高速公路网动态交通分配离散模型与算法

给出了一个入口匝道流量控制下高速公路网动态交通分配离散模型，其中采用了一个反馈控制，通过调节匝道流量使高速公路各路段的车辆数接近理想值。并给出了求解的迭代算法和算例。     

一种高速公路隧道交通流元胞自动机模型

针对高速公路隧道交通瓶颈,通过分析高速公路隧道区域通行环境特性,研究车辆行驶在高速公路隧道路段时的换车道、加速、减速等微观交通现象,在双车道元胞自动机模型STCA模型基础上,引入车辆速度控制条件和车道控制条件,提出了一种高速公路隧道交通瓶颈元胞自动机模型,分析了不同长度高速公路隧道对区域路段交通流的影响。研究结果表明：建立的模型能够模拟车辆在高速公路隧道区域的时空变化特征;高速公路隧道瓶颈会对紧邻瓶颈下游的特定长度路段的交通流产生缓冲作用;隧道路段区域的最大流量以及平均车速与无隧道路段区域相比,将会随着隧道长度的增加而逐渐降低。     

交通事故影响下事发路段交通流量变化分析

以交通事故这种异常事件为例,分别对高速公路基本路段内交通事故影响时间、车辆排队长度、事故影响下不同时间段内不同路段断面流量变化进行了分析。采用交通波理论给出了该事故路段内不同时间段内不同阻塞行车道宽度的车辆排队长度,并对流量变化分析进行了仿真验证。     

基于自然驾驶数据的匝道区域驾驶特征分析

基于中国大型实车路试实验(China FOT)项目,从679.3km的自然驾驶数据中提取出了70例匝道区域通行过程.统计表明,加速车道汇入点位置主要分布于加速车道的中间偏前部分.提出了指数型的车辆汇入模型.通过研究将分流区变道完成点设置在减速车道出现以前,最晚变道开始点分别设为距离减速车道200m、300m和400m,随后提出了自动驾驶汽车分流变道策略.最后统计了匝道区域违章行为,匝道基本路段易发生超速,偶发生超车,匝道出入口易发生连续变道,偶发生压实线变道.     

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.     

SWARM 算法在高速公路入口匝道控制中的应用

交通运输业是国民经济中具有全局性和先导性的基础产业.高速公路作为现代化交通基础设施,以其通行能力大、行车速度高的显著特点,成为适应现代产业发展需要的骨干运输方式和重要通道.高速公路的交通控制是高速公路完善程度的重要标志,入口匝道控制则是高速公路控制系统的重要内容,本文介绍了高速公路入口匝道控制系统,包括入口匝道控制的基本原理和典型的控制方法, 并给出了高速公路入口匝道控制系统结构图.SWARM算法在高速公路入口匝道控制中的应用,它以高速公路主线交通流为控制对象,以入口流量为系统的输入控制量,通过计算匝道上游交通需求与下游道路容量差额来寻求最佳匝道入口流量控制,从而使高速公路本身交通需求不超过它的容量,使高速公路主线交通流处于最佳状态.     

基于改进CTM模型的城市快速路交通流仿真

为了探讨城市快速路交通流特征,针对快速路的4个模块进行了交通流仿真。以经典元胞传输模型(CTM)为基础,根据相邻元胞间流量传输相等的基本原理,引入元胞长度参数,推导出了元胞间流量传输公式,由此提出改进的元胞传输模型。利用改进元胞传输模型对城市快速路交通流进行仿真,主要包括道路环境和交通环境两个方面,即上匝道之间的间距以及主线和匝道流量比,仿真包括构成城市快速路的4个模块:基本路段、合流区、分流区以及交织区,以车辆延误作为分析指标。仿真结果表明,基本路段和分流区的延误增加量一致,合流区和交织区的延误增加量一致。     

郑少高速公路运营中路面病害成因及处治方法

郑少高速公路路面结构形式为沥青混凝土路面,近年随着交通量的不断增加,重车、超限车辆比例的加大,部分路段陆续出现了不同程度的病害,严重影响了行车舒适度.本文就现存路面病害成因进行分析并提出相应处治方法.     

高速公路出口匝道事故预测模型优选及弹性分析

为探索高速公路出口事故发生的关键诱因,依托美国佛罗里达州24条高速公路上405个出口匝道的历史事故和道路交通数据,验证了出口匝道事故服从于对数正态分布.以匝道交通量、匝道长度和设计一致性(分别以平均半径、曲率变化率、运行速度差和运行速度变化率度量)为解释变量,以2004—2006年间事故数为因变量,建立了4个泊松对数正态事故预测模型,其中以速度变化率表征设计一致性的事故预测模型具有最好的拟合度.基于最优拟合度模型的弹性分析表明,运行速度变化率及匝道长度为关键因素;基于安全考虑,出口匝道速度变化率宜控制在20%以内,出口匝道极限最小长度不宜小于200 m,一般最小长度不宜小于400 m.     

基于移动监测的冬季路面温度数据处理

应用移动式交通气象环境监测系统对固定式交通气象监测站所在路段进行路面温度数据采集,研究不同天气条件下高速公路路面温度数据时空修正处理方法,绘制相对路面温度分布图,掌握路段中不同位置与监测站点的相对路面温度差异,推算得到监测站点以外同一时刻其他位置的路面温度,实现高速公路全路段路面温度的实时监测.提出适用于高速公路路面温度数据采集、融合处理、描述展现的流程和方法,允许误差在±1℃范围内,准确率达到92.31%.可为监测高速公路长距离路段的路面温度、辨识路面低温或易于结冰区域以及提升冬季结冰风险路段的高速公路运营管理、养护决策和应急服务水平提供技术参考.     

山区高速公路紧急避险车道辅助车道设置

通过对8处紧急避险车道主线外侧车道车头时距的收集与分析,运用拟合分析和卡方检验,发现当外侧车道交通流小于500veh·h-1时,车头时距符合负指数分布.考虑主线外侧车道交通流量、失控车辆的速度与失控车辆汇入的临界间隙,应用微分法求导得到失控车辆汇入主线外侧车道的汇入概率模型.通过分析失控车辆汇入主线外侧车道的换车道驾驶行为,得到了不同路面状况下车辆汇入临界间隙.在保证失控车辆95%的汇入成功率条件下,计算不同路面状况、主线外侧交通流量与驶入速度下的辅助车道长度设置值.     

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。     

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。     

北京市快速环路速度-密度模型研究

以北京市快速环路系统为研究对象,对微波检测器(RTMS)获得的交通流数据进行处理分析,研究北京市快速环路交通流运行特征,建立了速度-密度模型.同时分析了北京市快速环路速度-密度模型在快速路研究中的作用,指出了快速路出入口对保持自由流速度的不利影响.这为交通控制优化、车流波形成机理的研究提供了基础.     

前车刹车状态对交通流的影响

在交通流BJH模型基础上,考虑前车刹车状态对车流行为的影响,提出改进后的交通流BJH模型．模拟结果表明,在道路车辆密集程度不太大时,前车减速刹车是时断时续的影响车流;当道路车辆密集时,密度超过转捩点密度时,平均车间距小于安全车距,驾驶员对前车刹车的行为将作出刹车反应,这样导致了交通阻塞．计算机数值模拟反映了接近实测的交通通行能力以及交通的崩溃．     

基于改进AMOC的北京快速环路协调控制策略

根据北京快速环路的交通流特性及出入口间距短、交织严重的特点,改进了基础模型METANET的节点模型和路段模型,在此基础上,建立了非线性最优控制模型,给出了离散性最优出入口协调控制系统解.以北京二环快速路为实例,将采用改进最优控制(AMOC)策略的仿真结果与实测环路数据的交通状态进行比对,结果表明采用改进AMOC能使快速路交通流密度维持在期望的密度范围内,排队长度也较小,路网所有车辆旅行总时间下降18.4%.     

城市道路交通拥堵自动判断算法研究

 与高速公路交通流特点相比较,从城市路网中交通流多数为间断流的特点出发,结合目前城市道路中所使用的交通流采集设备及信号控制设备,利用交通工程中交通流到达－离散模型对城市道路中不同类型的城市交通流进行分析,选择出符合交通流变化的数学模型对进入路段和驶出路段的交通流分别利用模型匹配,从而进行交通拥堵进行自动检测。这类算法的应用既为城市道路拥堵的自动判断提供了手段,又使得城市中所使用的智能交通设施发挥更广泛的作用。     

一种实用的混合交通流BPR模型

针对城市道路混合交通问题,分析了小、中、大3类车型的车道、区位、断面分布特征,依据各车型车辆的道路路段固有阻抗和车型比例仿真构建了三幅路、四幅路、三幅路单行且公交可逆行等典型道路路段机动车流的车速流量实用模型(BPR模型),并以小、大型车比例差为变量对模型进行了修正.预测结果表明,修正模型能够适应各种交通组成情况,且具有相当高的计算精度,可以较准确地预测缺乏实地调查资料的道路路段交通流参数.     

混有CACC和ACC车辆的连续型元胞自动机交通流模型

现有的混合交通流元胞自动机模型中自动驾驶车辆与手动驾驶车辆在跟驰模型上大多仅存在反应时间上的差别,并不能体现自动驾驶上层控制系统实时调节加速度保持车速稳定的特点,基于Gipps模型和PATH实验室标定的ACC和CACC跟驰模型提出了更符合自动驾驶机理的连续型元胞自动机模型。通过计算机数值仿真分别从速度,流量,拥堵比例以及期望车间时距方面对不同渗透率下的混合交通流进行分析。结果表明,智能网联车辆能有效提高道路通行能力,且能大幅减少交通拥堵;智能网联车渗透率越高,开始出现拥堵车辆的密度临界值越大;同时道路通行能力随期望车间时距减小而增大。     

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.