基于OpenStreetMap的城市公交专用道设置优化

为合理设置公交专用道,本研究通过OpenStreetMap（OSM）提取可设置公交专用道的路网,采用Stroke道路表示法将OSM路网与百度路网进行融合,结合百度地图实时交通数据实现交通态势可视化,从而准确直观地识别出公交专用道的设置路段。通过构建公交路阻函数模型,计算设置公交专用道前后的时间效益差,确定公交专用道的设置方案。最后以南昌市部分路网为例,通过SUMO软件仿真结果表明：在青山南路设置公交专用道可以使公交车辆延误降低19.6 %;社会车辆延误降低10.8 %。实例验证所提出的设置优化方法有利于减少交通延误,为合理设置公交专用道提供支持。     

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.     

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.     

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.     

配合城市轨道交通的公交专用道布设

为缓解当前城市的交通问题,提倡公共交通优先。同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标,用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设;第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

配合城市轨道交通的公交专用道的布设

为缓解当前城市的交通问题,我国提倡公共交通优先,同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,本文提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设。第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

城市公交专用道系统的交通设计

公交专用道系统包括公交专用道的路段、停靠站、交叉口交通渠化与信号控制、交通管理设施、线网布局、公交车的设计、智能管理控制系统以及公交专用道的交通管理等。对城市公交专用道系统的交通设计应当以系统工程方法论为指导,研究公交专用道的设置条件,再根据交通需求和设置条件选择合适的路段进行具体设计,从而形成网络化、系统化、规模化的公交专用道系统。     

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。     

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.     

基于特征选择的公交专用道设置方法

本文研究城市公交专用道的设置方法,以贵州省贵阳市城市道路为实验城市,融合了电警、卡口过车数据、公交车GPS数据、公交车线路数据、公交车站点分布数据、道路基础信息数据和电警、卡口地理信息数据。构建视频检测设备的网络拓扑结构,分析公交车和社会车辆速度的关系特征构建特征选择模型,判断出城市哪些路段需要设置公交专用道。然后设计模型优化算法进一步判断各路段适不适合设置公交专用道以及怎样设置的方法,最终研究出一套能够基于数据自动计算城市公交专用道设置方案的方法。     

高速公路收费站车道功能及方向优化模型

为解决临近城区的高速公路收费站节假日潮汐拥堵问题,通过动态调整收费车道使用功能和切换车道收费方向,提出了收费站车道类型及收费方向控制方法,并给出了相应的收费车道配置流程。结合排队论,考虑车道控制约束,以收费站运营成本、用户延误成本和收费站免费放行损失成本之和最小为目标,构建车道功能及收费方向优化模型。研究结果表明：双向收费车道需设置在收费广场中间,收费站拥堵免费放行位置以在用车道平均排队车辆数5～10辆为判定标准;与不可切换收费方向的传统方案相比,车道控制方案通过平衡出入口交通需求,动态调整车道方向,提升了收费站通行效率;系统成本随电子不停车收费(electronic toll collection, ETC)使用率的增加、交通需求的降低而减少;车道控制方案的系统成本不大于传统方案,且存在潮汐车流时,车道控制方案效益提升更加明显。所提出的车道控制方法能适应不同流量场景,对收费站车道开放和“潮汐车道”设置具有指导意义。     

城市公共交通专用道规划研究

随着国民经济的快速发展,城市交通需求迅速扩大,发展轨道交通是解决大城市交通问题的根本途径,但轨道交通建设耗资巨大,建设周期长,为缓解交通拥挤,在有限的道路条件下,尽可能提高公共汽车的运载能力和服务水平,规划公交专用道是一种行之有效的方法。文章以合肥市为例,对公交专用道规划进行探讨,说明公交专用道的优越性。     

基于交叉口时空需求度的可变导向车道自适应控制方法

为解决因路口各流向分布不均衡导致的拥堵状况,以设有可变导向车道的交叉口为研究对象,建立了基于路口实时交通状况的可变导向车自适应控制模型。其主要包括路口信息采集和可变导向车道自适应控制,根据各进口需求度不同,确定可变导向车道属性及相应的信号配时方案。并借助MATLAB、VISSIM等软件对优化模型进行验证。结果表明:与固定导向车道控制方案相比,在时段3~时段6期间采用可变导向车道自适应控制,路口车均延误和最大排队长度降低2. 67%~42. 96%和14. 26%~66. 71%;设有可变车道的进口道,其直行方向通行能力在时段3和时段6分别提高18. 35%和15. 81%。而左转最大排队长度降低66. 71%和14. 26%,说明采用可变导向车道自适应控制能有效缓解道路拥堵,提高路口时空资源利用率。     

基于熵值法的左转可逆交叉口配时优化方法

为提升左转可逆车道交叉口通行效率,提出一种基于熵值法的左转可逆车道交叉口配时优化模型。从交叉口道路条件和相位条件两方面对左转可逆车道设置进行分析,以交叉口通行能力和车均延误为优化目标,调整交叉口信号配时方案,运用熵值法构建设置可逆车道交叉口配时优化模型选取最优解。以青岛市典型交叉口为例,用该优化模型对交叉口设置左转可逆车道后的配时方案进行优化设计,并与现状配时方案和未优化配时方案进行对比。结果表明,早、晚高峰交叉口通行能力分别提高了3.2%和19.4%,车均延误分别降低17.6%和14.7%,优化方案有效提高了交叉口通行效率。     

基于耦合模型的交通组织方案对公交车NOx排放影响分析

为论证交通组织方案对NOx减排有明显的效果，本文根据实际公交线路，分别运用VISSIM交通仿真模型和Webster信号配时模型优化交通组织方案，再通过尾气排放模型MOVES与VISSIM进行联合仿真得出排放因子，分析不同类型的交通组织方案对公交车NOx排放特性的影响。结果表明：交通组织方案提升了公交车在高峰期的服务水平，对缓解交通拥堵有明显的效果，并且在工作日早晚高峰时对NOx的减排效果尤为显著；在交通设计方案中运用路中式专用道，因其独立性强和不易受社会车辆干扰等优点，在降低交通延误、提升运行速度以及减少NOX排放等方面对比其他方案最具优越性；信号配时优化对缓解交叉口NOx的排放起到主要作用，直接降低了怠速工况所占的比例，进而减少恶劣工况所带来的额外排放。     

基于MFD的模拟超饱和路网交通控制策略优化

为了缓解城市路网频繁出现的超饱和交通堵塞,本文以堵塞区域路网各条路段上行驶的车辆数作为状态变量,建立路网交通的状态方程,分析路段上车辆数变化规律;同时,基于交通流宏观基本图,以路网中路段累积车辆数最优作为控制目标,建立关于堵塞区域路网系统的离散状态优化控制模型,并将该模型在某城市新区进行模拟算例应用。结果表明,这种基于交通流宏观基本图的优化控制策略能有效缓解城市路网中超饱和交通堵塞,使路网整体输出效率得到明显提升。     

城市潮汐车道设置

为了有效缓解交通拥堵压力,充分提高道路通行能力,对潮汐车道的设置问题进行了全面深入的研究.首先系统研究了潮汐车道的设置条件,然后在此基础上分析了潮汐车道设置方案的内容,基于设置内容的要求分析了设置原则,为了最终得到科学合理的潮汐车道设置方案内容,对潮汐车道设置方案的影响因素及对应指标进行了明确分析.研究成果可直接用于指导潮汐车道设置.