交通流均衡分布的引力场动态路由方法

<正>1研究意义交通拥堵是许多现实网络普遍存在的一种复杂现象,其主要表现为网络上交通流的相变,即网络交通状态由自由流变为拥塞态。研究发现,交通拥堵的产生及拥堵程度与网络的拓扑结构和采用的路径选择过程直接相关,同时网络负载量也是引发交通拥堵的主要原因之一。随着路网交通负载的不断增长,城市交通系统的发展已不能满足人们日益增长的交通需求,交通拥堵成为制约城市经济发展的瓶颈,寻找最佳出行路径就成了人们日常生活经常遇到的难题。研究认为,解决交通拥堵的主要方法是优化路网拓扑结构和实施高效的     

拓扑理论下乡村路网布局算法设计

乡村振兴背景下,乡村居民出行需求和乡村路网布局理论建设极为重要。为了提高乡村路网效率,设计基于拓扑理论的乡村路网布局算法。该方法考虑径向网络的拓扑结构,并计算了城乡交通的特征。根据特征计算结果,采用灰度相关分析方法计算了交通节点重要性指标的目标权值。结合交通节点的动态聚类结果,构建乡村道路布局规划模型,并以出行时间为目标求解该模型,完成布局规划算法的设计。结果表明,该算法在提高效率的基础上,较传统的样条法和GIS-TransCAD法,能够有效地改善城乡道路分布的平衡性和连通性。     

基于Circos弦图的居民出行模式可视分析

基于对城市中出租车OD(Origin-Destination：起始点－终止点)流时空模式的研究,能为城市路网规划、出租车营运方案制定以及居民出行计划提供科学的依据.而时空数据可视化与可视分析是从时空轨迹大数据中感知城市动态、分析OD时空模式的重要手段.该文基于Circos软件,以一种全新的可视化方式对出租车轨迹数据中的OD流进行时空多尺度可视分析.这种方式能在不同时空尺度下表征出租车轨迹OD流的流量、流向及OD流属性特征,能够展示多时空尺度下轨迹OD流数据的时空模式,能更好地理解居民在城市内部区域之间的流动模式,进而揭示居民的出行模式.通过对北京出租车历史轨迹GPS数据进行可视化实验,结果表明该可视化技术能在多时空尺度下表征轨迹OD流数据的时空模式.     

出租车GPS数据轨迹化方法研究

为提高出租车行业理论研究与实际应用的GPS轨迹数据质量,针对原始的出租车GPS数据,提出一套考虑出租车行业特性的完整的GPS数据轨迹化方法。分析了哈尔滨市出租车GPS数据的采样率、误差及与路网的匹配情况;提出一种考虑车头朝向、临近距离、路段连通性及转弯限制四种权重的拓扑地图匹配算法;提出一种出租车出行轨迹识别方法,并在此条件下建立了出租车GPS轨迹的存储结构模型。结果表明,提出的地图匹配算法有较高的准确率,能够满足理论研究及实践应用的需要;而轨迹识别方法及存储模型在实际中成功应用,为哈尔滨市出租车智能管理调度平台提供数据支撑。     

基于网络拓扑的子网络OD需求估计

为了对局部交通路网进行设计和评价,运用拓扑结构分析方法对子网络OD需求进行估计.根据子网络拓扑结构,分别对子网络边界点和内部点的OD量进行分析,每个与外界网络相连的边界点都为子网络的交通发生吸引点,内部点OD需求量与原来网络保持一致.进而建立了基于网络拓扑的子网络OD需求估计模型,其中目标函数同时考虑了交通需求的熵最大化及弹性化,约束条件为子网络OD量约束.将原问题分为求解交通需求和道路阻抗两部分,设计了启发式迭代算法反复求解,并运用凸组合算法计算交通需求.运用Sioux Falls网络对算法和模型进行了测试,结果表明考虑弹性需求的子网络OD估计模型在可靠性和计算精度上均优于考虑固定需求的子网络OD估计模型,算法能够快速收敛到所需精度,建立的模型可以用来对实际路网进行简化.     

基于停车换乘随机网络可靠性交通分配模型

针对目前大多数组合方式交通分配模型都没有考虑可靠性因素对出行行为的影响,提出了一个基于可靠性的组合方式交通分配模型.该模型考虑了组合方式出行下路网的随机波动因素,更好地反映了出行者方式、路径选择行为.基于K优路径和连续平均法,设计了模型的求解算法,并以上海北外滩实际路网为例,验证了模型的合理性和算法的有效性.与传统组合方式交通分配模型结果进行对比,分析了停车换乘措施的实施对减少交通拥堵、提高路段可靠性所起的作用,阐明了2种出行方式需求之间的比例与可靠性偏好因子和出行者需求效用因子的三维变化关系.     

信息化条件下的城市交通需求预测

基于信息化社会条件下的城市居民出行信息的可知性及路网交通信息的实时采集 ,根据最大熵原理 ,运用 OD反推技术 ,建立从土地利用到路网流量的组合式预测模型。简化了传统的土地利用到交通需求四步骤的预测模式。实践表明该方法更适合信息化条件下的城市快速发展。     

“环形+放射”路网指路标志布设及评价

针对"环形+放射"这一特定形态的路网,研究了其指路标志的布设模型及其指引评价方法。首先,分析了"环形+放射"路网的结构和功能特色,根据环形道路承担过境及区间交通、放射性道路承担内外出行的功能,分别构建了环形道路和放射性道路的指路标志布设模型。然后,结合"环形+放射"路网的指引需求,提出了环形和放射性道路的整体指引可达性评价方法。最后,以广州大学城为例进行了应用试验,并将现有方案和设计方案进行了对比分析。结果表明,该模型的整体指引可达率明显高于指路标志现状,更具可行性。     

基于车道级基础路网的微观交通仿真数据建模与应用研究

从满足微观交通仿真需求角度分析了仿真数据模型建模的要点,建立了包括基础路网模型、信号控制方案描述模型和交通需求模型在内的微观交通仿真数据模型。信号控制方案描述模型中,信号灯分配通行时权,信号灯组描述交叉口的通行规则。交通需求模型由交通小区和OD矩阵组成,交通小区定义OD矩阵的起终点,OD矩阵定义路网上的出行量。以VISSIM为例,研究该模型与微观交通仿真模型要素之间的对应关系,提取数据转换生成VISSIM仿真模型,论证了其用于数据提取和交换的可行性。     

基于MFD的路网宏观交通状态及影响因素研究

从城市路网交通管理与控制的需求出发,引入交通流宏观基本图(MFD)模型,基于实测和仿真数据,开展对北京市西三环实际路网的宏观交通状态、时变特征以及影响因素研究.文中首先介绍了MFD模型及其矢量算法,利用实测数据建立西三环路网的MFD,基于Van Aerde模型标定路网交通流特征参数,对比分析路网平均流量-平均密度关系的时段分布差异,并得到宏观交通流的"磁滞现象";其次,证明了交通密度分布的不均衡性是影响路网宏观交通状态的根本因素;最后,利用Integration仿真研究了路网结构、交通需求以及出行路径对路网车流密度分布、宏观交通状态及其变化趋势的影响,以期为宏观交通控制、拥堵治理措施的制定提供决策支持.     

悖论与解决交通拥挤的经济学方法有效性

利用交通网络扩建后路网整体和出行者个体效益均没有改善的悖论,对交通问题的复杂性以及两种解决交通拥挤问题的经济学手段的有效性进行了深入分析.通过Braess悖论引入出行者的路径选择行为原则,并分析了交通总需求量变化对Braess悖论网络均衡态的影响;提出了一个多OD对的Lovell悖论,并介绍了其特征;利用Lovell悖论对交通拥挤收费和可交易的瓶颈许可证理论的应用效果作了深入分析.研究表明:交通需求总量的变化对网络的均衡态有直接影响;在多OD对情形,仍然存在网络扩建不能提升网络实际效益的悖论;较易实施的交通拥挤收费的预期实施效果很难达到,可交易的瓶颈许可证实施效果好,但是实施成本较高.     

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。     

考虑空间不平稳的交通拥堵传播特性研究

基于城市道路交通拥堵的空间影响特征和传播规律对交通管理和诱导措施的重要作用,在分析城市道路交通流数据空间不平稳性的基础上,对空间Durbin模型进行改进,并据此提出一种道路交通拥堵传播特性分析方法.通过北京市的案例研究发现,改进模型对交通流的描述效果得到了显著提高;局部交通拥堵具有显著空间传播特性,且随空间范围扩大逐渐衰减;特别是当路网处于临界密度状态时（14：00左右）,局部拥堵的传播影响达到最大.因此,拥堵缓解措施应对路网临界密度状态及关键节点进行重点监控和疏导,以控制拥堵传播所造成的空间影响.     

基于空中交通流的空中交通网络拥挤程度评估

为解决空中交通流量日益增多导致的空中交通拥挤和拥堵问题,本文从空中交通流角度出发,区分空中交通拥挤和拥堵,通过建立拥挤程度评估模型来评估空中交通网络中拥挤程度。首先从容量和流量的角度区分并界定空中交通拥挤和拥堵的概念,同时借鉴道路交通思想,将空中交通分为畅通、正常、拥挤和拥堵四种状态。然后从空中交通流角度分析判定空中交通拥挤,提出拥挤状态门限区间,建立多种情况下的空中交通拥挤评估模型。最后引用某大型繁忙机场某时段的航班数据作为算例。结果表明,所建立模型可以用来评估空中交通网络拥挤程度。     

电网大停电交通拥堵度评估模型及方法研究

针对大停电事故对路网交通拥堵产生严重影响和恶劣后果的背景,根据交通流特性,从路段和交叉口两个方面建立基本路段交通拥堵度评估指标体系;同时提出大停电后各个评价指标的计算模型和量化方法。在此基础上,采用突变级数评价法对基本路段拥堵度进行评估;并以车辆行驶里程(VKT)作为权重对路网体系中各基本路段进行加权,进而得到大停电后路网的交通拥堵度水平。最后以典型大停电区域为例,对不同停电时间下路网交通拥堵度水平进行量化评估;且评估结果与有关交通部门的统计情况相吻合,验证了该评估模型和方法的正确性、实用性。     

基于数据挖掘的路网交通拥堵特征分析

交通拥堵的发生通常导致道路通行能力的下降和交通瓶颈的形成,对城市的经济和环境造成影响。对此利用大数据技术挖掘交通数据,通过聚类分析方法,构建交通指数数据集,进而对城市路网交通拥堵进行定量分析。研究表明,路网拥堵在工作日和周末存在差异,周数据具有周期性,在空间上总体呈现由点向线再到面的拥堵扩散过程。依据拥堵的时空特征,分析了路网的拓扑结构和流量的复杂性,为城市的可持续发展和交通优化提供一定的支持。     

拥挤收费下出行者出行时段选择影响分析

城市机动车保有量持续增加,使得道路拥挤问题日益严峻。通过拥挤收费增加当前道路资源的利用率是解决此问题的有效手段。本文基于时空消耗理论,以社会福利最大化为目标函数建立多时段路网最优定价模型并给出算法,对高峰期时段实行3种不同额度的拥挤收费,得出对出行者出行时段的影响结果。通过算例分析,得出在时空资源固定的情况下拥挤收费对调节高峰时段与平峰时段的交通量分布、减少总出行交通量有显著作用,进而可以缓解城市道路的交通拥堵问题。     

面向大型社会活动的智能交通控制策略研究

城市交通系统是由交通工具、交通路网、交通设施和交通运营管理组成的一个整体,良好的控制策略可以有效缓解道路拥堵,提高路网利用效率.为了缓解大型社会活动期间短时间交通需求激增对快速路网运营的压力,提出一种基于动态交通分配理论的智能交通控制策略.该策略以路网总运行时间最少为目标,通过宏观调节分流比例来进行优化控制,为交通控制与管理提供辅助决策依据.同时,讨论了适合模型求解的优化算法——序列二次规划算法,并针对上海快速路网特点进行仿真实验.仿真结果表明:智能交通控制策略可以有效改善路网的运行状态,减少路网的总运行时间,具有良好的实用价值.     

基于IC卡数据估计交通小区的公交OD算法

公交客流OD是公交线网优化、评估的基础数据;也是公交运营管理不可或缺的重要信息,而公交站点OD是区域公交OD客流的基本单元。在分析利用IC卡数据挖掘公交站点OD客流原理的基础上,梳理公交站点OD推算小区OD的影响因素,引入公交站点至小区之间的距离权重系数以及地块用地分配权重系数,构建了公交站点OD推算交通小区OD的模型算法;并对比分析不同参数构建模型的优劣。同时,以广州市为例进行实证研究,算例表明了模型的可行性和算法的有效性。