基于Kriging遗传算法的高速公路应急车道管控优化

针对如何在不同交通流状况下有效提高高速公路运行效率和降低安全风险的问题,提出基于Kriging代理模型的遗传算法优化应急车道管控策略。结合应急车道开放策略的时空特性设计数学优化模型,通过引入Kriging代理模型,结合遗传算法搭建优化框架,采用仿真软件获取数据训练代理模型,以此求解带有开放时间和开放空间双重约束的总行程时间与总碰撞暴露时间最小化问题。对车道控制时间与空间变量的变化频次进行了约束,并对目标函数中效率与安全指标权重变化对优化结果的影响进行了分析。实验表明：该优化方法使路网总行程时间减小14.9%,碰撞暴露时间减小44.2%,控制效果提升。     

基于复杂网络牵制同步的高速公路融合控制

研究采用复杂网络牵制同步方法的高速公路主线和多匝道融合协调控制.建立速度限制下高速公路各路段改进元胞传输模型,在此基础上定义各节点并建立节点耦合模型,基于复杂网络牵制同步方法设计主线和匝道融合的协调控制器,其中牵制节点对应施加协调控制信号的子系统.设计的控制器以总旅行时间为指标,依据预测模块优化限速值;以牵制同步为目标,依据系统稳定性条件,取得控制信号施加范围和优化的匝道调节参数.通过仿真实验予以验证,结果表明,依据本方法设计的控制器可综合速度限制和流量控制的优缺点,利用交通流时空分布不均衡的特点,以最佳控制方式和范围代价达到最大限度抑制交通拥堵提高道路通行效率的目的.     

高速公路网路径诱导与匝道控制集成

应用非线性最优控制方法,探索了高速公路网的匝道控制和路径诱导的集成问题,构造了集成控制的最优控制模型.最优控制模型以路网总耗时最小为优化目标,以经典的METANET高速公路网交通流模型作为最优控制问题中的网络交通流模型,能够考虑控制变量(路径分流比例、匝道调节率)的更新周期约束.最优控制问题的求解采用粒子群优化(PSO)技术.仿真测试显示,实施集成控制,较之仅采用路径诱导和仅采用匝道控制,能更大幅度地减少路网总耗时,从而显著提高路网时空利用效率.对于算例路网的仿真测试验证了集成控制的有效性和优越性.     

基于蚁群算法的交通控制与诱导协同研究

以路网总行程时间最小为目标,兼顾路网流量的均衡,建立了城市交通控制与诱导的协同模型。引入了蚁群算法的思想,并利用此算法对模型进行求解,得到最佳路径和最佳信号配时方案;最后采用小型路网进行仿真试验,通过跟实际的交通流对比,表明此方法能有效均衡路网流量,并能有效节约路网的总行程时间。     

高速公路入口匝道的鲁棒优化控制策略

基于宏观交通流模型METANET，将未控进出口流量、偶发性事件引起的路段车道数量的变化作为扰动，建立高速公路非线性宏观交通流状态方程，此状态方程包含线性、非线性和不确定性三部分。然后，以高速公路非线性系统总运行时间最小为目标，分三步设计入口匝道的鲁棒优化控制器：第一步，针对线性部分和不确定项部分，设计线性状态反馈控制律，使系统具有一定的鲁棒度；第二步，根据系统的非线性部分，确定非线性鲁棒控制律；第三步，根据系统约束条件，选择合适的鲁棒度，获得鲁棒优化控制器。最后，将设计的鲁棒优化控制器应用于仿真高速公路，能获得较满意结果。     

基于随机用户均衡原理的充电站分布双层规划

为优化充电站布局，考虑燃油汽车的行程时间，出行能耗，以及电动汽车的行程时间、充电时间和等待时间等因素，分别构建燃油汽车和电动汽车的阻抗函数，利用变分不等式模型建立电动汽车和燃油汽车混合条件下的基于交通流均衡分配的充电站规划模型并提出求解算法。通过数值算例证明所提出模型和算法的有效性和实用性，提出路网内不同电动汽车比例条件下的最优充电站分布方案，并进一步分析电动汽车和燃油汽车共存条件下的交通网络运行特征。研究结果表明：所提出的模型和算法有效可行；充电设施的建设应根据电动汽车在路网中的比率进行科学调整，同时，根据驾驶者选择行为对充电站选址和容量进行规划，以保证交通网络运行状态的稳定、高效。     

基于粗糙集高速公路混沌T-S FNN控制仿真

研究基于粗糙集理论的高速公路混沌系统模糊神经网络入口匝道控制方法。针对高速公路车流量不确定性特点,提出了通过数据挖掘技术建立交通流入口匝道智能混沌控制器知识库的思想;设计了以密度、上游流量和最大李亚普诺夫指数作为输入,红灯时间作为输出的T-S模糊神经网络混沌控制器;采用粗糙集理论建立混沌控制器知识库,确定模糊神经网络控制器结构并提取模糊规则;采用模糊神经网络方法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:采用该方法设计的智能混沌控制器,可实现保持高速公路有序运动、避免交通堵塞、提高交通通行能力的目的,是提高高速公路管理控制水平的有效方法。     

多时段城市路网拥挤定价收费的效率分析

随着我国城市化进程加快和汽车拥有量的迅速增长,交通拥挤日趋严重.传统的依靠新建、扩建道路等交通设施供给方面手段已不能达到有效治理交通拥挤的目的.拥挤定价收费作为一种交通需求管理策略在国内外受到广泛重视.提出多时段一般路网最优定价模型,并给出了两时段一般路网最优定价模型的最优条件与有效拥挤收费模式,研究了拥挤收费的时间和空间效应.算例分析显示,拥挤收费对调节高峰段与非高峰段交通量分布、减少总出行交通量、增加社会福利等,均有显著作用.     

考虑路段权重的城市交通路网拥挤指数研究

为了深入研究城市交通路网拥挤,应用历史交通流数据建立了城市交通路网拥挤指数模型。探讨了不同时间段城市交通路网的拥挤指数变化。研究结果表明:交通参数的选择和指数公式的确定是影响交通拥挤指数性能的主要原因,基于路段平均流量计算路段权重的城市交通路网拥挤指数为城市交通管理研究提供了一定的理论基础。     

考虑需求不确定性的路网运行效率评价

为考察需求不确定性对路网运行效率的影响,假定出行者在Gamma分布的需求下依据旅行时间均值选择路径,建立了与网络均衡条件等价的交通分配变分不等式模型。以平均每条路段上单位旅行时间能够服务的车公里数作为度量指标给出了考虑需求随机性的路网运行效率评价方法,利用测试网络分析了需求波动程度、需求总量以及出行者感知误差参数对运行效率的影响。数值分析结果表明:(1)在相同的需求均值下,需求波动程度增加会降低路网的运行效率;(2)随需求总量的增加,路网运行效率呈现先上升后下降的变化趋势,合理的需求总量能确保网络维持在较高的运行效率;(3)针对拥挤交通网络改善出行者的感知误差能适度提升路网的运行效率。研究成果丰富了随机路网运行效率评价方法,有助于提高实际路网运行效率评价结果的准确性。