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。     

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。     

公交专用道选址与公交优先控制组合优化模型

针对信控网络下的公交专用道选址问题,从宏观网络优化角度提出公交专用道选址和公交信号优先控制的组合优化模型.上层模型是以最小化路网用户总出行时间(包括小汽车用户和公交车用户)为目标的公交专用道网络布局、交叉口车道功能分配和被动公交优先控制策略组合设计决策;下层模型是在信控网络下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.提出了基于连续权重平均法的遗传算法求解该模型,并通过算例验证了该模型的有效性与实用性.算例结果表明:相比单一公交专用道选址方案,公交专用道布设方案和公交信号优先控制方案同步优化设计能够更大程度地发挥公交优先效益,对路网通行效率的改善效果更优.     

基于无人驾驶车辆的不同车道模式交通流优化

为研究不同类型车辆组成的混合交通流的运行模式,假定无人驾驶车辆、先进出行者出行系统(advanced traveler information systems,ATIS)装置车辆和普通驾驶车辆分别遵从系统最优模式、用户均衡模式、随机用户均衡模式选择路径,分别建立普通车道、专用车道模式下的交通分配模型,给出求解模型的连续平均算法(method of successive averages,MSA)。通过算例确定路段通行能力,分析信息质量水平、出行需求量、市场渗透率对出行时间的影响,在确定模型各项参数取值的基础上,根据专用车道设置情况对混合均衡流状态进行研究,验证模型算法的可行性和收敛性。研究结果表明:通行能力随着行驶速度的增加先提高后下降,选择合适的行驶速度将提高路段通行能力,且无人驾驶专用道的通行能力明显高于普通车道;适当提高信息质量水平,可降低路径选择的随机性,有效减少平均出行时间;随着出行需求量的增加,平均出行时间逐渐提高,其中系统最优模式(无人驾驶专用道)的平均出行时间最小;根据市场渗透率的变化情况选择合适的车道配置模式,既能提高道路资源的使用效率,又能减少出行者的出行成本;不同车道配置模式下的混合交通流均随着迭代次数的增加逐渐达到稳定状态;当无人驾驶车辆的市场渗透率较高时,设置无人驾驶专用道将缩短行驶时间,提高运行效率。     

考虑货车路径选择行为的高速公路拥挤路段收费研究

为降低高速公路拥挤路段中的货车混入比例,提高道路的通行能力及服务水平,通过构建货车的路径选择模型,分析高速公路收费费率对货车车辆路径选择行为的影响及不同费率的路网状态.首先,在对车辆路径选择行为影响因素进行初步分析的基础上,针对货车设置不同的出行场景,设计调查问卷和实施方案,以获取路径选择意向调查数据.其次,构建货车的公路路径选择NL(Nested Logit)模型,并对模型结果进行检验和评价.最后,以山东省高速公路网为例,分析高速公路拥挤路段不同收费费率对货车的路径选择行为产生的影响.结果表明:收费费率对中长距离出行的货车车辆路径选择行为较短途出行有显著影响,在拥挤路段仅针对货车车型适当提高收费费率时,在降低路段负荷度的同时可以增加路网收费收入.     

公交出行查询系统中出行路径选择模型的研究

在公交出行查询系统中,最关键的部分就是出行路径的选择问题。为了帮助利用公交的出行者方便地进行出行路径、换乘路线等选择,文章首先对公交乘客出行路径的选择因素进行了简要分析,然后分别讨论了换乘次数算法和最短路算法,最后基于组合优化的角度,在两者的基础上对它们进行了综合,针对大部分乘客的出行需求提出了公交乘客出行路径的选择模型。     

基于非合作博弈的公交出行结构优化分析

为了在有限的公共交通资源下让出行者使用公共交通获得的出行收益最高,以公共交通出行结构作为研究对象,运用非合作博弈的方法,以出行距离为依据对出行者进行划分,对居民公共交通出行构建博弈模型寻求Nash均衡点,以预测合理的城市轨道交通、常规公交分担比例,优化公共交通出行结构。结合太原市的实际情况进行分析,研究结果表明:61.34%的中、短距离出行居民选择常规公交出行;53.18%的长距离出行居民选择常规公交出行是太原市最佳公共交通出行结构比例。所构建的模型能够结合研究区域分析常规公交和地铁的Nash均衡点,并给出合理的最优公共交通出行结构,为有关公交优化提供参考和建议。     

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.     

基于可变车道优化的交通网络设计问题

针对"潮汐交通"问题所引起的道路资源利用不合理的现象,文章提出了考虑可变车道优化的交通网络设计问题,旨在通过合理的路段拓展和车道配置方案来提高交通网络的运行效率;构建了一个双层规划模型来描述提出的交通网络设计问题,上层问题以系统总阻抗与总投资额之和最小为目标,制定最优的道路拓展方案,并针对道路网络早晚高峰不同的OD需求水平,分时段对车道进行优化配置,下层模型采用了用户平衡(UE)配流模型来描述出行者在不同时段的路径选择行为;设计了人工蜂群算法来求解此双层规划模型。最后,采用数值算例验证了文中模型与算法的有效性。