过饱和状态下交通控制小区动态划分方法

控制系统对过饱和状态作出迅速响应首先要确定与过饱和路段相关联的交通控制小区的范围.从判别过饱和路段出发,以交叉口之间的关联度为量化指标,建立并验证关联度计算模型,并通过界定阻塞区、过渡区和常态区以及消散区提出过饱和状态下交通控制小区的动态划分方法.结合实例标定划分小区的关联度关键值,给出控制结构范围确定的具体流程.过饱和状态交通控制小区的划分为城市道路网过饱和交通信号控制策略的研究提供参考.     

高速公路通道路网交通诱导决策模型

为解决灾变事件发生时一条最优路径和多条可绕行路径的决策问题,应用图论及最优化理论相关方法构建模型.以通道路网为研究对象、实时安全可靠度为基本约束条件,采用图论相关方法研究了诱导起终点间通路求解方法.应用最优化理论建立运营安全最优路径决策模型,并采用Dijkstra算法求解最优路径.在解决最优路径的基础上,引入重复度的概念及相应算法,研究其他可绕行路径的决策模型.针对高速公路通道路网,构建了灾变事件下的交通诱导决策模型,解决综合考虑安全、行程时间和通行需求的路径决策.结果表明,图论方法能求解任意起终点间的所有通路,Dijkstra算法能求解最优路径,应用重复度算法可寻求其他可绕行路径以满足灾变事件下的绕行需求.     

考虑慢行交通影响下的交通微循环路网优化设计

为减少实行交通微循环过程中日益增加的对区域内居民生活和出行交通的不良影响,以最小化道路连通性、最小化慢行交通的出行时间、最小化环境污染和最小化道路饱和度为优化目标,考虑干道路网饱和度约束、慢行交通平均限速值约束、慢行路网密度约束,建立了多目标区域交通路径优化的双层规划模型。利用遗传算法进行求解,采用轮盘赌选择算子和非均匀变异算子进行操作,得到了最优的微循环路网优化组织方式。通过算例分析,与实行微循环前的路网相比,实行微循环后的路网饱和度明显下降,减小了对街区内的居民影响和生态环境破坏,得到了一个合理的街区交通微循环网络。     

重大事件下的路网交通疏散双层优化模型

针对城市中重大事件期间的交通出行特点,提出基于交通组织的上层优化算法与基于信号控制的"绿波"与"红波"下层协同优化算法,其中对于静态的交通组织优化方案不能及时响应动态疏散需求的问题,通过在时间维度的离散化对上层算法进行优化;根据上层优化结果相应地调整信号控制策略,考虑关键路段的蓄车能力来限制信号周期以及路口可能发生的绿...     

用户平衡分配条件下交通控制优化研究

基于信号配时和路径选择之间的相互作用机制,提出了一种区域协调多相位定时控制优化的双层规划模型.模型下层用具有路段容量约束的用户平衡描述拥挤网络条件下的路径选择,并引入了节点流向阻抗,上层为区域协调多相位定时控制优化模型,以总行驶时间和停车次数构成的网络性能指标作为信号优化的目标.采用乘子法求解带有路段容量约束的用户平衡问题,用灵敏度分析算法求解该双层规划问题.     

电气化交通路网的脆弱性分析

分析交通路网的脆弱性一直是应急管理领域中重要的研究课题。然而,随着电动汽车在交通流中的滲透率不断提高,传统的评估路网脆弱性的方法,由于缺乏考虑电动汽车的特征,因此不再能很好适用于多电动汽车场景。对此,该文提出一个双层攻击者-防御者模型来研究电气化交通路网的脆弱性。在模型外层的攻击者通过破坏网络中的关键道路,使系统性能的下降最大化;在模型内层的防御者通过动态地分配混合电动汽车和非电动汽车的交通流,使用户总旅行时间最小化。该文进一步通过对内层问题取对偶以及采用大M法,将原始的双层混合整数线性规划问题转换为一个等价的单层混合整数线性规划问题。将提出的模型应用于美国北卡罗来纳州的部分高速路网,实验结果展示了在评估电气化路网的脆弱性时,把电动汽车考虑在内的必要性,以及攻击资源等级和系统性能下降存在临界点和相变现象。该文提出的模型可以识别出系统中最关键的道路集合,为改善电气化路网的脆弱性提供理论支撑。     

高速路网与城市路网连接线智能交通管控设计

针对高速路网与城市路网的连接线交通拥堵、车辆无序交织、缺乏管理等问题,以苏州绕城高速公路石湖互通连接线为例,通过智能交通管控改造,缩短了车辆等待时间和平均排队长度,起到了诱导交通、确保行车安全、减少车辆发生事故的重要作用.为高速公路与城市道路交界的智能交通管控改造项目提供了新思路及解决方案.     

高速路网可变信息标志诱导的最优开关控制设计

针对高速路网中诱导策略的设计,以可变信息标志(Variable Message Signs, VMS)的开关切换为控制手段,把交通诱导归纳为一类最优开关控制命题.通过元胞传输模型建立实际路网模型,利用遗传算法求解,给出了一种VMS诱导策略的最优设计方法.仿真结果表明,设计给出的VMS控制律可以提高路网通行能力,缓解局部拥堵.特别是对路网流量分布不均衡的情况效果较好,路网总耗费时间可降低32.39%.     

城市路网交通语义模型研究

针对现有路网数据模型动态性弱,语义表达不清晰,不支持路网交通属性在一定范围内编辑修改等问题,提出了一种基于传统路网语义的分层城市路网交通语义动态编辑模型。采用多种路网语义数据,通过生成算法及曲线拟合算法设计成具有耦合关系的层次结构。通过输入车道的矢量数据生成语义的数据,动态修改路网的交通属性后,对层次结构模型进行修改,重新计算后即可完成对路网语义数据的动态更新。仿真结果表明,该模型可正确完成交通路网语义建模,支持道路交通属性的动态编辑并实现交通相位自动生成。     

基于动态交通分配的交通诱导与控制协同研究

在交通诱导与控制协同运作中,动态交通分配理论的有效应用可以全面提升系统的实时性与高效性,从而有效缓解城市道路交通拥堵。对动态交通分配、交通诱导与交通控制系统的研究现状进行了概述;将动态交通分配理论与模型应用到诱导与控制协同机理中,建立了基于动态交通分配的交通诱导与控制综合协同模型;在现有的诱导与控制协同过程中加入动态策略选择与动态交通分配环节,提出了适用于城市大型路网的交通诱导与控制协同系统实施框架。     

基于Nash-Stackelberg分层博弈模型的路网交通控制强化学习算法

为了解决多交叉口博弈引发的Nash均衡计算复杂度问题,考虑路网中不同交叉口的重要程度和博弈关系,兼顾路网中子区之间及子区内部的交通控制策略,以2个子区内的重要交叉口作为上层博弈主体,次要交叉口作为下层博弈主体,构建了一种Nash-Stackelberg分层博弈(NSHG)模型.然后,提出2种多Agent强化学习算法,即基于NSHG的Q学习(NSHG-QL)算法和基于NSHG的深度Q网络(NSHG-DQN)算法.在实验中,使用NSHG-QL和NSHG-DQN算法在SUMO仿真软件搭建的路网环境中对信号灯进行控制,并与基础博弈模型求解算法进行比较.实验结果表明：NSHG-QL算法和NSHG-DQN算法减少了交叉口内车辆的平均旅行时间和平均时间损失,提高了平均速度;NSHG模型在满足重要交叉口间上层博弈的基础上协调次要交叉口,做出最优策略选择,而且基于分层博弈模型的多Agent强化学习算法能明显提高学习性能和收敛性.     

交通路网中的定向寻优法

利用了现实中路段特别是节点位置的确定性和交通流量的定向性，结合图论中一些算法，模拟在重力场中水滴的流动，构造了一个求解交通路网中最短路径的定向寻优算法．阐述了此算法依据的原则、求解步骤以及特殊问题的处理方法，并说明了此方法的特点。     

基于微观交通仿真的城市路网交通排放评估

为了给中小城市建立低碳交通体系提供理论依据,利用美国联邦公路局(FHWA)微观仿真软件TSIS/CORSIM,并结合广东省清远市中心城区的交通调查,建立了清远中心城区路网交通仿真模型,对以现状交通流量为基础设定的5个情景方案进行了仿真研究.结果表明:随交通流量的增大,路网的交通排放增加,当增大到1.5倍时,车辆每公里的HC,CO,NOx和CO2排放分别上升8%,12%,12%和29%,当交通流量增加(1.5倍)导致交通拥挤时,额外燃油消耗为225 L,额外CO2排放为518 kg,占总排放的16.3%.     

路网期望交通延误指标近似计算的思路

文章基于网络的最可能状态和最重要状态,探讨对路网期望交通延误这一可靠性指标的近似计算思路.在介绍了几种近似计算路网可靠性指标的典型算法后,阐述了仅仅依据网络的最可能状态或最重要状态研究路网期望交通延误指标的不足.最后提出了进一步研究的方向.     

基于交通效率的城市公共交通路网研究

城市公共交通路网布局是影响公共交通效率非常重要的因素,本文在满足交通需求、环境约束、能源约束的前提下,研究了公共交通效率最大化的公共交通路网布局模型,并提出了运用遗传算法求解模型的思路和基本步骤.     

红绿灯控制下的交通波

用元胞自动机（CA）模型模拟一主干道多个支线的交通网络，由于红绿灯作用，可以看到，在主干道上形成规则的向后传播的交通波。此交通波的波长为红绿灯的周期T（无量纲的数），向后传播的速度为车辆的最大微观速度（此处为2）。     

过饱和信号交叉口的多目标控制模型

过饱和条件下信号交叉口优化控制往往是采用可以接受的最大信号周期,忽略了其他性能指标,并非真正意义上的最优。本文以典型的十字交叉口、四相位信号控制为例,根据车辆初始排队长度、车辆实时到达率和离开率,通过对各进口道的延误、通行能力及排队长度分析,建立了过饱和条件下以平均车辆延误最小、通行能力最大、平均车辆排队长度最小为目标函数的多目标信号优化控制模型。该模型以实时交通流的到达情况为依据进行实时优化,不仅考虑了交叉口的交通效率,还考虑了其效益指标,为研究过饱和条件下交叉口的多目标分析提供了有用信息。     

过饱和信号交叉口的多目标控制模型

过饱和条件下信号交叉口优化控制往往是采用可以接受的最大信号周期,忽略了其他性能指标,并非真正意义上的最优.以典型的十字交叉口、四相位信号控制为例,根据车辆初始排队长度、车辆实时到达率和离开率,通过对各进口道的延误、通行能力及排队长度分析,建立了过饱和条件下以平均车辆延误最小、通行能力最大、平均车辆排队长度最小为目标函数的多目标信号优化控制模型.该模型以实时交通流的到达情况为依据进行实时优化,不仅考虑了交叉口的交通效率,还考虑了其效益指标,为研究过饱和条件下交叉口的多目标分析提供了有用信息.     

路网服务水平约束下的路网容量模型探讨

本文基于笔者多年从事道路网设计的相关工作经验,以路网服务水平约束下的路网容量模型为研究对象,探讨了三种基于路网服务水平的路网容量模型,即路网储备容量模型、路网极限容量模型和路网实际容量模型,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

出行前交通信息发布对城市路网的交通影响分析

提出了一种出行前交通信息提供下进行交通影响分析的方法。利用随机路径选择模型来描述出行者对出行信息的反应,根据是否接收交通信息将驾驶员分为两类:接收者将在路径选择时避开拥堵路段,而非接收者将根据对路网的认知进行随机路径选择,并给出这两种出行行为共存下的交通分配方法。以广州市中心商务区珠江新城为例分析了信息发布对路网的改善作用,并讨论了最佳发布策略。