快速路上匝道瓶颈路段异质交通流演变规律

为了掌握快速路瓶颈路段异质交通流的演变规律,以缓解交通拥堵,本文以快速路上匝道瓶颈路段为研究对象,构建了考虑安全距离的改进NaSch上匝道模型,利用数值仿真,对不同场景交通流演化过程进行系统性研究。仿真结果显示:在不同条件下,异质交通流中自动驾驶车辆比例的增加对瓶颈路段交通运营状态影响结果各异。在自由流阶段,自动驾驶车辆比例的增加对快速路瓶颈路段运营通行能力的增加无显著影响,自动驾驶车辆比例取0.9时,瓶颈路段运营通行能力反而降低了2.48%;在交通拥堵状态下,当异质交通流中自动驾驶车辆比例达到0.7及以上时,才有助于交通拥堵的消散,且其临界值随交通拥堵状态程度的提高而增大;当交通密度达到100 veh/km以上时,自动驾驶车辆比例的增加无法实质性改善瓶颈路段交通拥堵状态。研究结果可为异质交通流环境下的快速路上匝道瓶颈路段的治堵策略提供理论依据。     

城市交通流路段行程时间预测模型

建立较为精确的城市交通流路段行程时间预测模型是建立诱导系统的关键 .本文所建的预测模型充分考虑了交通延误变化的灵敏性 ,将汽车在路段上的运行时间分为两部分 ,分别预测 .经过实测数据检验 ,该模型具有很好的效果 .     

穿城镇道路交通流特性研究

将穿城镇道路划分为公路段、适应段、城镇段,利用车辆分型统计系统研究不同路段交通流特性。研究小型车和大型车在各路段的速度和车头时距分布特征。结果表明：大型车车速分布更加集中。公路段、城镇段进城镇方向小型车平均车速比大型车高2.0 %、10.1 %,出城镇方向比大型车高3.9 %、9.6 %。适应段大型车车速较高,进城镇、出城镇方向大型车比小型车平均车速高0.4 %、3.5 %,表明适应段大型车出城镇加速行为明显。公路段、适应段、城镇段小型车出城镇平均车速比进城镇高5.2 %、3.3 %、4.8 %,大型车出城镇平均车速比进城镇高8.1 %、11.4 %、5.3 %。车头时距分布呈现逐渐减小的趋势,公路段、适应段50 %以上的车头时距在10 s内,70 %以上的车头时距在20 s内;城镇段60 %以上的车头时距在10 s内车、80 %以上的车头时距在20 s内。适应段车头时距较大,驾驶员驾驶谨慎。     

一种基于驾驶决策的三相交通流仿真模型

提出了一种基于三相交通流理论的驾驶决策交通流仿真模型.该模型采用驾驶决策函数替代由Kerner等人提出的KKW模型中目标速度函数,在新模型中将驾驶行为分为自由流驾驶模式、同步流驾驶模式和堵塞流驾驶模式,三种模式会根据道路的实际交通情况进行切换.基本图和时空分析结果表明,提出的模型符合实际的交通观察.     

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：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29 km/h和44 km/h;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1 245 veh/h/ln和1 464 veh/h/ln,差值为219 veh/h/ln。选定Pipes、Van Aerde和S3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,结果表明：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,所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...     

驾驶员的驾驶特性对交通流的影响

在单车道元胞自动机交通流N S模型基础上,通过引入不同的刹车概率来反映不同驾驶员的驾驶特性,并在周期边界条件下,对由激进驾驶车辆和谨慎驾驶车辆构成的混合交通流进行模拟.结果表明,在有谨慎驾驶车辆构成的交通流的临界密度以前,混合交通流的流量完全由谨慎驾驶员的特性决定;在谨慎驾驶车辆交通流临界密度以后,混合交通流的流量介于只有激进驾驶车辆和只有谨慎驾驶车辆的流量之间,小于完全是谨慎驾驶车辆流量和完全是激进驾驶车辆流量的线性之和;激进驾驶车辆和谨慎驾驶车辆的混合比例及它们的刹车概率对混合交通流的临界密度和流量有很大的影响.     

城市交叉口混合交通流到达模型分析

以城市交叉口机动车、电动车、行人为对象,研究混合交通流的到达模型。通过调查获得3种交通流每10 s的到达数据,运用数理方法对其到达特性进行分析。结果表明,机动车的到达特性不一致,电动车、行人的到达特性都符合负二项分布。最后确定3种交通流的到达模型和单位时间内到达交叉口的概率。结果表明,单位时间内交通流到达数越少,概率越大。     

单车道手动-自动驾驶混合交通流仿真分析

随着汽车产业和交通行业的快速发展,智能交通取得了长足进步,尤其是在自动驾驶领域。为研究手动驾驶、自适应巡航控制(adaptive cruise control, ACC)和协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control, CACC)三类车辆独立存在时的单车道交通流运行特性,基于元胞自动机Nasch规则,引入Gipps安全间距和速度,分别构建跟车模型,通过数值仿真试验,分析混入ACC和CACC车辆对道路通行能力、行驶速度、行车间距、交通拥堵等运行特性的影响。结果表明：随着ACC和CACC车辆渗透率的增加,道路通行能力和车辆行驶速度不断提高;当道路仅由数量相等的ACC和CACC车辆驾驶时,通行能力可提升2.2倍,拥堵指数可降低60%,显著改善了交通运行;引入ACC和CACC车辆增大了手动驾驶车辆行驶时的跟车间距,而ACC和CACC车辆仍能以较小的间距保持较高的速度跟随前车,提高了道路空间资源利用率。     

基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型

针对SDNaSch模型中车辆容易发生急刹车行为的不安全性问题,对前车停车之前的减速行为进行研究,提出了一种基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型.通过计算机数值模拟,得到了不同防御性减速概率下流量-密度关系,平均速度-密度关系,急刹车比例-密度关系与时空图,并对防御性驾驶模型的安全性与稳定性进行了分析.结果表明,DD模型提高了中高密度的流量,延缓了完全静止堵塞现象的发生,大大减少了运行车辆的急刹行为,提高了道路交通的稳定性与安全性.在中高密度区域,出现稳定均匀的同步流,同时发现与实测数据相符合的"速度跃迁"现象,与SDNaSch相比,能够更好地描述道路交通流的实际运行状态.     

信号灯作用下的城市隧道路段交通流模型研究

分析了城市隧道路段的交通流特征,建立了城市隧道路段的元胞自动机模型,并针对隧道与上下游交叉口不同相对位置、不同相位差的情况,进行了数值模拟。仿真结果表明,城市隧道路段的通行能力受到隧道与信号灯的相对位置以及上下游信号灯的相位差等共同影响。合理的信号配时控制可以提升路段和交叉口通行能力,减轻拥堵;但是当隧道离下游交叉口较近时,路段通行能力明显降低,隧道内拥堵严重,信号控制手段收效甚微。     

交通流的动力学模拟与测量方法

用动力学方法建立交通流的数学模型,提出与交通流中“压力”比拟有关的基本假定。给出了一种实际应用中如何测定模型核心参数——交通状态指数的方法,以及若干测量数据。     

动态交通流分配模型

为了构造更先进的动态交通流分配模型,针对城市道路上车流的速度和密度特性,利用Green-shields速度密度关系对元胞传输模型进行了优化改进。改进后的模型能较好地模拟城市道路上交通流的运行特性,且在保证计算精度的同时,降低了算法的计算复杂度。算例结果表明,该模型可以出色地再现路段上时变的交通流,使乘客在任意节点都能获得当时交通条件下到达终点的最短路径,从而实现其交通分析与诱导功能。     

混合网联环境快速路交织区交通流特性分析

在混合人工驾驶车辆(human-driven vehicle, HV)与网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle, CAV)的交通流环境下,为提升快速路交织区的通行效率与行车安全性,深入分析了混合交通流的基本特性.首先,结合交织区通行能力计算模型,研究交织区域长度、交织交通量比和CAV渗透率等因素对交织区通行能力的影响;其次,推导混合交通流基本图模型,并在不同期望车头时距和CAV渗透率下对混合交通流基本图参数进行分析;最后,通过数值仿真实验,分别探讨在由车辆换道行为所产生的单一扰动和频繁扰动条件下,混合交通流行驶速度与车头间距的时空演化规律及交通流稳定性.结果表明：CAV渗透率的提升可以提高交织区通行能力以及混合交通流交通效率;交织交通量比的减小和交织区域长度的增大可提高交织区通行能力;提升CAV渗透率可以有效提高混合交通流的稳定性,但较小的车头间距也会造成一定的安全隐患.     

基于视频图像处理的交通流检测方法

针对视频交通流的特点，提出了一种无需进行视场标定的交通流检测方法。该方法选用检测线上的点及其近似点作为检测区域，通过对背景模板上检测区域中的突变点的分析和统计，可以实时地检测车辆的驶入、存在和驶出，提高了检测速度。在此基础上，设计和实现了视频交通流信息采集系统，并用软件实现检测算法和图像处理算法。试验结果表明，其检测速度和检测精度都能够满足实际要求，达到了用最小的系统规模实现交通流信息采集的目的，能够为交通管理与控制提供信息数据。     

城市快速路路段交通流状态评估方法

交通流状态分类对于选择交通控制和诱导策略有非常重要的作用,不同的快速路路段设定的交通流参数临界值及变化特性会有所不同.本文考虑到交通流参数对交通流状态判别的影响程度,给出了一种基于加权欧氏距离的相似性度量方法,并确定了交通流状态判别的关键参数.根据整个路段的交通流数据,通过聚类分析构造最小距离分类器,把个别路段的交通流数据作为样本数据,进行了对个别路段的状态评估.实证分析结果表明:在交通流状态判别过程中,密度是最关键的参数:基于最小距离分类的个别路段的状态评估结果与实际情况非常类似,这将为交通控制和管理提供决策依据.     

基于热力学熵的交通流模型

在分析热力学熵的基础上,讨论了交通流类热力学熵的构造方法,并构造了适用于不同情况下的交通流熵。通过对系统熵变的分析,揭示了交通流熵产生的内部机制,导出了熵产生公式。最后依据熵理论,导出了路段交通系统的交通流状态变化的微分方程,并建立了动态交通流模型。研究结果表明,此法不仅对已有理论具有包容性,而且具有普适性。     

基于元胞自动机的航道交通流仿真

文章基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据,将汇入主航道的分支交通流对航道整体交通状况的影响进行研究,该种情况类似于城市交通中匝道入口的汇入情形。鉴于航道内的该种情况,以元胞自动机进行建模仿真;并通过分析可追越条件下两船之间的速度关系,发现其中规律与三相交通流理论中的速度适应机制相契合,于是将基本图理论与三相交通流理论中的合理部分相结合,构建一个既符合实际又便于模拟的单向双通道航道内的交通流模型,并通过图像和时间序列相关分析对该模型进行说明和验证。此外还利用该模型对带有汇入主航道内的交通流出现的一些交通现象进行仿真和说明。     

基于动力学理论的交通流微分方程

针对传统交通流微分方程在理论和实际应用中存在的问题,对交通压力进行了深入分析,指出交通压力是交通流与道路相互作用及交通流内部车辆间相互作用的共同结果;通过引入相对交通压力和相对动量概念,并根据动量定理思想,导出了基于动力学理论的交通流方程,获得了粘滞阻力项;考虑具体交通状况和条件,进而导出了格林希尔茨(Greenshields)方程和车辆跟驰模型。结果表明,基于动力学理论建立的交通流方程,基本概念物理意义明确,理论上具有较强的统一性和一致性。     

公路隧道交通流的数据挖掘

在阐述数据挖掘技术和方法的基础上，研究了基于统计理论的聚类方法。利用微软SQL Server 2000提供的聚类数据挖掘方法对某个公路隧道交通流的数据进行了聚类分析，并对数据结果进行了详细的解析，得到该隧道交通流的一些特性信息，如：何时该隧道交通流最大等。根据这些信息，可以针对不同的交通量特点安排隧道监控设备的控制方案及系统的维护方案，以保障公路隧道交通的畅通和安全。