基于车辆跟驰理论的交通流动力学模型与数值仿真

为改进交通流模拟,提出了微观与宏观统一的交通流动力学模型.从微观的车辆跟驰模型出发,假设路段单元体中的车流为整体,且单元体的运动遵守拉格朗日坐标系下的车辆跟驰运动模型,那么该模型在变换为欧拉坐标后,与流量方程结合,推导出宏观的交通流动力学模型.模型分析和数值仿真表明该模型能够良好地模拟交通流的堵塞和疏导等现象.     

考虑预期效应和交通灯影响的城市道路交通元胞自动机模型

提出描述交通灯控制下城市道路交通流动力学演化过程的元胞自动机模型,其中交通灯对于路段上车辆的影响是全局的,驾驶员可根据交通灯的状态及时调整驾驶行为,同时还考虑前方车辆的预期运动.该模型中车辆的运动更加平滑,符合实际交通现象.应用模型中的驾驶策略,可以有效地减少怠速和速度骤减的状态,从而减少机动车的尾气排放.     

基于断面激光扫描的移动车辆交通流参数提取

提出一种基于车载激光移动测量数据的微观交通流参数提取方法.将移动断面激光扫描数据根据一定的阈值进行分割分类,获得路域范围的移动车辆.根据二次多项式加权拟合法,获得移动车辆的特征点信息.再基于特征点的时空关系,计算车辆之间的距离、位置、速度等微观交通流参数.以上海延安高架路为例进行试验,对车辆之间的交通流参数提取进行实际验证.结果表明,该方法可以有效地提取车辆交通流参数,前、后方车辆的距离平均误差仅为0.06m,速度平均误差为1.62km·h~(-1);侧方车辆的距离平均误差仅为0.10m,速度平均误差为1.29km·h~(-1).     

基于交通指数云图的宏观交通流分析方法综述

基于交通流分析在智能交通研究和应用中的重要性,聚焦路网交通流分析方法的回顾,综述了宏观尺度的路网交通流分析方法的研究现状.从微观、中观、宏观3个方面梳理了交通流分析方法的基本类型;重点阐述了宏观交通流分析中的交通拥堵指数的基本概念及其计算方法;随后基于交通拥堵指数提出交通指数云图的概念;最后对基于交通指数云图的路网交通流分析进行了讨论,并对其发展和应用前景进行了展望.     

基于细胞自动机理论的交通流模拟模型

以细胞自动机理论为基础,结合我国城市道路情况及交通流特性,把车辆在路段上运动的变化规律表述为细胞自动机的演变规则,建立了基于细胞自动机理论的交通流模型,标定了细胞长度和最大速度等参数,继而提出了反映车辆在路段上自由驶、跟驰行驶和减速行驶等交通行为的细胞自动机规则,并对各种规则进行了详细说明。     

城市道路交通流监测数据最优汇集时间间隔分析

针对传统的交叉验证均方差模型在确定交通流监测数据最优汇集时间间隔研究方面存在的不足,以交通流量、时间平均速度、占有率等3个交通流基本参数来表征城市道路交通流运行状态.在传统的交通状态交叉验证均方差估计方法的基础上,提出了一种改进的基于交通状态矢量的交叉验证均方差模型,以估计不同汇集时间间隔时交通流监测数据的波动性.然后,构建了基于交通状态矢量的均差值假设检验,并采用t检验方法寻找交叉验证均方差值变化的拐点,以确定交通流监测数据的最优汇集时间间隔.以昆山市城市道路车辆检测器实际采集的交通流数据为例,对不同等级城市道路交通流监测数据的最优汇集时间间隔进行了量化分析.结果表明,在实际应用中,城市道路交通流监测数据的最优汇集时间间隔可以选取为5 min.     

基于门控循环单元神经网络的交通流预测模型

针对交通流数据的时间序列关联性特征,在大数据处理技术基础上,构建了基于门控循环单元(GRU)神经网络的交通流预测模型.根据交通流数据产生速度快、数据量大的特征,基于Flink框架并应用Kafka消息队列机制对获取的实时交通流数据进行预处理;基于门控循环单元神经网络,设计了当前时间与上一步时间的隐藏交通流状态;计算了交通流数据的时间序列相关性,从而实现交通流的预测.实验结果表明,基于门控循环单元神经网络的交通流预测模型可有效降低平均绝对误差和均方根误差,提高交通流的预测精度.     

城市快速路路段交通流状态评估方法

交通流状态分类对于选择交通控制和诱导策略有非常重要的作用,不同的快速路路段设定的交通流参数临界值及变化特性会有所不同.本文考虑到交通流参数对交通流状态判别的影响程度,给出了一种基于加权欧氏距离的相似性度量方法,并确定了交通流状态判别的关键参数.根据整个路段的交通流数据,通过聚类分析构造最小距离分类器,把个别路段的交通流数据作为样本数据,进行了对个别路段的状态评估.实证分析结果表明:在交通流状态判别过程中,密度是最关键的参数:基于最小距离分类的个别路段的状态评估结果与实际情况非常类似,这将为交通控制和管理提供决策依据.     

道路网交通流状态变化趋势判别方法

根据城市快速路交通流参数实测数据所表征的交通流状态特性,结合基本图和三相交通流理论,将道路网交通流状态划分为自由流状态、拥挤流状态和阻塞流状态.在此基础上,采用模糊信息粒化的思想,以道路网检测断面数为窗口,设计三角形模糊隶属函数,将同时段的道路网交通流状态映射为含有低边界值L、中值R和高边界值U三参数的模糊信息粒.以模糊信息粒为输入,建立Elman网络模型预测交通流状态变化趋势.依据预测结果计算道路网交通流状态综合指数,判别未来时段道路网交通流状态,并以北京市某一区域路网为例进行实证性研究.研究结果表明:所提出的方法能够实现道路网交通流状态变化趋势判别,准确率为93.33%,同等条件下支持向量机模型判别准确率仅为86.67%.     

基于场方法的船舶交通流分析

为大范围、高精度地研究船舶交通流特征,引入场方法对船舶交通流进行分析.该过程基于理想的网格布置,以AIS船舶交通流数据为样本值,运用Delaunay剖分进行三角插值,得到船舶交通流流场分布图.与实际交通流情况的对比分析表明,场的形式能够较好地表征船舶交通流分布特征和航行水域安全状态;采用船舶交通流流场分析结果,可以提高船舶航行安全预警和海事安全监管的有效性.     

城市快速路交通事故特性分析与安全评价

通过分析济南市快速路交通事故统计数据,分别从时空分布、事故形态、事故发生原因等角度探究了城市快速路交通事故的特性。通过提取事故发生前5 min内的车型比数据和交通流量数据,并分析其与交通事故之间的规律性特征,构建基于色阶图的事故风险安全评价表,根据概率统计模型推算出事故发生的临界流量,最后综合以上数据分析构建快速路事故风险安全评价模型。数据拟合结果表明,根据当前交通流量和车型比例实时评估快速路的交通流运行安全风险,可以通过调控当前交通流量对可能发生的事故进行预警。针对快速路交通事故规律和特点,提出了事故预防及安全管理对策与措施,以达到预防事故发生、提升快速路运行安全水平的目的。     

色灯下的交通流模型与特征线的研究

用偏微分方程的方法给出交通流模型和色灯控制下的特征线,结合实际实验数据科学地解决十字路口在交通流较大时应人为地改变色灯的转换周期,从而解决了城市的交通问题,达到了节约能源和改善环境的目的.     

用微分方程方法研究红绿灯控制下的交通流模型

红绿灯模型是交通流动力学模型研究中一个重要而困难的问题，首先给出交通流模型，然后给出红绿灯交通流模型与特征线的求解，根据红绿灯模型与特征线意义，对交通流的红绿灯转换周期的设置具有重要意义．     

进离场交通流时距分布特征对比分析

时距分布是空中交通流理论研究的重要概念和组成部分。以中国某机场实测轨迹数据为例,提出一种合适观测点的自动生成方法,该方法能有效提升轨迹数据的利用率,并选择跟驰性较好的轨迹数据用以计算时距。在分别绘制进场和离场交通流时距频率分布直方图的基础上,应用韦布尔、光滑样条和有理函数模型拟合时距分布情况,并从定性和定量的角度对比分析拟合结果。结果表明,在机场运行状态正常时,有理函数模型对离场交通流时距的拟合效果最好,而光滑样条模型对进场交通流时距的拟合效果最好;在机场运行状态不佳时,光滑样条模型和有理函数模型则分别对离场和进场交通流的拟合效果更佳;进场交通流时距分布比离场交通流时距分布特征更明显。     

基于交通流模型的城市快速路交通流特性分析——以北京、洛杉矶为例

为了更好地掌握城市快速路交通流的运行规律,以北京西三环和洛杉矶I405两条交通廊道为研究对象,收集路段检测器数据,通过对交通流数据使用时序分析和交通流模型拟合方法,从时间-空间及交通流原理上分析交通流的时空特性和拥堵基本规律,并用模型拟合方法对道路交通流速度-流量-密度进行分析,获得道路运行状态的关键参数。结果表明：(1)北京西三环廊道与洛杉矶I405廊道自由流速度基本一致,但发生拥堵时的临界速度差值较大,分别为29km/h和44km/h;(2)北京西三环交通瓶颈处的实际通行能力明显低于洛杉矶I405交通瓶颈,实际通行能力分别为1245veh/h/ln和1464veh/h/ln,差值为219veh/h/ln;(3)选定Pipes、Van Aerde和S3三种交通流模型并对模型进一步推导得到通行能力计算公式,利用实测数据对交通流模型进行拟合,并对三种交通流模型的使用范围进行对比分析,结果发现S3模型较其他两种模型的拟合效果较好,此外,Van Aerde模型也适用于描述北京西三环交通流运行特征。可见,本文提出的基于模型拟合的城市快速路交通流运行特征分析方法能够掌握城市快速路运行规律,提取交通流运行的关键参数指标,适用于城市快速路拥堵交通流运行特性分析,具有普适性。     

交通流的红绿灯模型

首先引入几个描述交通流的基本函数，接着在交通流连续运动和时断的情况下，分别建立了连续和间断的交通流模型，在此基础上根据微分方程建立红绿下的交通流模型，分析在不同时刻公路上交通流的变化，据此画出在红绿灯模型下的车流密度变化过程，并给出了交通流的红绿灯模型在十字路口的应用．     

基于耦合映象模型的交通流混沌现象分析

针对交通流耦合映象模型中出现的混沌现象，利用Matlab程序产生交通流时间序列，仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程，并在此基础上讨论了参数变化对交通流运动状态的影响。结果表明，在该模型产生的交通流中，系统由于参数变化沿着Pomeau—Manneville途径走向混沌，从而验证了混沌现象在交通系统中确实存在。     

ARIMA模型结合小波去噪的贵阳城市交通流预测

由于交通流量具有非线性和强干扰性的特征,在不同的时频域空间具有不同的特性;本文首先应用小波分析的方法,将含有综合信息的一组原始交通流信号分解为多组特征不同的时间序列信号,再利用ARIMA模型良好的线性拟合能力,将经过小波分析的时间信号通过ARIMA模型进行处理.利用Matlab和SPSS,对实测交通流数据进行了验证分析...     

高速公路意外事件所致堵塞的消散策略研究

通过建立交通意外事件影响下的交通流仿真模型,对拥堵传播及有效的干涉控制措施进行仿真.分析了非稳态交通条件下的车辆行为特性;并对现有主流元胞自动机模型规则进行改进,建立起一种新的元胞自动机交通流模型.该模型能够较好地仿真拥堵传播与消散过程,有效地探索拥堵的消散规律;利用该模型对各种控制措施的堵塞消散效率的研究结果表明,限流限速组合控制策略具有较优的堵塞消散效果.     

港口航道交通流仿真模型的研究

根据海上交通工程方法研究了交通流的生成与发展规律以及交通网络的时空分布,提出了基于航路的港口航道交通流的仿真模型,其中船舶避碰模型采用操船者主观危险度SJ模型,开发了以电子海图为背景的仿真系统,仿真结果与客观事实相符。