智能网联环境下CAV混行车流集聚策略及分析

针对目前的交叉口控制方法无法适应于网联人工驾驶车辆(CHV)与网联自动驾驶车辆(CAV)的混行而导致冲突增多、效率下降的问题，提出了一种适用于主干路交叉口的基于多智能体系统(MAS)的CAV混行车流集聚控制模型(MTF-ACM)．构建基于V2V(车对车)技术的混行车流集聚策略，以降低混行车流的随机性．设计虚拟动态预信号，通过时空同步机制对集聚车队进行速度诱导．根据主预信号协同配时策略，使集聚车队以最大可能不停车通过交叉口．研究结果表明：当CAV的市场渗透率(MPR)为60%时MTF-ACM取得通行能力的最佳效益；当交通流量临近饱和状态时，相较于无ACM和CAV-ACM,MTF-ACM平均延误时间和停车次数分别降低30%和50%以上，燃油消耗和CO₂排放分别减少20.59%和22.21%.     

世博交通评估系统交叉口建模与仿真

上海世博会历时180天,预测共计7000万人次的流量,这为上海市交通带来了严峻的考验。如何在世博专线车顺利通行的条件下保证车流最大通行能力和最小车流延误,是采取交通措施的最大难题。针对世博园区周边的交通环境,提出世博专用道、公交专用道的设置方案及交叉口信号控制策略,建立了城市微观交通仿真评估软件(CTS-E)中的交叉口相关模型。通过该软件对设计方案进行仿真分析,评估通行能力指标,用实例来说明研究方法的可操作性。     

城市道路电动自行车专用道设计

电动自行车与自行车由于速度差较大,混行于非机动车道存在大量的交通冲突。为提高道路交通安全、减少交通冲突,尝试对电动自行车专用道进行设计,以划分不同非机动车的路权。通过相关文献研究,发现电动自行车的通行能力与车速相关,利用公式计算出电动自行车通行能力与车速之间的线性关系,并对快慢车道之间的隔离方式以及道路交叉口的交通组织方式进行研究。研究结果为有关部门设计电动自行车专用道的宽度值选择、隔离方式以及交叉口非机动车交通组织等方面提供参考。     

基于冲突分析的四肢环形交叉口信号周期计算

针对四肢无信号环形交叉口通行能力不足的问题,为这类交叉口设置了八组的交通信号灯,以及相互协调的信号相位方案,使其直行车流最多一次停车,左转车流最多两次停车.详细分析这种协调信号相位的车流结构,解剖各股车流的冲突关系,在Webster周期公式的基础上,提出了这种协调信号配时方案的周期计算方法.并应用到株洲市中心广场环形交叉口的信号周期确定中.     

公交专用道选址与公交优先控制组合优化模型

针对信控网络下的公交专用道选址问题,从宏观网络优化角度提出公交专用道选址和公交信号优先控制的组合优化模型.上层模型是以最小化路网用户总出行时间(包括小汽车用户和公交车用户)为目标的公交专用道网络布局、交叉口车道功能分配和被动公交优先控制策略组合设计决策;下层模型是在信控网络下以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型.提出了基于连续权重平均法的遗传算法求解该模型,并通过算例验证了该模型的有效性与实用性.算例结果表明:相比单一公交专用道选址方案,公交专用道布设方案和公交信号优先控制方案同步优化设计能够更大程度地发挥公交优先效益,对路网通行效率的改善效果更优.     

无控交叉口冲突点延误分析

研究了无控交叉口冲突点处的交通运行状况，提出了无控交叉口相冲突车流轮流占用冲突点资源的观点；从理论分析的角度提出了无控交叉口冲突点延误的计算模型。通过实例计算分析，认为无控交叉口冲突点延误主要与相冲突车流的流量有关。     

主路优先控制交叉口通行能力分析

对主路优先控制交叉口的理论通行能力计算方法进行了分析.首先分析了交叉口车流的运行特点;然后基于可插车间隙理论和概率论方法,给出两股车流情况下次路车流通行能力的计算方法,并对主路车流车头时距服从M3分布次路车流的理论模型进行了推导;最后对整个交叉口的“冲突交通流-临界间隙法”进行了分析.     

面向交通规划的交叉口延误函数的研究和应用

对交通规划流量分配问题中的交叉口延误函数进行了研究．考虑了对冲突流、冲突相位和非机动车交通等因素,通过对交叉口延误函数的进一步细化,对不同转向车流和不同交叉口类型建立了适合我国城市道路的交叉口延误函数,增强了交通分配模型的可靠性．     

T型交叉口信号设置临界流量的确定方法

为完善道路交通信号灯设置与安装规范,以不同车流的优先通行规则为基础,提出了T型交叉口各股车流之间的冲突矩阵,并基于可接受间隙理论和排队论建立了车流通行能力及无信号交叉口车均延误模型.在此基础上,以交通流的运行效率最优为控制目标,以车均延误为判别指标,描述了信号设置前后交叉口车均延误差值与车流流量的变化关系;取延误较小者...     

两相位典型交叉口中直左冲突数学模型的建立

在城市两相位信号控制交叉口,由于左转车和对向直行车冲突的存在,致使整个交叉口的运行效率低下,而对冲突车流进行合理的组织是提高交叉口通行能力的关键,故本论文对典型两相位交叉口左转车和直行车冲突进行分析具有重要的意义.     

公交专用道绿波信号设置及仿真模拟分析

为评价公交专用道绿波信号设置对社会车辆及乘客的总延误影响,引用了人总延误评价方法。给出了公交专用道绿波信号设置方案,建立了公交优先条件下城市道路交叉口绿波协调控制模型,基于VISSIM微观仿真软件分析了交叉口延误情况。实例研究表明：公交专用道绿波信号要使主、次路的道路、交通满足一定宽度及流量条件方可设置;公交专用道绿波信号设置效果可以用交叉口人总延误改善率来判定。该方法分析说明公交专用道绿波信号设置只要使整体效果最优,其设置是可行的。     

考虑车流通行需求的交叉口绿信比分配模型

为解决多股跨相车流及非关键车流在未饱和信号交叉口的通行时间分配问题,提出了一种基于车流通行需求的绿信比分配目标函数,建立了交叉口绿信比的基础分配模型与多轮分配模型,给出了绿信比与相位时间的分配流程,设计了一种程序化的交叉口绿信比分配方法,并结合算例阐明了模型方法的求解过程.选取广州市某信号交叉口进行案例分析,与现行配时方案和Synchro优化配时方案相比,所提模型优化配时方案的非关键车流及跨相车流整体延误时间在VISSIM仿真实验中分别减少了22.3%和9.1%,在Synchro仿真实验中分别减少了15.4%和4.8%.模型通过对绿信比与相位时间的多轮分配,实现了对非关键及跨相车流通行时间的优化,可以更好地满足信号交叉口各股车流的通行需求.     

有人与无人驾驶车辆交叉口驾驶博弈模型

针对有人与无人驾驶车辆在交叉口存在冲突时的协调控制问题,引入智能网联车辆的设计思想,将交叉口存在交互行为的决策个体建模为博弈中的参与者,以冲突车辆的速度改变方案为博弈策略,构建双方的收益矩阵,而驾驶收益采用行车安全收益、行车效率收益和行车舒适性收益来计算,求解博弈模型的纳什均衡,作为双方的最优驾驶策略组合,完成交叉口多车冲突的协作优化.模型加入驾驶员类型的多样性模拟,基于Matlab对提出的算法进行验证,结果表明无人驾驶车辆会根据对方驾驶员行为调整自身的行为策略,与基于冲突表的协作算法对比,本算法的冲突消解所用时间更短,在确保安全的同时提高了冲突车辆通过路口的效率.      

基于交通态势可视化分析的公交专用道布局

交通拥堵问题是困扰城市的普遍难题,科学地规划公交专用道是在城市道路空间资源有限的情况下提高运输效率的有效手段。探讨如何利用交通态势数据和路网信息来规划和评估公交专用道布局问题。首先选取公交专用道布局的研究范围,借助道路交通信息技术,利用交通路况分析与发布平台的大数据,将区域交通态势可视化,做交通路网态势评价,提出该区域的公交专用道布设方案。再从路网整体效益出发,构建以碳排放量最小和系统总出行时间最少为优化目标的多目标优化模型,分析设置公交专用道的效益。最后以南昌市中心某片区为例,选取交通拥堵严重、暂无公交专用道、且满足公交专用道设置条件的路段提出公交专用道布设方案,结果表明设置公交专用道能减少路网中车辆碳排放、改善路段的整体通行效率,减碳平均优化率为4%,时间效益平均提升5%,可知本文提出的优化方法有利于得到合理有效的公交专用道优化方案,为城市交通管理者提供决策依据。     

配合城市轨道交通的公交专用道布设

为缓解当前城市的交通问题,提倡公共交通优先。同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标,用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设;第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

交叉口待行区设置条件与通行效能分析

针对城市道路扩建与进口渠化拓宽引发的交叉口几何空间过大、车辆通过时耗过长、车流轨迹冲突加剧等交通问题,基于不同待行区渠化设计图,从空间和时间两个维度分析了左转、直行与综合待行区的设置条件,结合不同转向车流消散运行规律,基于“停止线”与“冲突点”两类参照系,构建待行区交通组织通行效能理论计算模型,推导了给定设计条件下待行区单位周期通行效能提升率。案例仿真分析表明,单进口道待行区的合理设置与科学组织对于提升交叉口的通行效能近似可达单位周期2 pcu/cycle,进一步验证了基于“停止线”与“冲突点”参照系条件下的通行效能理论计算模型的科学性与有效性。     

配合城市轨道交通的公交专用道的布设

为缓解当前城市的交通问题,我国提倡公共交通优先,同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,本文提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设。第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

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。     

连续型公交专用道网络布局优化模型

针对以往离散公交专用道网络布局的局限性,从公交专用道布设的现实条件、规划与建设实践入手,利用网络优化方法提出了面向公交走廊的连续公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最小化路网用户总出行时间为目标的连续公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解该模型.通过算例验证了该双层优化模型有效性与实用性,以及连续型专用道网络布局方案相较与离散型方案的优越性.     

考虑时间维的城市公交专用道布局优化模型

针对一定规划时段内的城市公交专用道布局方案及时序安排,从公交专用道布设规划与建设实践以及路网需求的动态变化入手,利用网络优化方法提出了考虑时间维的公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最大化路网消费者剩余为目标的公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并用遗传算法求解.文中还通过算例分析验证了该双层优化模型的有效性与实用性,以及考虑时间维的专用道网络布局方案相较于单一分阶段公交专用道布局方案的优越性.结果表明,文中建立的模型能够同时优化公交专用道的布局方案及建设时序.