城市快速路入口匝道交通控制及优化

针对城市快速路入口匝道的信号灯控制方案，借助车流波动理论，分析了该类交叉口内部的车流运行时空特性，描述了快速路、入口匝道上的车流在交叉口的排队过程，以交叉口车流总延误最小为目标，快速路与入口匝道的绿时分配以及信号周期为参数，建立了城市快速路入口匝道交通控制优化模型，并通过一个实例对优化模型和求解算法进行了验证。研究结果表明：当快速路及匝道绿灯时间均满足最低要求而交叉口有效通行时间（信号周期与周期损失时间的差值）仍有富余时，应将富余的可通行时间分配给快速路，以使得交叉口车流总延误最小。快速路入口匝道交叉口的车辆平均延误由优化前的16.76 s下降至13.18 s，同比下降21.36%；匝道最大排队长度由48.82 m缩短至33.28 m，同比下降31.83%。     

面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型

针对我国城市交通特点，在改进经典的高速道路网宏观交通流模型METANET的基础上，提出了面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型。该交通模型能够更好地描述快速路出口匝道流出能力受限、快速路主线起始点车流以及快速路主线车速控制等现象。对上海高架快速路的实际交通流数据进行了仿真研究，结果表明该模型较好地反映了城市快速路交通流的动态演化特征，可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具。     

城市交通控制及其仿真优化

本文针对城市中由主干道和次干道相交而成的交叉口,提出了在排队全部消散后适当延长主干道方向的绿灯时间的感应控制准则。并用排队论的基本定理对该控制准则下的交通特性作了理论分析。本文还建立了交叉口交通流的仿真模型,运用仿真优化技术(SOT),确定出最佳控制参数,使得车辆通过交叉口的平均延时最小。     

城市单交叉口信号多相位自适应控制模型

针对交通系统的动态性和随机性,提出了信号交叉口的自适应控制模型.充分考虑了转弯比例的时变性以及车道分配的时变性,给出一种交叉口随机动态模型.将强化学习(RL)引入到交通信号系统中,针对交通网络的交通流及信号特征,建立了RL的状态空间、动作空间和回报函数,以最小化交叉口的排队车辆数为目标,实施对交通信号的优化控制.在不同的交通环境设定下,对典型的十字交叉口进行仿真试验,将RL控制方法同传统的定时控制和感应控制进行了对比.结果表明,RL控制器具有很强的学习能力,对于交通环境的突然变化仍可以保持较高的控制效率.     

基于Petri网的城市交通控制混合系统模型

城市道路交通信号控制是典型的混合动态系统,既包含连续状态变量又包含离散状态变量.本文归纳研究了信号控制交叉口群的主要构成元素：交通信号控制、交叉口与道路路段,其中交通信号控制与交叉口两个元素属于离散事件动态系统（DEDS）,而道路路段交通流属于连续时间动态系统（CVDS）.然后,应用混合系统建模理论,分别构筑了交通信号控制的petri网模型、交叉口的petri网模型、道路路段交通流的连续系统模型,以及交叉口petri网模型与路段交通流模型之间的接口.该模型具有既能够进行交通控制信号优化与交通阻塞机理解析应用,又便于计算机软件实现的优点.     

基于信号配时优化的路网运行效益仿真评价

结合Synchro和Q-paramics实现了区域路网的多介信号控制交叉口配时协调优化及运行效益评价.选择长春市典型交通拥堵区域作为研究对象,分析现有的信号配时存在的问题;采用Synhro信号配时优化软件建立仿真路网,并对区域内主要信号交叉口的配时情况进行协调优化;选择描述交叉口机动车运行状态变化的控制延误、停车次数、95％排队长度三个参数评价了15个信号交叉口入口配时优化后的交通运行状态变化,并结合Q-paramics交通仿真软件对比信号配时优化前后的区域总体交通运行情况;结果表明信号配时优化可以改善主要交叉口入口的运行状况,并提高区域路网机动车14％以上的运行速度,并可以降低25％以上的延误时间.研究证明在协调区域交叉口信号配时状况的基础上对其整体优化,可以在不改变现有交通基础设施的基础上提高区域交通流的运行效率.     

高速公路入口匝道启发式控制的仿真研究

为了解决高速公路交通事件引起拥堵的控制问题,提出了基于Bottleneck算法的高速公路入口匝道启发式控制方法并进行了数字仿真.针对交通事件引起拥挤时,事发点上游密度变大,下游密度变小的事实,选取交通密度代替Bottleneck算法中的流量作为控制参数,推导出拥堵条件下的入口匝道协调控制算法;针对单点层面调节缓慢,协调层面调节振荡与调节过度的缺陷,应用数字仿真方法,通过控制效果的仿真分析,提出了改进的调节率公式.以宁杭高速公路为背景,应用MATLAB仿真软件,进行了控制效果的仿真研究,从数字仿真层面表明了所提出的启发式控制算法的有效性.     

城市道路网络多交叉路口交通信号实时优化控制模型与算法

城市道路各交叉口交通信号的实时管理和控制直接影响了整个城市的交通拥挤。以武汉市武昌区各主要交叉路口的交通信号控制问题为背景，构造了交通网络中以多交叉口滞留的车辆数最少为目标的优化模型，用遗传算法对其进行了仿真数据求解，得到了实时控制的配时方案，并与固定周期固定绿信比方案进行了比较，结果表明该模型和算法对交通信号实时控制是非常有效的。     

交叉口群交通控制实时评价模型仿真研究

正确的交通控制评价指标实时计算模型为实时评价交通控制方案提供了客观依据。由于交叉口群的内部交叉口和单个交叉口的交通控制评价指标的实时变化规律存在很大不同、已有的以周期为单位的评价模型假定交通流随机到达,因此无法正确地实时计算交叉口群的交通控制评价指标。提出了交叉口微观交通状态的概念,将进口交通状态细化为阻塞态、拥挤态、非拥挤态,并分别建立了与之相对应的交通控制评价指标的实时计算模型。通过对实时评价模型进行大量的仿真研究表明,提出的实时评价模型能够为交叉口群信号协调控制方案的实时优化提供有效和可行的评价手段。     

快速路出口通行能力的可靠性仿真研究

随着中国经济的迅速发展，对交通的需求变得越来越迫切，各大城市都建立了快速路系统。快速路上没有交通信号灯，车辆可以高速行驶，但是在快速路的出口，由于右转车等待向右并线，使快速路上的车辆不能及时驶出，甚至导致整条道路的严重拥堵。出口成了影响快速路通行能力可靠性的瓶颈，无法有效地发挥快速路迅捷、通畅的作用。依据交通需求满意可靠性观点，利用仿真数据，研究在车辆到达服从泊松分布，不同到达率、右转率、让行率条件下，由右转车向右并线引起的道路通行能力可靠性变化，给出分析结果和一些有价值的结论。     

基于RBF神经网络的短时交通流预测

根据短时交通流的特性，以神经网络技术为基础，构建短时交通流预测的神经网络模型，并用某高速公路实际短时交通流观测数据进行验证。     

VMS诱导信息影响下的路径选择行为分析

正确理解可变情报板(VMS)诱导信息影响下的驾驶员路径选择行为,是高效发挥VMS作用的必然要求.采用SP调查(意向调查)探索VMS同时提供快速路和替换路径行程时间条件下的路径选择行为,采用离散选择分析方法对影响路径选择的因素进行了多变量分析,建立了描述路径选择概率的二元probit模型.Probit模型中的行程时间节省量这一解释变量的系数视为服从对数正态分布的随机系数,以反映行程时间重要性在人群中的不纯一性(heterogeneity).分析表明,驾驶员的路径选择会受VMS诱导信息显著影响,VMS影响大小取决于VMS信息内容、驾驶员个体属性(年龄、驾龄、用车类型以及快速路使用频率)、以及替换路径属性(所含信控交叉口数目).具体地,(a)VMS所告知的行程时间节省量越大.改道可能性越大;(b)年轻和年长者较之中等年龄者,改道可能性更大;驾龄越长,改道可能性越大;非单位公车驾驶员改道可能性更大;使用快速路频率越低,改道可能性越大,(c)替换路径所含信控交叉口越多,改道可能性越小.研究成果可为更好地设计、运行和评价VMS信息发布策略提供参考.     

短时交通流混沌预测方法的比较

针对传统的应用数学模型方法在短时交通流预测精度和实时性方面存在的问题,提出了将Volterra滤波器自适应预测模型用于短时交通流的实时预测。为提高预测精度,在Volterra滤波系数计算过程中采用归一化最小均方自适应算法进行多次训练。应用该预测模型对几个典型的非线性系统进行预测,验证了算法的准确性。然后再用此方法对微观实测交通流的时间序列进行实证分析。仿真结果表明,该预测模型对实测交通流时间序列具有很好的预测效果,可以满足实时交通流预测的需要。     

基于网格技术的高速公路通道实时协同控制

针对大城市高速公路通道控制中城市高速公路子系统、并行街道子系统、匝道子系统的控制策略独立制定产生的不协调状况,以高速公路通道整体为研究对象,建立高速公路通道多控制措施多子系统协同控制的分层递阶控制体系;针对高速公路通道协同控制模型求解耗时长,通道交通流实时控制无法真正实现的难题,构建高速公路通道网格体系,并对关键中间件模型设计分布式求解算法,利用网格高性能计算能力,实现通道控制问题的快速求解.     

基于模糊评价法的高速公路事故实时预测模型

在对高速公路交通事故统计资料的分析研究的基础上，提出了一个基于模糊评价法的高速公路事故实时预测模型，并他们实例给予说明。     

基于高速公路收费系统的交通信息采集与处理基本问题研究

高速公路封闭式的收费系统实质上也是先进的交通信息采集系统，从中不仅可以得到流量、车型等一般性信息，而且能够得到行程时间、行程车速、OD、拥挤度、事件、运营特征及需求管理等常规方法不易获取的重要信息。同时，由于这种收费系统的信息采集采用逐车测量与统计的方式、具有无遗漏和直接性的特点，因而信息拥有更高的准确性和可靠性。以上海市高速公路网为背景，通过对典型通道的分析，系统探讨高速公路收费系统中交通信息采集与处理的几个基本问题：①基础数据采集；②交通信息种类；③行程时间信息处理；④动态OD信息处理。由于收费系统数据目前还远未得到充分有效地利用，因此本研究工作对我国高速公路交通信息化与智能化建设、信息综合利用及科学研究具有先导性的作用。     

基于人工神经网络PID控制器的快速路出入口控制算法

在考虑出口排队的情况下,建立了快速路出入口控制的数学模型,利用神经网络调节PID控制器的参数,达到出入口控制的最优化,并对北京三环路联想桥至蓟门桥路段进行了仿真分析,将仿真结果与传统的反馈控制算法ALINEA进行了比较。结果表明,在快速路处于非高峰时段,该算法能够维持主路的交通流密度在理想范围的同时,使出入口排队长度尽可能小,保证了交通参与者的公平性。     

城市规模与城市交通发展的系统分析方法

给出的系统分析框架表明,交通强度与城市规模、交通强度与道路密度之间存在着正相关关系,道路密度受到城市国土资源的限制,导致城市规模存在发展极限.城市规模的发展一旦超出这个极限,必然会产生现实难于解决的交通拥堵问题.文中还建立了一个城市规模与城市交通协调发展及相互适应的优化模型,认为可以运用社会总成本来评价交通与城市规模的适应性.论文最后结合北京市的实际对以上方法进行了实例验证.