基于服务水平可靠性的连续交通网络设计模型与算法

传统路网设计很少同时考虑交通供需的随机性和服务水平可靠性对交通运行效率的影响,难以获得鲁棒性好、可靠度高的路网设计方案。针对此缺陷,假定路网中的交通需求服从对数正态分布,通过双层规划理论构建了考虑需求随机性及路网可靠性的连续均衡交通网络设计模型;其中上层规划是在满足投资预算的约束条件下使得系统期望的总阻抗最小,下层规划通过用户均衡交通分配模型来刻画出行者的路径选择行为。根据模型特点,设计了一种带罚函数的、基于蒙特卡洛仿真的多种群遗传求解算法;并用算例验证模型和算法的有效性。结果表明该模型能较好地解决交通供需的随机性和服务水平可靠性对交通运行效率的要求。     

大数据环境下的动态最短路径算法

数量庞大、类型复杂的海量数据给智能交通带来了新的挑战.文中对交通诱导中的动态最短路径问题进行了研究,提出了动态交通网络数学模型,在此基础上设计了考虑交叉口延时的动态最短路径算法,并使用当前流行的大数据技术,设计了基于Ha Loop MapReduce的动态最短路径并行计算模型,最后在连续流智能交通管控平台上对算法进行了测试.实验结果表明,文中设计的算法和基于大数据的并行计算模型可以有效地查找到大规模路网中的动态最短路径,同时能很好地满足实时性需求.     

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.     

城市路网供需非均衡度研究

城市路网供需非均衡运行状态是一种常态,建立一种适当的方法对城市路网的供需非均衡程度进行度量,对交通管理决策的制定具有极其重要的意义.文章从交通需求和路网供给分析入手,提出了城市路网供需非均衡度的概念和测定方法,该测定结果可作为交通管理决策部门制定交通供需协调发展政策的决策依据.最后在一简单网络上进行了供需非均衡度的分析计算.     

基于K-短路径的路网关键路段集合的辨识与分析

为了提高高速公路网络化运营监管与公众服务的水平,需要准确可靠地辨识出综合多种因素的关键路段,采用交通分配理论及K-短路径算法研究了路网运行关键路段集的辨识问题。综合考虑路网结构、交通需求影响、出行行为特征等多方面因素,以系统内所有用户的旅行时间为交通网络性能度量指标,建立了路网运行关键路段评价模型;考虑多路段失效的联合效应,提出了路段集的重要度评估模型及其求解算法。该模型相对于传统的结构可靠性模型,考虑了出行者路径选择行为影响和多路段失效的联合效应,更符合路网运行管理的实际需求。研究结果表明:在相同交通需求的OD对之间,结构密度较低的区域,被选中为关键路段集的概率大;合理的K取值得到的关键路段集与全路网分配所得结果相近,可有效提升计算效率;多路段失效情况下,路段的联合效应明显。     

面向驾驶员个性化需求的动态路径诱导方法

基于物理规划的思想,研究面向驾驶员个性化需求的动态路径诱导方法.首先,分析个性化动态路径诱导问题,构建路段交通阻抗的个性化评价指标体系;然后,基于物理规划思想,进行个性化动态路径诱导:面向驾驶员对道路的“可行性”需求动态确定交通路网搜索的几何空间;面向驾驶员对道路的“偏好性”需求,对几何空间内的交通路网阻抗进行个性化评价;面向驾驶员对道路的“最优性”需求,基于Dijkstra算法在动态交通路网中进行最优路径搜索;当路网中的交通阻抗发生变化时,及时更新路网信息,重新搜索从车辆当前位置到目的地的最优路径.研究结果表明:该方法既能体现驾驶员的个性化需求;仿真算例验证了该方法的有效性和可行性.     

基于网络层析成像技术的道路交通流预测算法

为了更有效地预测城市路网交通流量,本文提出了一种城市道路交通预测模型.该模型基于网络层析成像(Network Tomography, NT)技术建立生成树,采用期望最大 (Expectation Maximization, EM) 算法得到路网子网车流概率分布,再结合路网子网中流量守恒原则,对待预测路段流量进行推测.实验结果表明,该模型优于现常用的人工智能模型,对城市交通流量预测更为有效,且提高了预测精度.     

交通承载力约束下的城景相邻型景区停车设施规模

为了缓解城景相邻型景区周边路网交通拥堵、优化景区内部停车设施供给,针对城景相邻型景区周边路网交通承载力及其对停车设施规模的约束作用进行研究。探究城景相邻型景区周边道路动态交通与停车的相互作用,基于景区周边路网交通特性构建景区停车供需关系模型;分析路网中小汽车与常规公交对交通承载力的影响,构建城景相邻型景区周边路网交通承载力模型;基于路网景区交通承载力对停车设施规模的约束作用,构建路网交通承载力约束下的景区停车设施供给模型,并以西安昆明池景区及其周边道路为研究对象进行模型验证。研究结果表明：昆明池景区周边的路网交通承载力为6 413 veh/h,与路网交通承载力相匹配的停车设施供给数为7 581个,昆明池景区现状停车设施供给数为5 988个,景区停车泊位缺口达1 593个,高峰时段需要增加临时供给、提高周转率以满足停车需求;提出的交通承载力约束下的城景相邻型景区路网停车设施供给方法,为优化景区周边道路设施结构、制定景区停车管理政策提供了新思路;对缓解城景交通系统交通拥堵、改善城景相邻型景区停车设施现状、调节景区交通网络、景区资源供需状态具有参考意义。     

基于出行时间预算的多模式多类用户城市交通均衡分析

在道路交通与轨道交通组成的多模式城市交通网络中,考虑路径出行时间的不确定性,对用户的交通模式与路径的选择行为进行分析,建立基于出行时问预算的多模式多类用户均衡交通分配模型,设计基于路径配流的求解算法.研究结果表明:该算法适用于路径费用不具备可加性的交通均衡模型的求解;交通需求、路网降级及用户所需的可靠度水平对交通模式及路径选择均具有显著影响;随着交通需求水平的提高或路网降级加剧,用户选择轨道交通出行的份额增加,且可靠度需求较高的用户选择轨道交通的份额增幅更高.     

基于MFD的城市路网运行状态分析及关键路段辨识 —— 以青岛市为例

宏观基本图(MFD)是刻画路网平均流量和平均密度的关系模型,对路网运行状态分析、出行者路径选择和宏观交通控制有重要的作用。以青岛市台东商圈交通流检测器数据为基础,分析城市路网运行状态,并提出一种基于MFD的关键路段辨识的重要度指标,进一步识别路网中的关键路段。结果表明:青岛市台东商圈路网宏观基本图存在"磁滞现象",且在时间序列上呈现"M"状分布;据对其工作日、周末和节假日的宏观基本图分析,发现不同时段的路网运行状态存在差异;在关键路段的识别中,采用了MFD对比与重要度指标测算相结合的方法,验证了指标模型的合理性和准确性。     

基于供需平衡的城市道路和交通方式的最优匹配

在要求城市交通供给和交通需求平衡的条件下，如何使城市机动车道路的类型和人们乘各种机动车出行的交通方式相匹配，是各大城市交通管理和交通规划决策部门十分关心的问题．本以城市道路网络容量和城市交通需求的计算公式为基础，以城市道路容量与城市交通需求之差的绝对值最小为目标，提出了实现供需平衡时城市道路和交通方式匹配的优化数学模型．实例计算结果表明，本所述方法可为交通管理决策部门提供定量决策依据．     

考虑路侧停车需求的城市办公区单行交通组织优化

为提高道路网通行能力、缓解停车供需矛盾,从道路负荷度、车辆绕行及路侧停车需求三方面出发,构建针对城市办公区路网单行交通组织的双层规划模型。上层模型以最小干道路段平均饱和度、车辆最小绕行系数及最大停车泊位增长率为目标,力图优化单行方案以使目标函数最小;下层模型假定出行者遵循用户平衡分配原则选择路径,在此基础上设计遗传算法处理多目标问题。最后对北京市某办公区进行算例分析。研究结果表明:相较组织单行交通之前,干道饱和度明显降低,支路利用率显著提高;同时在保证较低的车均绕行距离的前提下,路侧可设置泊位数增大,支路可增设的路侧停车泊位为实施单行交通组织前的2.9倍。由此可见,研究提出的优化模型可为办公区等停车供需矛盾突出的城市中心区域组织单行交通提供理论支持。     

基于WGN算法的城市路网拥堵路段诊断分析

为了分析城市道路交通拥堵问题,利用WGN(weighted Girvan-Newman)算法从中观路网结构角度出发,以道路网络的结构性质为依据,通过模块度分析对城市道路网络进行组团划分,找出路网结构中的关键性路段,再以小区间OD(origin-destination)量作为权重,根据路段加权后的介数值判断路网中的拥堵路段,为后续的交通规划和研究分析做铺垫。结果表明:诊断出的拥堵路段与实际交通运行情况吻合,说明路网结构不合理是造成道路供给不均衡的重要原因。可见,研究结果可以对规划路网的潜在问题做出预判,并及时采取措施缓解拥堵。     

一种基于最短路博弈分配的交通配流新算法

交通流分配,就是将预测得出的OD 交通量,根据已知的道路网描述,按照一定的规则符合实际地分配到路网中的各条道路上去,进而求出路网中各路段的交通流量.而枚举OD对中所有的路径是进行交通分配的基础,对于大型复杂的路网,这项工作是比较困难的.该文提出了一种生成最短路径的方法,并结合博弈分配,将交通流分配在这些最短路径集上,避免进行大量枚举.文中将新算法与传统的logit分配算法做比较,最后用一个数值算例,说明了该算法的可行性和有效性.     

信息反馈策略对含两车道的双出口路网影响研究

智能交通系统可以实时反馈路况信息以及诱导出行,从而缓解交通拥堵。最早提出的双通道信息反馈策略主要是针对备选路径完全相同的单车道路网模型。针对现有研究的不足,建立了含两车道的双通道双出口路网模型,并通过数值模拟研究了平均速度、车辆数、交通流量以及随机度信息反馈策略对该道路模型中交通流参数的影响。仿真结果表明,平均速度和车辆数反馈策略的引入将降低道路平均流量,相反随机度反馈策略的引入可一定程度的提高道路平均流量,使得路网道路上车辆通行状况更好。故随机度反馈策略用于含两车道的双通道双出口路网较优。     

基于博弈分配的交通配流新算法

交通流分配,就是将预测得出的OD 交通量,根据已知的道路网描述,按照一定的规则符合实际地分配到路网中的各条道路上去,进而求出路网中各路段的交通流量．而枚举OD对中所有的路径是进行交通分配的基础,对于大型复杂的路网这项工作是比较困难的．该文提出了一种生成最短路径的方法,并结合博弈分配,将交通流分配在这些最短路径集上,避免进行大量枚举．文中将新算法与传统的logit分配算法做比较,最后用一个数值算例,说明了该算法的可行性和有效性．     

昆明市主城区道路交通控制与管理改进方案研究

 分析了昆明市交通供给、管理和需求的现状,研究造成主城区道路交通压力居高不下的宏观和微观原因,从交通组织管理、交通控制和交通设计3个方面出发,提出主城区道路交通控制与管理改进方案,并给出改进方案与所解决的交通问题之间的对应关系,这些改进方案可以减轻交通压力和缓解供需矛盾,同时也可以提高交通安全与秩序.     

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。     

Logit多路径模型下的机场陆侧交通动态瓶颈识别

为缓解机场的交通拥堵,构建考虑综合延误的Logit多路径分配模型识别机场陆侧交通需求变化时动态瓶颈。首先,构建考虑BPR(Bureau of Public Road, 美国联邦公路局)函数和Webster延误的综合延误模型;然后,考虑道路网络和出行网络之间的耦合作用,采用Logit多路径模型对起讫点之间的交通量进行动态分配,以道路饱和度为判定标准对北京首都国际机场陆侧交通动态瓶颈进行识别。并对比考虑不考虑过境交通时的陆侧交通瓶颈变化。结果表明,同一交通需求下,不考虑过境交通对陆侧交通的影响时瓶颈路段均有所减少,且随着交通需求的增加,瓶颈路段减少的越多。可见,此算例可以更好的适应交通需求的变化,并为缓解首都国际机场交通拥堵提供理论参考。