诱导控制策略,以优化路网所有车辆的总旅行时间和VMS切换性能为目标函数,通过对诱导控制变量引入用户可接受约束,有效兼顾了交通管理者对系统最优的控制需求和交通用户对VMS推荐路径的可接受性。最后设计了基于禁忌搜索的双层并行求解算法对MPC诱导策略进行求解,利用并行计算保证MPC控制的实时性要求。仿真结果表明,该文设计的诱导控制策略能缓解路网拥挤,提高路网通行能力,对系统随机扰动具有较好的抗干扰能力。与基于系统最优的诱导策略和基于用户均衡的诱导策略相比,该控制策略不仅能满足管理者的控制需求,而且能均衡路网车流分布,减少交通用户的延误时间,提高用户对交通诱导系统的满意度。     

基于多面化分解模型的目标信息获取优化技术

为了能够通过观测角度设置的优化选择,实现目标信息获取技术的优化,以最少的观测点数获取最大化的信息量,提出了一种基于多面化分解的目标信息量描述模型,用于分析图像传感器在不同观测角度下的目标信息获取量.该模型以各面信息获取量组合向量的形式来描述多面化分解的目标在某观测角度下的信息获取量,采用改进的蜂群算法来搜索最佳的观测角度,实现最大化的信息获取.针对无人机多时相观测时的目标信息获取优化问题,采用文中方法进行观测角规划仿真实验.结果表明:经文中方法优化后,信息获取量平均提高了58.5%;文中方法可对有一定观测角约束条件的情况进行高效规划,实现最大化的信息获取.