城市快速路出口匝道与衔接交叉口协调控制研究

城市交通出行需求具有动态性,快速路出口匝道与下游衔接交叉口具有较强的关联性,当交叉口交通疏解能力有限,出口匝道与衔接交叉口距离未合理设置时,交叉口排队易延伸至出口匝道,影响快速路车流正常运行。利用并行微观交通仿真软件Paramics对不同交通需求、出口匝道与下游衔接交叉口间距情况下的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制进行研究,分析出口匝道的信号控制和相位差对路网交通流量和行程时间的影响。仿真结果表明出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制能明显提高交通流量,降低行程时间。     

面向出口匝道拥挤的快速路速度协调控制模型

为缓解快速路出口匝道的交通拥挤,提出了从主线上进行速度协调控制的方法,在现有基于断面的速度协调控制模型的基础上,通过对入口匝道、出口匝道等的修正构建了面向出口匝道的基于车道的速度协调控制模型,描述和预测每个车道的交通流状态,以路网行程时间最短、总通过量最大为优化目标,对每个车道分别进行最佳速度引导.并搭建仿真系统,分析不同交通需求情形下,基于车道和基于断面的速度协调控制策略的实施效果.结果表明:速度协调控制策略更加适用于中高密度,当交通需求量较高时,相比于无控制策略,基于车道和基于断面的速度协调控制模型均能降低车辆平均延误,且在大多数情形下,基于车道的速度协调控制模型效果优于基于断面的控制模型,对缓解交通拥堵、提高交通安全具有一定助益.     

考虑环境效益的城市快速路匝道协调控制

针对城市机动车尾气污染严重的问题,提出一种考虑环境效益的城市快速路入口匝道协调控制策略.以城市快速路宏观交通流模型为基础,将宏观交通变量转化为微观变量,然后采用微观排放模型计算尾气排放量.在模型预测控制的框架下,综合交通效率和环境效益指标,建立非线性动态优化控制命题,并基于极小值原理进行求解.在多匝道快速路网的仿真结果表明,该策略在兼顾交通通行效率的同时能有效减少机动车尾气CO,HC排放,燃油消耗也显著减少,只有NOx因平均车速的提高略有增加.     

结合部区域入口匝道协调控制模型

针对进出城市的高速公路与关联城市快速路(简称结合部区域)交通拥堵日益恶化的现象,以结合部区域为研究对象,从结合部区域的匝道控制影响因素分析入手,建立了一种适用于结合部区域的单点入口控制模型和多入口匝道协调控制模型,以京津塘高速公路与北京市三环、四环的结合部区域为例,以实地调研及交通流检测数据为基础,通过仿真验证其有效性,为匝道协调控制实际应用提供理论方法.     

成都三环快速路匝道交通特性仿真分析

随着交通量迅猛增长,城市快速路已出现不同程度的拥挤,匝道作为快速路的瓶颈,分析其交通特性,对解决因匝道引起的快速路拥挤具有重要的意义。以实测数据为依据,利用微观交通仿真软件,建立仿真模型,分析城市快速路匝道、辅路交织区交通特性,为匝道管理控制提供理论依据。     

基于拥堵概率的城市快速路入口匝道控制策略

为解决城市快速路交通拥挤问题,开展快速路入口匝道控制策略研究.采用现行规范与现场数据建立VISSIM微观仿真模型,基于交通仿真分析,建立快速路入口合流区的拥堵概率模型,提出基于拥堵概率的入口匝道控制策略.通过收集主线上游流量以及入口匝道流量,预测拥堵概率;若拥堵概率超过其临界值,则启用入口匝道控制系统,确定匝道入口调节率和信号周期.研究表明,相比无信号控制,基于拥堵概率的快速路入口匝道控制策略能够使拥堵概率降至0.1左右,主线车速提高约20%.     

出入口匝道对快速路安全性的影响分析

快速路系统中,出入口匝道作为不开分割的一部分,对快速路的运行效果具有很大影响,一旦出入口匝道产生拥堵,将直接影响快速路的安全性。因此本文主要首先分析出入口匝道的位置设计、长度和出口匝道下游的交通状态对快速路运行状态的影响,建立基于出入口匝道的快速路运行状态模型,并分析交通运行状态与交通安全之间的联系,建立基于拥堵程度的快速路安全性模型。基于以上两个模型,实现基于出入口匝道的快速路安全性模型,并通过模拟验证,分析出入口匝道对快速路安全性的影响程度,最终得出结论：受出入口匝道车流汇入汇出的产生延误将会大大降低快速路的安全性。     

出入口匝道对快速路安全性的影响

快速路系统中,出入口匝道作为不可分割的一部分,对快速路的运行效果具有很大影响。一旦出入口匝道产生拥堵,将直接影响快速路的安全性。因此首先分析出入口匝道的位置设计、长度和出口匝道下游的交通状态对快速路运行状态的影响,建立基于出入口匝道的快速路运行状态模型;并分析交通运行状态与交通安全之间的联系,建立基于拥堵程度的快速路安全性模型。基于以上两个模型,实现基于出入口匝道的快速路安全性模型;并通过模拟验证,分析出入口匝道对快速路安全性的影响程度,最终得出结论:受出入口匝道车流汇入、汇出的产生延误,将会大大降低快速路的安全性。     

基于PID神经网络的快速路入口匝道控制

鉴于神经网络具有良好的非线性特性,学习能力以及自适应能力,本文将神经网络控制与快速路入口匝道控制结合起来,提出了一种基于PID神经网络的入口匝道的协调控制方法。仿真结果表明,较之于ALINEA控制,该方法能更好地稳定快速路的主线交通流密度。     

城市快速路入口匝道控制系统

入口匝道控制是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施之一.首先介绍了入口匝道控制系统的组成和工作原理,在此基础上,对各种入口匝道控制策略进行了比较研究,分析了各自的优缺点以及适用范围.最后,根据快速路构造上的特点,对入口匝道控制的研究方向进行了展望.     

城市高速公路网络入口流量控制的双层规划模型及求解算法

采用双层规划模型描述城市高速公路网络的入口（匝道）流量控制问题,设计了基于灵敏度分析法的启发式算法,并给出了一个简单的算例．在双层规划模型中,上层模型使整个网络系统最优,同时使从各个入口（匝道）进入网络的流量最大;下层模型是一个标准的用户平衡模型,用于表示网络中用户的路径选择行为     

高速路入口匝道的模糊神经网络自适应协调控制

为了实现高速公路多路段入口匝道的协调控制,提出了一种基于模糊神经网络的自适应协调控制方法.该方法首先利用模糊规则实现了相邻路段间交通状态的协调,并对匝道排队进行调节,使其不超过最大排队长度.然后,在神经网络权值优化过程中,采用遗传算法对隶属度函数进行优化,避免算法收敛于局部最优解.该方法具有不依赖于系统的精确模型、控制算法能自适应外界变化、可实现多路段间协调控制等优点.仿真结果表明,该方法对3个路段的高速公路入口匝道能够较好地实现自适应协调控制;与经典的ALINEA方法相比,优化速度更快,在抑制交通密度波动和排队长度增长方面效果更好,对道路容量的利用也更加充分.     

高速公路多路段的模糊逻辑协调控制

采用递阶结构和模糊控制来解决高速公路多路段的协调控制问题.建立了宏观交通流有限差分模型,然后结合交通系统的特点提出一种多层控制结构,把高速公路的控制问题分为适应层、协调层和直接控制层,直接控制层采用模糊控制决定各匝道的调节率,协调层为直接控制层确定期望密度,适应层根据实时检测到的交通状况选择模型和调整模型参数.仿真结果表明,模糊逻辑协调控制具有良好的动态和稳态性能,该方法能够有效地消除交通拥挤,维持主线车流稳定.     

基于改进城市引力模型的高速公路社会经济适应性研究——以宁武高速公路为例

为提高高速公路与区域社会经济适应性评价结果的合理性和正确性,本文通过从经济、社会和交通3个维度选取指标,综合构建了高速公路适应性评价指标体系。在改进的城市引力模型的基础上,分析评价了海峡西岸经济区宁武高速公路的社会经济适应性。实例研究结果表明,本文所构建的评价指标体系能够较全面地反映高速公路建设对区域经济、社会和交通的影响,提出的评价理论和方法对高速公路后评价研究具有一定的借鉴意义。     

高速公路常发性与偶发性交通拥挤的判别

本文基于高速公路交通突变理论，提出了在确认交通拥挤出现的同时，判别交通拥挤类型的算法，从而为高速公路管理部门提供准确的信息，以便采用不同的交通控制方案消除拥挤，提高高速公路的通行能力。     

动态规划原理在高速公路网级养护决策中的应用

针对高速公路养护管理特点，利用动态规划原理和路况状态转移概率计算模型，建立了高速公路网级决策动态优化模型，成为高速公路管理系统的核心。并对用于网级决策模型的动态规划方法在理论上作了较为详细的研究，细化了决策优化步骤。     

基于模型预测的快速交通网络路由诱导方法

为了达到均衡城市快速路网交通负荷,提高交通运行效率的目的,提出了模型预测路由诱导控制方法,控制任务描述为一个动态的、离散时间、空间的、带有约束控制变量的最优控制问题.采用宏观、确定型的、离散时间、空间、适合基于模型预测交通控制的宏观动态交通模型来构建网络交通过程模型,通过在未来较长的时段内求解每一个控制周期的最优问题来实现反馈控制.仿真实例研究结果表明,模型预测路由诱导控制方法能够考虑时变的交通状态,取得良好的控制效果,可为先进的交通管理系统构建提供依据.     

城市快速路入口匝道控制算法的改进

本文阐述了城市快速路入口匝道控制的机理和作用,对匝道控制方法进行简单分类,分别给出了各种控制方法的模型表达式,并比较分析了不同控制方法的优缺点和给出了各自的适用范围。针对目前城市快速路入口匝道控制中的不足,结合模糊理论控制和支持向量机算法,提出了一种新的城市快速路入口匝道控制策略的标定方法,并给出了基本算法流程,能够满足城市快速路中不断变化的交通状况对控制策略的动态需求。最后,结合广州市某主干道上的实际调查数据,利用本文的控制算法得出了相应的控制方案,并将其用于该主干道的匝道控制中,通过对调查数据的分析表明本文的控制方法能满足动态变化的交通状况,控制效果较好,对城市入口匝道控制的方法研究有一定的参考作用。     

基于预瞄的山区高速公路弯坡组合段 驾驶人车速模糊控制模型

为研究车辆驾驶人在山区高速公路弯坡组合路段的车速控制行为,提出了基于预瞄的山区高速公路弯坡组合路段安全车速认知模糊输入和输出参数集,通过实车试验,建立了包含101条车速模糊控制规则集的车速控制模型,并在西汉高速公路山区段选取6处典型路段进行了对比验证. 研究结果表明,模型预测结果与实测结果平均相对误差为3.8%,可较好地描述车速的控制行为.     

基于判别分析的高速公路交通安全实时评价指标

为了实时评价交通流变化对高速公路交通事故风险的影响,利用高精度交通流数据建立了高速公路交通安全实时评价指标.提取了美国加州I-880 N高速公路上采集间隔为30 s的实时交通流数据和事故数据,采用Fisher判别分析方法建立交通流参数的线性组合,以判别危险交通流状态.该线性组合被定义为高速公路交通安全实时评价指标,当该指标小于0时,代表危险交通流状态,有发生交通事故的风险;当该指标大于0时,代表正常交通流状态,没有发生交通事故的风险.采用条件logistic回归模型进一步研究了该指标与交通事故风险之间的定量关系.研究结果表明,该指标预测事故的精度为65.7％.另外,该指标每减小1个单位,交通事故风险将提高1.8倍.