城市道路网络的行程时间可靠性

针对现有城市信号控制路网可靠度计算模型难以实用的缺陷,放弃对实时OD矩阵进行交通分配,以路网的各交叉口的真实流量和信号配时为基础,直接估计各个OD对之间的实时的行程时间及其可靠度.然后将城市道路网络视为多功能系统,根据可靠性理论中通用的多功能系统可靠度计算方法,构建了动态路网系统行程时间可靠度估计的框架模型,实现城市路网可靠度的实时估计.由于无须引入难以获取的动态OD矩阵数据,使得模型具有实用性.最后通过真实案例表明了模型的实用性.     

交通仿真系统中车辆出发时间分布模式研究

对于交通仿真系统尤其是实时交通仿真系统而言,仅在具有准确的动态OD矩阵输入,并且每个动态OD流量中车辆出发时间间隔的分布模式有可靠估计的前提下,这些系统才可能准确地复现实际的交通状态.迄今尚不存在任何针对车辆出发时间分布模式的研究.将动态OD估计的每个时段细分为若干更小的等长度时间间隔,采用“直方图”逼近动态OD流量沿着这些子时段变化的轨迹,以便更准确地刻画车辆出发时间的分布模式；建立了OD流量在每个子时段内的分配比例的参数估计模型,并采用高效率的同步扰动随机近似(SPSA)算法对估计模型进行优化求解.针对美国加州I805号高速公路上一段拥挤的网络进行测试,表明本文的方法是十分有效和高效率的.     

基于广义最小二乘模型的动态交通OD矩阵估计

基于广义最小二乘模型,建立了一种带滑动窗的动态OD矩阵估计算法,可通过对路段交通量和行程时间的检测来估计时变的OD数据.对模型中关键的交通分配矩阵,给出了解析的计算公式.算法是一种递推的估计过程,仅需较少的先验信息,且估计过程不会发散;滑动窗的引入可充分利用量测信息,抑制量测噪声.     

用于异质用户出行管理的可交易许可证研究

针对公共交通与私家车出行方式并行的双模式交通系统,在考虑不同用户的时间价值情况下,通过引进可交易的道路许可证政策,建立了均衡出行交通模型.研究发现,许可证政策将拥挤产生的交通成本内部化,在缓解交通拥堵的同时,通过经济手段,降低了系统总成本.进一步地,本文证明如果汽车比公交快,那么时间价值较高的人会选择私家车出行;反之,如果公交比汽车快,时间价值相对较高的有车族会选择公交出行.通过与OD收费进行比较,我们得到在收费为正的情况下,许可证政策可以得到与基于OD收费相同的效果.最后,算例结果表明,许可证政策使得部分人选择公交出行的成本更低,达到鼓励公交出行的目的;甚至在许可证发放数量少于临界数量的情况下,选择公交出行的人会获得正收益.     

基于卡尔曼滤波的动态OD矩阵估计

建立了动态OD矩阵估计的状态空间模型,通过对路段车流量和行程时间的检测以估计时变的OD数据,并对其中关键的分配矩阵给出了解析的计算公式.采用扩大状态变量的卡尔曼滤波,得到了OD估计的实时递推算法.仿真实验表明算法非常有效.     

基于手机定位的交通OD数据获取技术

出行OD是进行交通规划和路网管理的重要基础信息,是反映出行需求空间分布的重要参数,其准确程度将影响交通分配模型的效果。由于传统的居民出行调查、电话调查以及路边询问等调查方式存在较大局限性,因此实际中很难获取高质量的OD数据。利用已有的手机通信网络设施,借助手机定位技术对目标对象进行连续位置跟踪,通过数据处理和建模分析提取追踪对象的OD信息。本文根据对目标对象进行位置追踪所采用的技术不同分为两类：（1）通过信号强度参数结合几何原理定位得到手机的平面坐标;（2）通过通信网络所记录的手机位置变化的位置区数据。     

车载导航技术现状及其发展趋势

随着国民经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们对交通信息的需求与日俱增。车载导航系统融合了车辆、交通、计算机、通信、系统科学等领域的相关技术，已成为交通导航的重要工具。本文系统阐述了车栽导航系统的定位技术、动态路径规划方法、导航电子地图数据动态维护与更新、交通信息的采集、处理与发布、道路交通状况的预测等关键技术及其在国内外的发展现状．指出了各项技术目前存在的一些缺陷，并展望了车载导航技术的发展趋势。     

区分车辆起讫信息的拥挤道路使用收费模型

拥挤道路使用收费被视为缓解城市交通拥堵的有效手段之一.本文发展了一个区分车辆起讫点信息的路段收费模型,并将其与边际社会成本收费、一般路段收费和路径收费模型进行了严格比较.四种收费方式均能实现系统最优的路段流量分布,且收费收益只与OD需求及收费用户均衡时的最小路径费用相关.边际社会成本收费方式产生的网络总收费最高,一般路段收费方式次之,然后是本文提出的收费策略,路径收费方式产生的总收费最小.一般路段收费可匿名实施,路径收费需要获取出行者完整的路径信息,本文提出的收费策略只需获取出行者的起讫点信息.在一个多OD对交通网络上完成的数值计算验证了理论结果.     

基于城市公交探测车数据的分析和处理方法

将智能公交系统的智能车辆作为交通移动采集的一种方式,详细分析了智能公交系统的数据流程及公交车作为交通探测车的可行性,随后本文根据公交探测车GPS数据的时域图和“时间—距离”图分析了公交车的运行状态,并详细推导了基于公交探测车数据的行程时间估计算法。     

高速公路网的匝道协调控制及仿真研究

基于动态交通流模型和匝道入口处的车辆排队模型,分析了匝道协调控制在提高高速公路路网运行效率中的作用.针对交通流模型的非线性,提出了使用遗传算法对路网匝道调节率进行优化,并且证明了匝道优化可以有效处理偶发性拥挤,快速恢复交通流的运行,减少路网的总行程时间.利用全局交通流数据的实时优化,获得系统全局最优控制,提高高速公路的运行效率.对高速公路网的仿真计算表明匝道协调控制能够有效处理偶发性拥挤,并能大大减少路网总行程时间.     

面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型

针对我国城市交通特点，在改进经典的高速道路网宏观交通流模型METANET的基础上，提出了面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型。该交通模型能够更好地描述快速路出口匝道流出能力受限、快速路主线起始点车流以及快速路主线车速控制等现象。对上海高架快速路的实际交通流数据进行了仿真研究，结果表明该模型较好地反映了城市快速路交通流的动态演化特征，可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具。     

基于瓶颈模型的异质出行者早高峰出行问题研究

早高峰出行中道路瓶颈是造成交通拥堵的主要原因之一.本文针对存在高速公路(含有高承载力车道)和普通道路的瓶颈路段,研究了时间价值不同的出行者早高峰出行行为.基于瓶颈模型的均衡条件,推导了不同收费标准下,出行者改变出行方式时个人早到惩罚的临界值.研究发现收费较低时,时间价值较低的出行者使用高承载力车辆的数量会增加.收费达到一定程度时,即使是时间价值较高的出行者也会选择高承载力车辆出行.数值算例也表明设置恰当的收费标准可以降低系统出行时间.     

VMS诱导信息影响下的路径选择行为分析

正确理解可变情报板(VMS)诱导信息影响下的驾驶员路径选择行为,是高效发挥VMS作用的必然要求.采用SP调查(意向调查)探索VMS同时提供快速路和替换路径行程时间条件下的路径选择行为,采用离散选择分析方法对影响路径选择的因素进行了多变量分析,建立了描述路径选择概率的二元probit模型.Probit模型中的行程时间节省量这一解释变量的系数视为服从对数正态分布的随机系数,以反映行程时间重要性在人群中的不纯一性(heterogeneity).分析表明,驾驶员的路径选择会受VMS诱导信息显著影响,VMS影响大小取决于VMS信息内容、驾驶员个体属性(年龄、驾龄、用车类型以及快速路使用频率)、以及替换路径属性(所含信控交叉口数目).具体地,(a)VMS所告知的行程时间节省量越大.改道可能性越大;(b)年轻和年长者较之中等年龄者,改道可能性更大;驾龄越长,改道可能性越大;非单位公车驾驶员改道可能性更大;使用快速路频率越低,改道可能性越大,(c)替换路径所含信控交叉口越多,改道可能性越小.研究成果可为更好地设计、运行和评价VMS信息发布策略提供参考.     

基于交通瓶颈的动态交通分配模型

在动态交通分配模型中,假定在交通均衡状态下司机不可以通过改变出发时间和行驶路径而降低出行费用.经典的Vickrey模型作为一种基于交通瓶颈的动态交通分配模型,假设出行者选择不同的时间上班(下班)所面对的出行费用(含旅行时间和延误惩罚)相等.针对在Vickrey模型中,长期以来人们均假设瓶颈的通行能力是不变的,即从瓶颈离开的累计车辆数为直线,将对Vickrey模型的这一缺陷做出改进,建立瓶颈通行能力随时间变化时的交通均衡模型和求解算法.     

用户异质下公交定价和道路收费收入再分配

针对收费道路与公共交通并行的竞争交通系统,在异质用户的出行时间价值服从均匀分布的假设下,结合公共交通的边际成本定价和平均成本定价策略,建立了均衡交通模型,分析了出行者的出行行为.研究发现,随着出行者时间价值之间的差异增大,无论收费收入上交财政还是补贴公交,自驾车人数在不同定价策略下差距减小.进一步,基于效率和公平的准则,考察了道路拥挤收费收入再分配原则所导致的系统总出行成本的变化情况,对四种公交定价和道路收费收入再分配策略进行了对比分析.研究表明,当道路收费收入直接补贴给公交出行者时,比较系统的总出行成本,平均成本定价策略优于边际成本定价.从公平角度分析,当出行用户的时间价值差异不是很大时,无论公交采取边际还是平均成本定价策略,收费收入全部用于补贴公交用户会使得公平性提高.最后,算例结果验证了当固定成本足够大时,受补贴的公交平均成本定价策略是一种较优的策略.     

ATIS影响下基于广义出行负效用的随机分配

考虑先进的出行信息系统(ATIS)对出行者路径选择行为的影响,提出了一种混合随机用户均衡交通分配模型。将出行者划分为"有ATIS接收装置"和"无ATIS接收装置"两类,两类出行者均以随机方式选择出行路径,路径选择准则为广义出行负效用最小,广义出行负效用定义为出行时间、出行费用和出行时间可靠性的线性组合。利用混合网络随机用户均衡建模理论,建立了ATIS影响下基于广义出行负效用的随机型分配变分不等式模型,基于二次加权平均方法设计了求解模型的启发式算法。通过一个简单算例验证了文中所构建的模型和算法,并获得了一些重要的结论。     

停车受限条件下多模式交通网络动态拥挤收费

在一个多起始单终点的交通网络上,本文研究当终点处停车空间不足时,如何通过在路段瓶颈处实施拥挤收费实现系统最优.首先,根据小汽车和公交的出行成本函数,运用凸规划算法求解系统最优条件下网络中各OD最优的小汽车和公交出行量.其次,根据系统最优时的小汽车出行量,计算出为了消除交通瓶颈处车辆排队而实施的动态拥挤收费.再次,根据小汽车和公交车出行成本的均衡条件,计算出各OD对每辆小汽车出行者应缴纳的停车拥挤附加费(或应获取的补贴),收取该费用(或发放补贴)的目的是调节小汽车和公交的出行量使它们在双模式均衡(小汽车与公交车出行模式均衡)条件下分别达到系统最优水平.最后,算例分析了两组OD对的情况,计算出两种泊位供应量下各OD对小汽车最优出行量与小汽车出行的停车拥挤附加费或补贴,并且给出了动态拥挤收费与道路收费的函数曲线.