连续型公交专用道网络布局优化模型

针对以往离散公交专用道网络布局的局限性,从公交专用道布设的现实条件、规划与建设实践入手,利用网络优化方法提出了面向公交走廊的连续公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最小化路网用户总出行时间为目标的连续公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解该模型.通过算例验证了该双层优化模型有效性与实用性,以及连续型专用道网络布局方案相较与离散型方案的优越性.     

考虑时间维的城市公交专用道布局优化模型

针对一定规划时段内的城市公交专用道布局方案及时序安排,从公交专用道布设规划与建设实践以及路网需求的动态变化入手,利用网络优化方法提出了考虑时间维的公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最大化路网消费者剩余为目标的公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并用遗传算法求解.文中还通过算例分析验证了该双层优化模型的有效性与实用性,以及考虑时间维的专用道网络布局方案相较于单一分阶段公交专用道布局方案的优越性.结果表明,文中建立的模型能够同时优化公交专用道的布局方案及建设时序.     

基于公交分担率的城市客运交通枢纽选址优化

在用户均衡理论的基础上,首先研究超级网络条件下公交车与小汽车交通流量的相互影响,并以公交分担率最大为目标,建立在不同的枢纽选址方案下城市交通网络中公交车流量和小汽车流量分配最优化模型.进而,以公交车与小汽车的出行成本、枢纽建设的土地成本之和作为总成本,以总成本最小为优化目标,建立城市交通枢纽选址优化的双层规划模型.最后,运用案例验证模型,并提出枢纽选址优化的相关建议.     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

基于双层规划的城市公交专用道优化设计

为了提高公交车的服务水平,很多城市开辟了公交专用道,由于公交专用道的设置会降低小汽车的路权,必须从系统整体的角度来设置公交专用道以科学权衡小汽车与公交车的路权分配。文章从城市交通网络的整体出发,以出行者总体出行成本最小为目标,充分考虑出行者的出行选择行为,提出了城市公交专用道优化设计的双层规划模型;结合设置公交专用道的路段上公交车与小汽车的流量特性,提出了基于公交专用道网络的道路阻抗函数,构造双模式交通分配模型;分别使用Frank-Wolfe算法和遗传算法进行下层流量分配和双层规划模型的求解,并运用交通网络进行实例分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

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。     

基于双层规划模型的多时段公交专用道优化设计

设置公交专用道是解决城市拥堵问题的一种有效的措施,但是在设置公交专用道的同时会占用私家车的路权,减少私家车的道路通行能力,从而影响整个交通网络。为了对多时段公交专用道进行布局优化,考虑从整个交通网络出发,以网络中私家车和公共汽车总出行时间最小作为目标函数来建立双层规划模型求解最优的公交专用道布局,双层规划模型通过遗传算法进行求解。最后采用了算例进行了实例分析,验证了算法和模型的有效性,并分析了多时段情况下网络采用不同OD需求下的公交专用道优化布局。研究结果表明：采用双层规划模型在对多时段的公交专用道进行布局优化时,为了得到最优的公交专用道布局,需要道路网络将公交专用道开放时段内网络中每个小时的OD需求量作为网络的输入。     

公交优先交叉口信号控制参数的多目标优化方法

公交优先交叉口的信号控制方案应平衡车辆出行者时间效益、行人出行效率和环境效益,因此,需要基于多目标优化方法优化设计信号配时参数.首先,以车辆出行者人均延误、行人过街平均延误和停车率最小为目标构建信号周期多目标优化模型;然后,基于相位乘客流量比和相位饱和度优化设计绿信比;最后,构建了多目标优化模型的粒子群算法来寻找Pareto解.应用结果表明,相比常规方法,能根据决策者喜好选择Pareto解;可尽量降低车辆出行者的人均延误,在一定程度上体现了公交优先.     

基于实时位置追踪的公交信号优先控制系统

为实时追踪并优化计算公交车辆到达停车线时刻,提高公交优先控制效率,采用了基于GPS与GIS的公交车检测和实时位置追踪的优先控制方法,构建了由车载终端、中心系统、信号控制设备组成的公交信号优先控制系统,通过连续追踪电子地图纠偏后的车辆准确位置,在公交车到达停车线前多次反复修正抵达时间,实时优化调整信号控制方案。测试验证结果表明,该方法与系统能够大幅降低交叉口公交延误时间,可实现交叉口无公交专用进口车道、道路通行干扰下的公交信号优先控制。     

绿波协调下公交车辆在交叉口的延误影响分析

道路交通绿波协调以及拥堵协调等控制策略提升了车流运行效率和通行能力,一定程度上缓解了路网交通压力,但面向绿波协调的交叉口信号控制尚未考虑对公交车辆运行的影响。现对绿波协调控制下交通流运行特性进行分析,利用交通流运动学理论确定公交车交叉口延误的影响变量,建立定量化模型进而得到交叉口公交车延误因子。选取示范路线青岛西海岸经济新区长江路干线交叉口,采用组合优化方法对延误因子模型进行验证,得出交叉口信号绿信比、公交运行速度对公交车延误的影响。结果表明,增加绿信比、适当提高公交车速可有效提升交叉口整体通行效率,减少公交车在交叉口的延误。     

考虑停靠站影响的公交优先信号配时优化

为了解决城市道路交叉口及其公交停靠站附近交通拥堵频发现象,以城市道路交叉口及其下游公交停靠站为公交优先信号配时优化控制单元,以控制单元范围内的乘客出行总延误最小为控制目标,构建考虑下游公交停靠站影响的交叉口公交优先绿灯延长时间优化模型;结合南京市汉中门大街—北圩路交叉口及其下游汉中门大街—嫩江路公交停靠站晚高峰时段的乘客出行延误数据进行实例分析,结果显示优化后的公交优先信号配时方案的乘客出行总延误比优化前降低了8.38%。     

公交乘客可靠度信号配时优化

为优化交叉口车流运行状态,引入公交乘客可靠度指标评估公交乘客通过交叉口的可靠性,分析信号周期时长、公交车比例与公交乘客可靠度之间的关系,并研究非公交优先方向流量对公交乘客可靠度的影响.结果表明:提高公交优先方向的公交乘客可靠度会使信号周期时长增加,并且随着公交优先方向的公交车比例增加,交叉口信号周期长度也随之增长.通过与Webster信号配时方案的对比,仿真验证所提出模型的效果,为城市交通提供不同信号配时方法.     

信号预控下动态公交专用道策略

针对高峰时期公交专用道利用率较低的问题，提出一种基于信号预控的动态公交专用道策略，提升道路资源时空利用。在保证公交优先基础上对交通流构成比例进行影响分析，确定了APL、IBL和DBL三种常用车道控制模式适用范围；以路段人均时耗最小为目标函数，建立动态公交专用道规划模型，确定了各车道模式临界流量值；考虑交叉口信号差异下车道排队消散时长不同，构建基于信号预控下路段清空条件，实现公交专用道提前预控，建立了信号预控下动态公交专用道控制流程。以重庆市某段路为案例，选取全时段普通混合车道(all purpose lane, APL)、间歇式公交专用道(intermittent bus lane, IBL)和完全式公交专用道(dedicated bus lane, DBL)为参照，分别对实验路段和公交专用道进行评价分析。结果表明：本文动态公交专用道策略能够提高公交专用车道资源利用率，有效缓解公交优先和路段整体交通效率之间的矛盾。     

基于分层Logit的多方式随机用户均衡分配模型

为了完善现有的交通分配模型,综合考虑出行者的方式选择与路径选择行为,建立了基于分层Logit的多方式随机用户均衡分配模型。首先,在多方式交通网络中,根据出行者出行决策的2个步骤,即首先选择合适的交通出行方式、然后选择该方式交通网络中的出行路径,采用分层Logit模型描述出行者的交通方式和路径联合选择行为。在建立的分层Logit模型中,出行效用与流量分布相互制约,出行效用受路网流量影响,而路网流量由效用所决定,最终要达到平衡。接着,构造了一个数学规划模型来求平衡解,证明数学规划模型的最优解与分层Logit模型的流量解等价,并进一步证明等价数学规划模型的目标函数是凸的,而约束集也是凸的,因此等价数学规划模型是一个凸规划问题,模型的解是唯一的。随后,给出了求解提出的基于分层Logit的多方式随机用户均衡分配模型改进的方向搜索算法步骤。最后,以含公交车和小汽车2种方式的方格形路网为算例,分析公交票价、出行者的时间价值和分层Logit模型的层间比例参数的变化对交通分配结果的影响。结果表明:公交车票价对流量分配的影响不大;公交需求量随出行者时间价值的增加而下降;当出行者的时间价值较低时,公交需求量随分层Logit模型的层间比例参数增加而增加,当出行者的时间价值较高时,公交需求量随分层Logit模型的层间比例参数的增加而减小。     

降级路网组合出行交通流分配模型与算法

研究降级路网条件下的组合出行交通平衡问题。首先,基于出行者对降级路网的不同风险态度,将出行者分为3类:守时型、冒险型和平均型。其次,考虑小汽车出行和小汽车换乘地铁出行2种出行模式,分析降级路网条件下不同用户类的组合出行行为,建立相应的多用户变分不等式交通分配模型,讨论模型解的性质。最后,设计模型的求解算法,并通过算例说明模型和算法的有效性。结果表明:不同出行时间预算的出行者在降级路网中的路径选择行为存在较大差异,路网降级程度对出行者出行选择行为影响显著;随着道路通行能力的降低,出行者更倾向于选择组合出行模式。     

基于竞争路径选择的HOT车道费率优化模型

针对社会车道交通拥堵严重而公交专用道利用率较低的问题,提出将公交专用道改建为高承载率收费(High-occupancy/toll,HOT)车道,通过调节HOT车道费率,在确保公交车运行效率的前提下提升公交专用道及整体路网的时空资源利用率.分析存在竞争路径时出行者的出行特性,构建路径选择模型,估计设置HOT车道后出行者的路径选择行为.在此基础上,结合道路服务水平和总出行成本,构建了基于竞争路径选择的HOT车道费率优化模型,动态优化多种流量条件下HOT车道费率方案.最后以武汉长江隧道、武汉长江二桥和二七长江大桥为例进行实证研究.结果表明:优化的HOT车道费率方案能够减少9％的交通流量,降低41.29％的社会车道延误,为促进合乘行为、缓解交通拥堵、提升道路资源利用率提供了可靠保障.     

基于公交优先的多路口车速引导控制方法

对于复杂的交通流,传统公交信号优先有可能会破坏干线协调控制效果,为此,提出公交优先可变车速引导和多交叉口信号配时优化的集成方案. 以背景公交线路需求的历史数据为前提,通过定时检测公交车流状况,优化公共周期、绿信比和相位差,实时调整多路口交通信号配时,以此改善公交车的通行效率. 同时,以福州市金山大道三个交叉口为例,进行Vissim仿真模拟验证,仿真结果表明： 所提方法可有效提升多交叉口公交车流的通行效益,减少公交车辆的延误,最大化减少停车次数.     

公交专用道绿波信号设置及仿真模拟分析

为评价公交专用道绿波信号设置对社会车辆及乘客的总延误影响,引用了人总延误评价方法。给出了公交专用道绿波信号设置方案,建立了公交优先条件下城市道路交叉口绿波协调控制模型,基于VISSIM微观仿真软件分析了交叉口延误情况。实例研究表明：公交专用道绿波信号要使主、次路的道路、交通满足一定宽度及流量条件方可设置;公交专用道绿波信号设置效果可以用交叉口人总延误改善率来判定。该方法分析说明公交专用道绿波信号设置只要使整体效果最优,其设置是可行的。     

基于公交优先的交叉口信号控制和仿真

以人均延误最小为优化目标,在调查交叉口交通流量与当前信号配时的基础上,以相位乘客流量比和相位饱和度确定绿信比,优化信号配时,尽可能提高公交车的出行效率。通过对实例的理论计算和软件仿真,结果表明,在相位流量未达到饱和时,绿信比优化方法能够提高进口道路通行能力的利用率,减小交叉口的人均延误,在保障交叉口交通顺畅的前提下实现公交优先。