分区分层的动态最优行车路径算法

结合自适应信号控制系统和Internet的路由策略研究了动态行车路径算法,定义了路网结构图中的连线及其交通阻抗,介绍了根据实时交通数据预测连线交通阻抗的方法,提出并举例说明了分区分层的动态最优行车路径算法.连线交通阻抗包括行驶时间、停车线延误和拥塞延误3部分:以平均车速预测行驶时间;根据车辆到达率和信号参数分析停车线延误;根据交通调查结果估算拥塞延误.将路网分成若干区域,利用Dijkstra算法计算区域内从任一节点到另外任一节点的最优路径,在此基础上计算路网范围内从任一节点到另外任一节点的最优路径.     

收费站与衔接交叉口半感应控制研究

为了解决高速公路出口匝道及衔接交叉口车辆排队导致交通拥堵倒灌至收费广场甚至高速公路主线的现象,文章结合目前电子不停车收费系统(electronic toll collection, ETC)车流量迅速增长的现状,提出在无法改善交通组织的前提下,基于经典的感应控制方法理论,引入对收费站通行的ETC车辆车速的控制,采用对城区高速公路收费站与衔接信号交叉口进行半感应控制的方法。以该方法借助微观交通仿真软件VISSIM对广州市北二环高速公路石湖收费站进行仿真实验,采用信号控制延误等参数评价服务水平。案例仿真结果表明,该方法可以有效地提高收费站及衔接交叉口的通行效率,使通行区域的平均排队长度减少42.3%,平均延误时间与停车次数下降约20%,服务水平由D级提高到C级。     

基于临界车速的平面交叉口通行模式设计

城市道路平面交叉口成为限制路网通行能力的瓶颈之一.针对大部分交叉口入口车速较慢,导致车辆相互作用强烈、延误时间增加、通行能力下降等问题,提出了基于临界车速的通行方法,建立了停车线位置及信号周期配时的优化模型,将车流提前放行,提高车辆在交叉口内的通行速度,以达到降低车辆运行延误、提高交叉口通行能力的目的,使交叉口内通行模式转变为路段通行模式,并通过VISSIM仿真,验证其有效性.结果表明:该交叉口通行模式在避免车辆排队溢出的条件下,车辆平均延误降低了31.92%,出口流量提升了4.54%.     

基于路由选择的城市道路车辆转向换道区域设置

为了减少因随机换道产生的延误,提出基于路由选择的车辆换道区域设置,即通过设置城市路段固定换道区域及制定车辆可变限速策略,将其转化为基于路由选择的车辆静态路径规划问题.利用VISSIM仿真软件,初建车辆换道场景,设计试验分析换道区域设置对城市道路车辆运行情况的影响;汇总数据并借助MATLAB进行数据拟合,得出在不同速度、流量及转向比例条件下的最佳换道区域设置长度.进行了有、无控制策略对比试验.结果表明:在565 m的仿真路段中,设置车辆换道区域、制定路径引导策略后,车辆换道次数减少了106次,车辆平均行程速度增加了12.13％,平均行程时间减少了10.80％,降低了因随机换道造成的延误,有效提高了区域路网的运行效率.     

单向交通规划方案的路网容量判别法

单向交通组织规划改变了车流原有的运行状态,使得路网中各路段的交通流量和行车速度发生变化,单向交通影响区域的路网容量发生相应的变化。在已知规划区域节点0D的条件下,通过交通仿真获得单向交通规划方案的各路段的交通流量和运行车速,利用时空消耗法,计算出单向交通和双向交通组织状况下的路网容量,再运用比值法建立了单向交通规划方案的路网容量辨别模型,对单向交通规划方案的路网容量进行判别.     

优先放行的环形快速路入口匝道控制

针对城市快速路因交通需求大于交通供给而出现的交通拥堵现象,考虑入口匝道处车辆对城市快速路优先使用权的需求,通过分析优先放行的效益,提出了优先放行的入口匝道控制策略,即在交通高峰期让等级较高的车辆优先进入城市快速路.文中还研究了优先放行的城市快速环形路段算法,并给出了具体的算例.结果表明:将该策略运用到入口匝道控制上,能限制等级较低的车辆进入,提高道路的使用效率.     

中观交通仿真模型dynaCHINA及其案例应用

交通仿真模型可以分为宏观、中观、微观三类,中观交通仿真模型是一种能够兼顾宏观与微观模型优点的交通流动态仿真模型。国内对宏观、微观交通仿真模型已有很多研究,但是对于中观交通仿真模型的研究还很少。根据中观交通仿真模型DynaCHINA的基本原理及功能特点,将其应用于智能交通中,并结合实例加以分析。针对实际路网的测试表明,该模型可有效缩短车辆在路网中的平均旅行延误,并可推广应用于更复杂的区域路网。     

联网智能车运动学仿真基础环境构建方法

提出了一种联网智能车运动学仿真基础环境构建方法,该方法无需任何第三方交通仿真软件的协助,能够实现对联网智能车运动学相关功能的仿真验证.采用交叉口节点作为路网关键元素实现对仿真路网的描述,定义了交叉口和车辆属性,设计了车辆运动学模型在仿真环境中的实现方法,给出了基于高斯分布的车辆定位误差、基于平均分布和Rayleigh分布的通信延误在仿真中的运行机制,构建了仿真环境.仿真结果表明:该方法可靠性好;采用该方法构建的仿真环境得到的车辆延误与HCM 1994车辆延误模型结果保持一致;在危险跟驰预警场景中,预警时刻两车间距的变化规律与论文提出的定位误差模型和通信延误模型保持一致.最后,通过对交叉口车辆间隙控制方法进行仿真,进一步证明了该方法对联网智能车运动学方面功能验证的支持.     

高速公路间断放行的能耗和排放影响

公路交通业是能源消耗大户,也是催生雾霾天气形成的废气污染物的重要排放源。雾霾天气会使交通不能正常运行,为此制定的交通管理措施影响到能源的消耗和污染物的排放。该文从节能减排的角度,在制定最优的浓雾条件下高速公路间断放行措施中尽量减少车辆的能耗和排放。通过建立交通流元胞自动机(CA)模型,探讨了不同的间断放行措施对能耗和排放的影响。研究结果表明:在满足每车道最低交通量和交通安全要求的前提下,间断放行数量有一定的区间限制,采用区间下边界的数值时,放行车队通过雾区时平均每辆车的能耗最小,同时CO和NOx排放最少。     

随机度反馈策略对路网中交通流的影响

考虑到现实路况的复杂性,建立备选路径路宽不同、车道数存在差异的路网模型,并提出了新的反馈策略——随机度反馈策略.通过分析随机度、平均速度、车辆数以及交通流量反馈策略对该路网模型交通流特性参数的影响,探究随机度反馈策略的优越性.仿真结果表明:随机度反馈策略下,路网中车辆运行有序,接近出口处道路上车辆排队长度短,车辆速度大.同时,通过分析平均流量随动态车比例变化情况可知,当动态车比例不大于0.6时,平均速度、车辆数及随机度反馈策略有效性相当;当动态车比例大于0.6时,平均速度、车辆数反馈策略下平均流量降低明显,策略失效,而随机度反馈策略下平均流量变化平稳,该策略能有效改善路网道路车辆通行状况.     

基于节点修复效果的故障路网修复策略

路网发生大规模拥堵时,应制定交通疏导策略有效地疏散交通。基于道路交通网络级联失效,提出了一种拥堵路网的修复策略。首先建立节点失效、节点修复效果的评价指标,然后依据失效节点修复效果后路网阻塞程度指标对节点重要度进行排序,最后按照节点重要度排序制定修复策略和路网失效节点的修复流程。试验结果表明,与节点的随机修复策略和基于节点度的节点修复策略相比,本研究提出的基于修复效果的节点修复策略更能有效地疏散交通。     

基于传输贡献矩阵的城市路网节点重要性评估方法

 在城市道路中,通常采用交叉口流量或道路连接数等单一指标确定路口重要性,很难保证突发事件下道路网络运行的可靠性。鉴于城市道路网络的无标度特性,以交通阻抗为权重,将城市道路网络抽象为加权网络,提出节点重要度传输贡献矩阵方法,评估道路交叉口重要性。该方法综合考虑交叉口所处路网位置、道路连接数及关联路段交通阻抗,采用节点效率值表示其位置信息,通过融合节点度值和交通阻抗值,构建交通信息传播过程中节点之间的重要度关联,以表示相邻路口间重要性依赖关系。以天津市区域路网为例计算各交叉口重要度,采取连续移除重要节点方式,模拟连锁故障过程,并将结果与节点收缩法进行对比。实证分析表明：在移除最重要的8个节点后,路网最大连通子图规模较节点收缩法降低9.10%,验证了该方法的有效性。     

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。     

基于安全风险的恶劣天气下高速公路建议车速确定方法

为了提高恶劣天气下高速公路交通安全水平,实施更加科学有效的高速公路车速管理策略,提出了基于安全风险的恶劣天气下高速公路建议车速确定方法。综合考虑交通安全风险影响因素,基于贝叶斯Logistic回归建立交通风险评估模型,利用模糊C-均值聚类算法进行交通风险等级划分并得到了风险阈值。在此基础上提出了不同天气条件下安全车速的两步计算方法,即先根据交通风险分布,在风险小于阈值的交通流状态中选取车辆运行速度的第85 %位车速作为初定安全行驶车速,后利用停车视距原理进行修正,最终得到恶劣天气下高速公路建议车速。并以G15沈海高速（上海段）为例,展示了计算方法,给出了雾天不同能见度条件下高速公路建议车速取值。     

基于VISSIM仿真的交叉口左转车流交通组织

为减少左转车流对交叉口运行效率的影响,结合实例对交叉口左转车流组织进行了研究。以威海市南大桥交叉口为例,分别以左转保护相位和禁左远引调头设计改造方案,利用VISSIM仿真软件对方案进行评价。仿真结果表明：相对左转保护相位车辆平均延误减少33.2％,相对改造前车辆平均延误减少52.1％。禁左远引调头在交叉口左转交通组织中效果明显,可有效减少延误,提高运行效率。     

交叉口左转车流比例对路网运行效率的影响

推导并分析了不同类型信号交叉口的左转车流比例对通行能力的影响公式,采用仿真方法分析了左转车流比例对路网容量和平均行程车速的影响．研究结果指出,信号交叉口通行能力具有车道规模不经济效应,因此,在相同交通需求和道路设施供应量的前提下,适当增加路网密度可以提高路网运行效率．     

基于浮动车数据的交通状态估计精度仿真评价

针对大规模复杂路网条件下基于浮动车数据的交通状态估计精度评价,开发了基于交通仿真软件VISSIM的实时仿真分析方法.以上海市陆家嘴地区的微观仿真路网为例,通过30组仿真实验分析了浮动车比例和数据采样频率对路网覆盖率和平均行程车速估计精度的影响.结果表明:随浮动车比例和采样频率的增加,平均行程车速估计精度与路网覆盖率逐渐提高,当浮动车比例为8%和采样频率为1/10s-1时达到最优.     

基于Agent的交叉口群微观交通仿真系统与应用

为了改善车辆在交叉口群的运行效率,缩短车辆排队长度和减少车辆起停次数,在对交叉口群微观交通仿真中车辆、交叉口、车道、信号灯实体进行Agent建模基础上,采用AgentSpeak语言设计了车辆Agent的跟驰行为、交叉口避撞与左转待转行为、以及换道行为等模块,实现了基于Agent的交叉口群微观交通仿真系统。以西安市小寨商圈交叉口群为例,车辆Agent分别按照随机速度行驶和最大限速行驶意图模型进行仿真试验。研究结果表明:采用最大限速行驶策略时,车辆在交叉口群的平均延误时间可降低25.7%,平均起停次数可降低35.8%,这为改进现有交叉口群车辆通行控制策略和管理措施提供了思路及评价手段。     

车路协同环境下信号交叉口车速引导策略

为降低车辆需停车通过信号交叉口的可能性,减少停车时间,针对在三、四线城市交叉口区域实时的车辆排队长度数据不易或无法获得这一实际情况,提出车路协同环境下的车速引导策略。搭建了车载交通灯提醒系统,并对安徽省芜湖市衡山路-凤鸣湖北路交叉口的交通灯进行了数据采集。在实际数据的基础上,运用VISSIM软件进行仿真验证,结果表明,在高峰和平峰流量时车速引导策略均能有效降低单车行程时间,平均降低比率分别为9.2%和13.0%,且改善效果在平峰流量时优于高峰流量时。该车速引导策略提高了信号交叉口的交通效率,为车路协同环境下车速引导的实际有效运用提供了思路。     

基于活动轮廓与模糊型支持向量机的车辆分类算法

视频监控系统是智能交通监控系统的重要组成部分.通过监视区域车辆视频图像的预处理、检测,完成车辆的实时分类,并根据分类结果实时确定交通灯控制系统红黄绿灯的放行时间.采用活动轮廓跟踪模型对运动车辆视频图像实现检测,由模糊型支持向量机方法实现运动车辆的分类.Matlab软件仿真结果表明,大中小型车辆的平均正确识别率达96.49%,提高了车辆通行效率.