城市快速路高阶流体模型实证研究

在回顾宏观流体模型的发展和分析宏观模型中的高阶流体模型的基础上，利用上海高架快速路实测交通数据，对快速路控制中常用的一种高阶流体模型进行了参数辨识和模型性能分析，验证了模型对于我国城市快速路的适用性；最后给出下一步研究的设想．研究结论可为我国城市快速路的规划、设计、运营和管理提供有力依据和数据支持．     

城市快速路实时交通状态估计和行程时间预测

根据城市快速路交通诱导和监控系统的实际需要,提出了实时估计和预测城市快速路上交通状态和任意两点间动态行程时间的方法.其基本思想是将扩展卡尔曼滤波理论引入宏观动态交通流模型,结合快速路上的固定检测设备,实时估计和预测未来几个时段的交通状态,并利用“虚拟车”法预测动态的行程时间.通过对上海市快速路典型实测数据的实例分析,发现交通状态估计模型具有良好的跟踪能力,行程时间预测模型在畅通状态计算结果和实测结果几乎完全重合,拥挤状态相对误差基本维持在10%以下.结果表明,该模型的适用性和精度都令人满意,可为城市快速路交通控制和诱导提供依据.     

出入口匝道对快速路安全性的影响分析

快速路系统中,出入口匝道作为不开分割的一部分,对快速路的运行效果具有很大影响,一旦出入口匝道产生拥堵,将直接影响快速路的安全性。因此本文主要首先分析出入口匝道的位置设计、长度和出口匝道下游的交通状态对快速路运行状态的影响,建立基于出入口匝道的快速路运行状态模型,并分析交通运行状态与交通安全之间的联系,建立基于拥堵程度的快速路安全性模型。基于以上两个模型,实现基于出入口匝道的快速路安全性模型,并通过模拟验证,分析出入口匝道对快速路安全性的影响程度,最终得出结论：受出入口匝道车流汇入汇出的产生延误将会大大降低快速路的安全性。     

出入口匝道对快速路安全性的影响

快速路系统中,出入口匝道作为不可分割的一部分,对快速路的运行效果具有很大影响。一旦出入口匝道产生拥堵,将直接影响快速路的安全性。因此首先分析出入口匝道的位置设计、长度和出口匝道下游的交通状态对快速路运行状态的影响,建立基于出入口匝道的快速路运行状态模型;并分析交通运行状态与交通安全之间的联系,建立基于拥堵程度的快速路安全性模型。基于以上两个模型,实现基于出入口匝道的快速路安全性模型;并通过模拟验证,分析出入口匝道对快速路安全性的影响程度,最终得出结论:受出入口匝道车流汇入、汇出的产生延误,将会大大降低快速路的安全性。     

寒地城市快速路冰雪路面交通流特性研究

利用视频检测系统采集城市快速路冰雪路面上的交通数据,对城市快速路冰雪路面交通流特性进行了研究;分析了冰雪路面对道路交通安全影响,探讨了城市快速路冰雪路面上车速变化、车头时距分布特性,对比分析了冰雪路面与非冰雪路面上城市快速路交通流量与速度的关系,并建立了冰雪路面快速路交通流量与速度关系模型.研究成果将对寒地城市快速路的运营、管理和评价提供科学依据和数据支持.     

成都三环快速路匝道交通特性仿真分析

随着交通量迅猛增长,城市快速路已出现不同程度的拥挤,匝道作为快速路的瓶颈,分析其交通特性,对解决因匝道引起的快速路拥挤具有重要的意义。以实测数据为依据,利用微观交通仿真软件,建立仿真模型,分析城市快速路匝道、辅路交织区交通特性,为匝道管理控制提供理论依据。     

北京市快速环路速度-密度模型研究

以北京市快速环路系统为研究对象,对微波检测器(RTMS)获得的交通流数据进行处理分析,研究北京市快速环路交通流运行特征,建立了速度-密度模型.同时分析了北京市快速环路速度-密度模型在快速路研究中的作用,指出了快速路出入口对保持自由流速度的不利影响.这为交通控制优化、车流波形成机理的研究提供了基础.     

基于数据驱动的城市地下快速路跟驰行为模型构建

为了揭示地下快速路交通流的运行特性,利用驾驶模拟器获得的高精度车辆轨迹数据,针对地下快速路提出一种基于数据驱动方法的车辆跟驰模型,并对该模型进行了标定与验证。首先,根据上海市北横通道东段场景模型进行驾驶模拟实验以获取车辆跟驰数据;其次,选择了采用支持向量回归（SVR）方法建立车辆跟驰模型,对模型改进并引入了驾驶行为约束条件;最后,利用实验数据对改进过的SVR车辆跟驰模型进行了标定与验证。结果表明,考虑驾驶行为约束的支持向量回归车辆跟驰模型能很好地描述地下快速路中的车辆跟驰行为;该模型具有一定的可移植性,在其他地下快速路上也有较高的精度。建立的车辆跟驰模型可以量化地分析地下快速路中跟驰车辆间的相互作用,为进行交通仿真和风险研究提供基础。     

城市快速路的交通管理与控制策略综述

为解决城市快速路系统存在的日趋严重的交通问题，需要对城市快速路进行必要的交通管理与控制。针对城市快速路存在的主要交通问题，依据相关的交通管理与控制原则，对城市快速路主路、辅路以及出入口的部分交通管理与控制策略进行研究，以期为进一步的研究工作奠定基础，并对相关领域的实际工作有所帮助。     

北京市三环快速路小客车空驶现状调查与分析

以北京市快速路小客车空驶现状为研究背景,基于系统的交通调查和数据分析,运用回归分析方法建立小客车空驶率与流量之间关系模型,并对模型进行检验。结果表明,北京市三环快速路小客车空驶现象严重;空驶车辆随流量增加而增加,但空驶率相对稳定;高峰期间小客车空驶率高于平峰期。加强小客车空驶状况研究,减少小客车空驶出行数量,提高小客车通行效率,对缓解城市交通拥堵、改善交通出行环境具有重要意义。     

基于模型预测的快速交通网络路由诱导方法

为了达到均衡城市快速路网交通负荷,提高交通运行效率的目的,提出了模型预测路由诱导控制方法,控制任务描述为一个动态的、离散时间、空间的、带有约束控制变量的最优控制问题.采用宏观、确定型的、离散时间、空间、适合基于模型预测交通控制的宏观动态交通模型来构建网络交通过程模型,通过在未来较长的时段内求解每一个控制周期的最优问题来实现反馈控制.仿真实例研究结果表明,模型预测路由诱导控制方法能够考虑时变的交通状态,取得良好的控制效果,可为先进的交通管理系统构建提供依据.     

基于HWME的大城市中心区高架桥可持续发展方案——以上海南北高架桥为例

为了解决目前高架桥存在的问题,专家学者们提出了诸多方案,如：兴建更多的高架桥、拓宽高架桥路面等,但均未见有效的方案付诸实施.本研究以上海南北高架桥为例,基于综合集成研讨厅的方法,从交通、环境、沿线商业发展、城市景观、人文交流和文化辐射等角度,对大城市中心区高架桥的可持续发展进行探讨,并提出了把高架桥改造为桥上慢行交通系统、桥下快行交通系统的方案.研究结果表明,把高架桥改造为桥上慢行交通系统、桥下快行交通系统的方案,不仅改善了城市交通,而且改善了原有高架桥环境、沿线商业发展、城市景观和文化辐射等,为中西部城市规划与建设提供了一种借鉴.     

降雨条件下城市快速路车速模糊神经网络预测方法

为了提高降雨条件下快速路车速短时预测的准确性,考虑到各影响因素的模糊性以及影响作用非线性变化特点,提出了一个以交通量、占有率和降雨量为输入,以车速为输出的模糊神经网络预测方法.利用上海市快速路的交通流与气象数据确定了最优模型结构,并与自回归积分滑动平均模型、反向传播神经网络模型和支持向量机模型进行对比分析.该方法的预测均方根误差为3.05km·h-1,预测平均误差为3.95%,均优于其他3种方法.     

城市快速路交织区运行风险预测模型

为了探究城市快速路交织区交通特点,提出交织区运行风险预测分析方法.首先基于城市快速路交织区断面线圈数据及自然驾驶试验数据,分析城市快速路交织区运行特点,结果表明交织区车辆变道行为导致其运行风险增大;然后基于VISSIM仿真试验方法,分析交织区运行风险影响因素,建立运行风险预测模型,同时采用K均值聚类分析法提出风险分级标准;最后采用无人机采集的交通流数据进行运行风险预测模型误差分析.研究成果可为城市快速路的设计管理提供工具和参考.     

快速路交通事件持续时间预测模型研究

针对城市快速路交通事件持续时间影响因素的复杂性和不确定性,结合贝叶斯网络和非参数回归方法,提出了一种新的快速路交通事件持续时间预测模型.采用上海市快速路监控中心数据,经过降噪处理,生成样本数据;在分析样本数据特征基础上,确定了贝叶斯网络的结构学习方法与参数学习方法;对贝叶斯网络模型的结果用非参数回归算法生成持续时间预测值.最后,对模型预测精度进行了验证,发现模型预测效果较好.     

基于车流波动理论城市快速路匝道间距比例模型研究

城市快速路匝道间距设计是路线设计的重要内容,匝道间距大小和匝道数量对快速路交通流有决定性的影响。当城市快速路处于不间断大交通流量时,车流呈现出较为明显的波动现象。根据城市快速路交通流的这一特点,应用车流波理论,分析了上下匝道间合流区和分流区的车流波特点,进一步建立了出口-入口组合型匝道间距比例数学模型。认为快速路匝道设计不但要考虑间距大小,相邻匝道作为一个整体,还应研究相互之间的影响。实例表明,当匝道间距比例不能满足数学模型时,快速路容易发生交通拥堵,服务水平较低,抗干扰能力较差。     

城市快速路建设时机的决策模型与准则

提出了城市快速路建设时机包括首条快速路建设启动时机和快速路网建设时序安排两方面,指出城市快速路建设时机存在缺少科学决策依据的问题.在总结国内典型城市快速路建设时机安排经验的基础上,分析了城市首条快速路建设启动时机的影响因素,提出了基于经济总量、人口规模、城市面积、机动车保有量等指标的启动时机因素模型和相应决策准则;分析了快速路网建设时序安排的影响因素,将各影响因素标度量化后,建立了基于土地开发(更新)、功能影响、交通需求、工程实施条件、建设资金等指标的快速路网建设时序迫切度模型,并提出相应决策准则.最后,以嘉兴市为例说明模型和相应决策准则的应用.     

考虑环境效益的城市快速路匝道协调控制

针对城市机动车尾气污染严重的问题,提出一种考虑环境效益的城市快速路入口匝道协调控制策略.以城市快速路宏观交通流模型为基础,将宏观交通变量转化为微观变量,然后采用微观排放模型计算尾气排放量.在模型预测控制的框架下,综合交通效率和环境效益指标,建立非线性动态优化控制命题,并基于极小值原理进行求解.在多匝道快速路网的仿真结果表明,该策略在兼顾交通通行效率的同时能有效减少机动车尾气CO,HC排放,燃油消耗也显著减少,只有NOx因平均车速的提高略有增加.