基于多源浮动车数据融合的道路交通运行评估

针对当前出租车浮动车数据覆盖范围和数据质量不足的问题,在现有数据特征分析的基础上引入百度手机导航和公交车浮动车导航数据,面向道路运行评估和拥堵管理提出了基于出行时间的交通运行指数算法和一种基于出租车、百度、公交车多源浮动车数据融合的道路交通运行评估方法,构建了多源数据融合规则和融合算法.以深圳为例进行了融合效果分析,结果表明所提出的多源数据融合方法效果显著,很大程度上提高了融合结果精度、数据覆盖率、数据可靠性和数据样本量,最后提出了主要应用方向和初步应用效果,能够为国内外城市开展交通运行评估工作提供借鉴.     

面向浮动车取样偏差修正的数据融合方法

考虑到浮动车取样偏差会给路段平均行程时间估计值带来很大误差这一事实,提出了一个融合模型,该模型是在真实路段平均行程时间计算模型的基础上推导出来的,其融合了线圈数据和浮动车数据,减少了浮动车取样偏差对路段平均行程时间估计值的影响.最后利用仿真实验对一条具有连续5个交叉口的主干道进行仿真实验,实验证明,相对于浮动车法,融合方法无论在平峰期和高峰期都可以得到精度更高的平均行程时间估计值.     

基于NB和DTW组合模型的稀疏浮动车数据填充

利用浮动车数据对交通状态进行挖掘和分析已经是交通领域的重要研究手段之一,而浮动车数据的稀疏性给数据挖掘工作带来了阻碍。对路网数据缺失特性进行分析后,提出了稀疏浮动车数据的填充模型,模型中对缺失小于30%的偶然性数据缺失采用基于朴素贝叶斯(NB)的分类方法进行数据填充,对缺失大于30%的多发性数据缺失采用基于动态时间规整(DTW)的方法进行二次填充,将两种方法结合并应用于路网实例中,对路段缺失的交通流速度数据进行填充,提升了浮动车数据的路网覆盖率,有效降低了浮动车数据缺失对交通流速度信息的采集、发布以及预测工作带来的影响。     

基于浮动车数据的区域路网交通状态评价

城市道路拥堵现象已经对公众的生活产生严重影响,如何快速有效地发现并及时处理交通拥堵现象已成为交通发展中的重中之重。浮动车数据作为交通状态检测的新来源,在交通状态检测领域有着广阔的应用前景。通过浮动车数据估算路段最大排队长度,并将其与路段车辆行驶速度、路段行程延误时间作为区域内交通状态评价参数,基于模糊综合评价算法,给出了一种在不同时间段内路段及区域交通状态评价方法。最后通过实际浮动车数据进行实例验证。实验结果表明该算法对于能够较好地检测区域路网交通状态,具有较好的实用性。     

基于浮动车数据的城市交通状态估计研究

为了获取全面、准确的实时道路交通信息,提出了基于浮动车数据的交通状态估计的方法.对其中涉及的关键技术,如数据筛选、坐标转换、路径跟踪、道路匹配、交通状态评定等,提出了适合实时系统的实用算法和思路.并在北京市浮动车实际数据之上,编程模拟实现了北京市交通状态估计的原型系统,验证了该方法的有效性,为城市交通状态估计提供了可行...     

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．     

基于行程时间可靠度的区域交通控制系统评价方法

在定义行程时间可靠度的基础上,利用浮动车调查数据,得到不同时段路径行程时间可靠度;然后建立了以行程时间可靠度为指标的城市区域控制系统运营效率的评价模型.该模型在武汉市区域控制系统评价中进行了应用研究,结果表明:区域交通控制系统运营后,早高峰、平峰和晚高峰3个时段路网行程时间可靠度显著提高,全日路径行程时间可靠性波动小于实施前,离散程度降低,城市交通系统的运行状态得到改善.相对于传统评价方法,所建模型灵敏度更高,适用性更强.     

浮动车数据缺失道路的速度推估模型与实现

介绍了浮动车数据(FCD)的基本概念,给出了浮动车数据预处理及与地图匹配的基本流程.在对浮动车数据在路网中覆盖率分析的基础上,当路网中浮动车数据出现缺失时,利用海量的路况历史数据库,提出基于路段空间关系的道路速度多元线性回归推估模型,并推出了按周天分类的模型系数.根据实测检验结果,得到了该方法速度误差的分布概率和状态误差的分布概率,并以此分析了结合空间关系的多元线性回归模型的适用性和可靠性.最后以上海城区为例,给出了基于该方法完整的道路速度的推估与路况发布实例.     

交通仿真在动态交通分配应用研究中的尝试

基于微观交通仿真模型CORSIM中交通仿真与交通分配相结合的特点,在仿真模型中将路网的OD流量通过按动态规律沿时间轴加以扩展,使之成为一个时变OD矩阵,再分析研究路段自由流车速与高峰时段路网流量的动态关系,从而进行动态交通分配的建模研究尝试.     

基于浮动车大数据与网格模型的城市交通拥堵识别和评价研究

随着机动车辆的迅猛增长,城市路网呈现出事件多发、通行状态多变的特征,大城市的交通问题日趋严重.借助大数据技术,通过对城市路网中海量浮动车轨迹数据的深入挖掘,能够实现对复杂交通状态的快速识别和准确分析.本文首先对北京市浮动车的海量数据进行校准和清洗.其次,针对不同的研究内容,构建不同尺度的网格模型.然后,根据网格内节点对行程时间的历史数据,识别常发拥堵区域;结合实时行程时间数据,识别偶发拥堵事件.最后,通过对网格交通运行指数进行密度聚类,从空间范围上将大城市拥堵区域的类型划分为"点-线-面"3个层级对交通拥堵进行评价研究.本研究不以道路矢量地图为基础,仅通过浮动车轨迹数据,便可以实现对交通拥堵的高效识别和宏观拥堵的评价.     

基于GIS和GPS的交通状态参数估计仿真分析

在行程时问参数估计的模型和方法研究的基础上，探讨了地理信息系统（GIS）环境下仿真出租车全球定位系统（GPS）信息的系统实现和关键技术．提出了系统评价的指标，包括信息的准确性、信息的及时性、信息的广泛性和信息成本等，对路网连通性拓扑结构的构建、GPS坐标与城市平面直角坐标的转换模型以及仿真过程中的关键问题给出了解决方法．应用开发的GPS交通仿真系统进行了模拟试验的计算结果表明，提出的模型和方法是可行的和有效的．     

基于动态交通需求估计的高速公路优化控制模型研究

依据动态交通需求估计信息,基于分层递阶的思想,建立了一个高速公路优化控制模型. 模型分为4个主要模块:交通需求预测模块对长时期内总的交通需求进行预测,提前确定将来排队长度的上界;全局最优控制模块预测未来的交通状态,为路网中的各个匝道建立协调约束;交通需求估计模块对真实交通流进行估计;局部反馈控制模块根据对真实交通条件的估计信息及全局最优控制层的寻优结果决定匝道调节率. 仿真结果表明,控制系统具有良好的动态性能,协调了各个匝道之间的利益,实现了高速路网整体性能的优化.     

A Simulation System and Speed Guidance Algorithms for Intersection Traffic Control Using Connected Vehicle Technology

In the connected vehicle environment, real-time vehicle-state data can be obtained through vehicle-toinfrastructure communication, and the prediction accuracy of urban traffic conditions can significantly increase.This study uses the C++/Qt programming language and framework to build a simulation platform. A two-way six-lane intersection is set up on the simulation platform. In addition, two speed guidance algorithms based on optimizing the travel time of a single vehicle or multiple vehicles are proposed. The goal of optimization is to minimize the travel time, with common indicators such as average delay of vehicles, average number of stops, and average stop time chosen as indexes of traffic efficiency. When the traffic flow is not saturated, compared with the case of no speed guidance, single-vehicle speed guidance can improve the traffic efficiency by 20%, whereas multi-vehicle speed guidance can improve the traffic efficiency by 50%. When the traffic flow is saturated, the speed guidance algorithms show outstanding performance. The effect of speed guidance gradually enhances with increasing penetration rate, and the most obvious gains are obtained when the penetration rate increases from 10% to 40%. Thus, this study has shown that speed guidance in the connected vehicle environment can significantly improve the traffic efficiency of intersections, and the multi-vehicle speed guidance strategy is more effective than the single-vehicle speed guidance strategy.     

考虑慢行交通影响下的交通微循环路网优化设计

为减少实行交通微循环过程中日益增加的对区域内居民生活和出行交通的不良影响,以最小化道路连通性、最小化慢行交通的出行时间、最小化环境污染和最小化道路饱和度为优化目标,考虑干道路网饱和度约束、慢行交通平均限速值约束、慢行路网密度约束,建立了多目标区域交通路径优化的双层规划模型。利用遗传算法进行求解,采用轮盘赌选择算子和非均匀变异算子进行操作,得到了最优的微循环路网优化组织方式。通过算例分析,与实行微循环前的路网相比,实行微循环后的路网饱和度明显下降,减小了对街区内的居民影响和生态环境破坏,得到了一个合理的街区交通微循环网络。     

自行车流影响下的网络交通流均衡分析

使用实际可变旅行时间风险度量方法,考虑了旅行时间长短与旅行时间波动性两方面因素对路径选择行为的影响,并建立了存在自行车流的混合交通流网络交通平衡分析模型.该模型能恰当地描述机动车驾驶者对劣化出行路段的筛选行为,再现网络交通流趋于实际可变旅行时间风险度量下的交通平衡过程.实例研究表明：通过单幅道路自行车与机动车使用空间组织优化,在保障自行车交通出行者安全的同时,能提高25%以上的交通效率.     

动态路径诱导交通阻抗优化方法与实现

基于实时交通采集数据,获取合理动态规划最优路径,提出了考虑驾驶员出行行为因素的交通阻抗优化方法.研究了基于实时交通状态因素的动态路网优先等级指数的确定方法,重构了动态路径诱导交通网络模型,大大降低了路网的复杂度;基于多源实时数据,研究了动态路径诱导交通阻抗优化的计算方法,实现了路网的动态路径诱导,并通过GIS平台进行了仿真分析.该方法更符合驾驶员行为习惯,对于改进Dijkstra算法在动态路径诱导中的应用具有操作优势和显著意义.     

考虑交通拥堵效应的大城市私家车出行成本分析

以大城市私家车为研究对象，建立考虑拥堵效应的出行成本测算模型。以北京市为例，测算北京市由于交通拥堵导致的出行成本随速度的动态变化情况。结果表明，总出行成本随路网速度的降低而增加，外部成本所占比例随路网速度的降低而增大。当路网速度为35 km/h时，未出现拥堵现象，北京市私家车出行成本为7.42 元/（辆·km），其中外部成本约占总成本的1/3；而当路网速度降低为25 km/h时，出现拥堵现象，出行成本增加至11.86 元/（辆·km），外部成本占总成本的比例接近1/2。     

容量限制分配的蚁群优化算法

针对交通规划实践中广泛使用的用户出行行为假设与现实脱节的不足,提出了用蚁群优化算法获取网络流量加载路径的配流新思想.分析了网络中用户出行的行为特征并与蚁群算法执行机制进行了比较,提出利用人工蚂蚁模拟网络中用户出行的可行性和合理性.给出了基于Ant-Cycle模型的容量限制分配思路和流程.设计采用双层迭代机制完成整.个交通分配过程:使用内迭代构建完整的流量加载路径;使用外迭代对路段阻抗进行修正,体现网络的拥挤效应,使网络分配趋于平衡.仿真算例与对比分析表明:该方法可以模拟交通系统的平衡状态,分配结果趋近用户平衡;算法合理、有效.     

输出过采样闭环系统辨识方法中最优过采样率的选择

提出了一种基于输出过采样技术的线性离散时间闭环系统辨识方法 ,通过对输出端施加过采样 ,将原闭环系统模型转化为过采样模型 .对于输出端白噪声、有色噪声干扰 ,分别利用最小二乘辨识算法和误差预报算法辨识出过采样模型 ,进而计算出原闭环系统的模型参数 .辨识结果中模型参数的估计误差服从均值为0的正态分布 ,方差由过采样率决定 ,据此推导出了使参数估计误差最小化的最优过采样率的计算方法 .该方法实现简单 ,运算量小 ,估计精度高 .仿真实验表明 ,当信噪比大于 15dB时 ,该方法的估计精度可达98% ;当过采样率为 15～ 2 0时 ,算法具有最优的辨识精度     

基于宏观交通流模型的行程时间预测

以高速道路为研究对象,概述了宏观交通模型的基本方程,提出了一种基于宏观交通模拟的路径行程时间预测方法．预测方法以宏观模型输出的速度为基础计算路径行程时间,能够考虑交通拥堵以确保行程时间预测结果更合理．预测方法包含一般计算方法、由路段行程时间合成的方法（近邻组合法）这两种计算方法,后者用以加快计算速度,确保预测能够适用于较大规模路网．算例分析说明了预测方法的有效性．