车路协同下基于速度引导的双周期干道绿波协调控制方法

针对传统双周期干道绿波协调控制方法的不足,建立了一种新的双周期干道绿波协调控制模型,利用车路协同环境下车-车、车-路实时双向通信的特点,提出了一种基于加减速引导的双周期干道绿波协调控制方法,并结合算例对比分析了加减速引导前后车辆的通行效果。仿真结果表明:加速引导策略能够有效降低车辆的平均行程时间、平均延误时间与平均停车次数;减速引导策略则能够在保证平均行程时间与平均延误时间不增加的前提下,有效降低车辆的平均停车次数.     

城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

基于VISSIM仿真的高速公路事故交通影响

高速公路发生交通事故时,由于事故车辆占用车道,造成事故路段形成交通瓶颈,影响路段的实际通行能力,导致事发路段的车辆延误和排队长度的增加。为了研究高速公路交通事故对交通造成的影响,通过VISSIM仿真软件,建立高速公路基本路段和路段上的交通事故模型,分析不同输入交通量、大小车比例下,事故路段的车辆延误和平均排队长度随时间的变化规律;对中国高速公路在事故情况下的有效通行能力进行了研究。研究结果表明:高速公路基本路段输入交通量越大、大车所占比例越大,交通事故的影响时间越长、范围越大;运用VISSIM仿真模型得到基于中国高速公路交通特点的有效通行能力参数。     

考虑信号灯状态的经济车速规划

为解决车辆在信号灯控制区域频繁启停造成的通行延误和通行效率低问题,提出了考虑信号灯状态的经济车速规划方法。首先,借助车路协同技术通过车-车、车-路交互获得车辆当前的位置和运动状态数据,以及信号灯相位信息,对近信号控制区车辆通行特征及路口可通过性进行判定,建立车辆通行引导控制模型;其次,对各驾驶行为下车辆时空轨迹进行分析,分别以路口停车次数及车辆延误最小为目标,建立统一优化目标函数,利用多目标粒子群算法求得最优经济车速,以向驾驶员提供车速建议;最后,为验证车速引导模型的有效性,利用PreScan、Vissim和MATLAB/Simulink联合仿真。结果表明,该方法可有效避免红灯停车,车辆行程时间可减少18.7%,停车次数在高车流密度下减少44%以上,车辆延误减少45%。     

基于临界车速的平面交叉口通行模式设计

城市道路平面交叉口成为限制路网通行能力的瓶颈之一.针对大部分交叉口入口车速较慢,导致车辆相互作用强烈、延误时间增加、通行能力下降等问题,提出了基于临界车速的通行方法,建立了停车线位置及信号周期配时的优化模型,将车流提前放行,提高车辆在交叉口内的通行速度,以达到降低车辆运行延误、提高交叉口通行能力的目的,使交叉口内通行模式转变为路段通行模式,并通过VISSIM仿真,验证其有效性.结果表明:该交叉口通行模式在避免车辆排队溢出的条件下,车辆平均延误降低了31.92%,出口流量提升了4.54%.     

基于PEMS的高原城市道路交通状态评价及排放相关性实验研究——以西宁市为例

应用PEMS技术测试了西宁市典型道路及其路段的交通状况,提出了基于PEMS的路段、行程、行程时间、行程平均车速、自由流行程时间、行程时间延误率及行程平均速度延误率等概念和计算方法,研究了基于行程时间延误率、行程平均速度延误率的城市道路路段交通状态判别方法,并对典型道路及路段交通拥堵进行分析判别.同时,研究了城市道路路段交通状态与车辆排放量之间的相关关系.     

小区开放对道路通行影响模型分析

针对小区开放对周边道路通行的影响问题,该文基于机理分析得到了小区周边道路车辆通行模型,并对不同类型小区开放对周边道路的影响进行了定量分析。首先运用机理分析,得到了平均路段行程时间和交叉口平均延误时间的表达式,进而求得周边道路通行总时间;接着考虑到小区内部道路情况对模型进行改进,针对繁华地段人车分行小区及非繁华地段人车混行小区进行模型求解。实践表明,开放繁华地段人车分行小区对周边道路通行会有一定缓解。     

高速公路改扩建后区域路网交通分流模型

为量化分析高速公路改扩建分流后区域路网的拥挤程度和服务水平,充分考虑路网分流条件,以系统饱和度为约束条件,以区域路网内分流系统最优为目标,建立了具有实时反馈效用的高速公路改扩建交通分流机制和分配模型。以陕西潼关至宝鸡高速公路改扩建作业项目为例,应用新建模型对2种交通分流方案进行了对比。研究结果表明:该模型考虑分流路段的交通量分担能力,以分流后路段交通量和路段通行能力之比作为权重系数,来反映分流后区域路网的交通拥挤状况,能够实现区域路网内交通分流的系统最优,达到配流均衡。通过应用该方法对大型车分流和小汽车分流两套方案进行的对比分析,表明大型车辆分流方案的路段饱和度优于小汽车分流方案。     

交通事故下高速公路有效通行能力分析与估算

高速公路发生交通事故后,事故车辆占用车道,必然造成道路交通瓶颈,降低高速公路实际通行能力。为了定量地分析交通事故对高速公路通行能力造成的影响,建立VISSIM仿真的高速公路典型路段交通事故模型,并提出以折减系数法为基础的交通事故下高速公路有效通行能力计算模型。分析不同阻塞车道数、阻塞车道长度、大车比例和交通事故持续时间下,交通事故点断面流量随时间的变化规律。研究结果表明:高速公路通行能力随阻塞车道数的增加、阻塞车道长度的增长、大型车占有率的增大而减小。而当通行能力刚好满足交通量需求时,道路通行能力几乎不受交通持续时间影响;运用VISSIM仿真模型得到基本通行能力的高速公路有效通行能力折减参数,其中当阻塞车道长度为0.1 km时,折减系数为0.808。     

BRT交叉路口主动优先自适应通行控制方法

针对BRT交叉路口优先控制方法逻辑单一、只注重减少车辆的延误、忽视对普通社会车辆的影响问题,提出了BRT交叉路口主动优先自适应通行控制方法.通过预测BRT车辆到达交叉路口停车线内时间,判断交叉路口的信号状态,依据交叉路口垂直方向的拥堵状态动态地调整控制策略,以决定优先控制策略是否执行.该方法注重BRT车辆的优先通行,提高了交叉路口的整体通行效率.Matlab仿真结果表明,采用主动优先自适应控制方法的BRT车辆的停车率明显低于定时控制方法,延误时间低于感应控制方法.     

交叉口快速公交车道共享策略及延误时间研究

为了缓解因交叉口公交优先策略引起的社会车辆延误加剧,在设置有快速公交(bus rapid transit,BRT)专用道的交叉口提出一种借道系统.社会车辆在一定条件下可以借用BRT道通过交叉口,通过动态控制BRT车道的使用权限,可以显著提高BRT道利用率;然后在借道系统的基础上,根据BRT车到达时间的不同,利用三角形法对社会车辆进行延误分析;最后利用Lingo求解软件进行算例分析.对比启用借道系统前后的社会车辆延误,结果表明启用借道系统后交叉口社会车辆延误平均值明显小于启用前;BRT车辆在一定时间内到达交叉口,借道系统效果最好,社会车辆延误率最低;随着社会车辆到达率的增加,借道系统共享优化率升高,优化幅度变大.借道系统并没有影响BRT优先,交叉口整体延误率降低.     

基于延误的公路施工区重型车辆影响规律

大量低速重型车辆,给我国公路上车辆的运行带来了显著影响.当道路施工、养护或发生事故时,只剩一条车道,无法超车,低速重型车辆的影响加剧.利用波动理论,建立了施工区重型车辆影响下小汽车的行驶延误模型.对不同货车比例下,货车的影响机理和影响规律进行分析.研究表明,共有四个因素影响小汽车的行驶延误:流量、重型车辆比例、重型车辆速度和施工区长度;当重型车辆的影响独立时,其边际影响是一定的;不独立时,边际影响递减;当重型车辆比例很高从而其影响不再独立时,施工区长度的影响减小.研究成果可为公路管理部门制定施工和养护计划提供理论支持.     

路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析

针对公交车在直线式公交站点停靠时对车辆运行效率影响问题,利用交通波理论对交通流稳定输入下路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析,将延误分为在公交站点受公交车停靠阻滞产生的延误及受到公交车停靠影响的车辆在交叉口处产生的延误,并利用交通波理论分别对不受公交车停靠影响的车辆延误及受到影响的车辆延误计算模型构建,进而得到公交车停靠引起车辆延误变化即车辆附加延误。最后对所提出的延误模型数值分析,分别得到交叉口信号周期、绿信比、交通流量及公交车停靠时间对车辆延误影响。结果表明,随着绿信比、信号周期减小和交通流量、公交车停靠时间增加,车辆附加延误呈上升趋势,其中公交车停靠时间和交通流量对附加延误影响较大。      

快速公交的载客半放车调度方法

为解决快速公交系统中出现的串车和大间隔现象,提升系统通行能力,对影响系统通行能力的因素进行了分析研究.研究表明,在高峰期影响系统通行能力的关键因素是车辆的停靠时间,而停靠时间中乘客登车时间的占比最大,波动性也最大.借鉴放车调度和载客放车调度,提出了载客半放车的调度方法,通过对上客流的适时截止来控制车辆停靠时间从而降低车辆满载率.分析表明,该方法能有效控制高峰期车辆停靠时间,提升系统通行能力,并为缩小发车间隔、发掘系统运能潜力创造了条件.     

高速公路大型车混入率与交通流稳定性关系

在分析高速公路上大型车移动瓶颈影响效应及其对交通流稳定性影响的基础上,选取跟车距离标准差、速度标准差、车辆变道率和平均延误作为交通流稳定性评价指标,以大型车混入率为研究对象,对基本参数、车辆参数和可变参数进行设计,对不同的交通量、单向车道数、纵坡坡度条件下的交通流运行状态进行仿真。研究结果表明:在交通量小于1 500pcu/h、车道数大于2、大型车比例小于60%、路段或路段坡度小于4%时未形成移动瓶颈,交通流稳定性高;随着大型车混入率增加(大于60%)、交通量大于1 500pcu/h、车道数为2、纵坡坡度大于4%的路段易形成移动瓶颈,车流的跟车距离趋向于大型车的跟车距离,速度离散性增大,稳定性降低;大型车混入率大于80%、交通量接近道路通行能力、车道数为2、坡度大于5%的路段,移动瓶颈效应会相互影响,严重时造成交通阻塞,交通流状态很不稳定。据此,将交通流稳定性划分4个等级。     

高速公路爬坡车道设置的有效性

为了科学地分析高速公路爬坡车道设置有效性,为管理者提供建设的决策依据,在传统元胞自动机模型的基础上,通过引入纵坡坡度、车辆运行速度改进了NS跟车规则中的车辆加速与慢化概率规则,在换车道规则中,对相邻车道上后方紧邻车辆的速度采取车辆运行速度与安全换道间距的最小值,构建适用于爬坡路段的交通流元胞自动机模型;分析车道数、坡度、坡长、车速、大车混入率等因素对爬坡路段通行能力的影响,据此仿真了240种方案。研究结果表明:单向双车道增设一条爬坡车道后,其通行能力提高百分比区间为8%~16%,其中在大车混入率为30%时达到最大值;单向三车道增设一条爬坡车道后,其通行能力提高百分比区间为6%~15%,其中在大车混入率为20%时达到最大值。     

基于元胞自动机模型的应急车辆行程时间

针对应急车辆通行时交通流参数难以实时获取的问题,提出以仿真手段模拟交通运行,进而探讨随机交通条件下应急车辆行程时间的计算。在分析有应急车辆的混合交通流运行特性的基础上,增加车辆类型,引入应急车辆影响区域和普通车辆让行概率2个参数,修改车辆换道与速度更新规则,建立了双车道交通流元胞自动机模型。利用MATLAB进行数值模拟,生成不同交通密度条件下的应急车辆行程时间,并与现有计算公式进行对比分析。研究结果表明:应急车辆仅干扰其所处位置的车流运行,对双车道总体流量没有影响,在密度位于0.12~0.36范围内优先通行效果较好;在密度较小(≤0.08)或较大(≥0.24)时,应急车辆行程时间随着行驶距离的增加呈现近似正比例的增加,且密度越大,增长的斜率越大。研究发现现有针对应急车辆的距离-行程时间函数适用于低密度及高密度交通条件,而在0.12~0.20密度范围内失去效用。     

高速公路出入口与主线纵坡间净距对行车速度影响仿真分析

高速公路出入口与主线纵坡净距较小时,车辆上下坡时易受分合流影响,速度变化差异性较大,不利于行车安全。为研究纵坡车辆速度实时变化规律,基于出入口与主线纵坡间最小净距,利用三维虚拟现实仿真软件UC-win/Road建立入口-上坡与下坡-出口路段仿真模型,通过Forum8驾驶模拟仪进行实验并采集数据。通过控制变量法调整大型车混入率、分合流比例等特征指标;构建速度度量模型,量化特征指标与速度之间的关系,针对特征指标进行单因素敏感性分析。结果表明：分合流比例及大型车混入率对速度变化影响显著;不同类型车辆的速度大小和变化趋势差异性较大。其中,大型车混入率对上坡段车辆运行状态影响较大,而分流比例对下坡段车辆运行状态影响较大;大型车混入率和分合流比例分别为30%~40%、10%~15%时,速度波动最大,敏感性较强。研究结果可用于为出入口与主线纵坡净距较小时的车辆运行管理及安全措施改进提供理论依据。     

基于多智能体的车路协同环境下单车道微观交通流模型

介绍车路协同系统(cooperative vehicles infrastructure system,CVIS)下车辆多智能体(vehicle multi-agent,VMA)的概念及其属性列表.提出传统交通环境和CVIS下的车辆决策机制,分析两者在交叉口及路段上对于交通状态判断与决策的差异.建立CVIS下的单车道微观交通流模型,给出车辆的微观动力学模型,包括加速模型和减速模型,同时考虑交叉口的信号灯对车辆行为的影响.最后,数值试验将分析车辆在两种不同环境中的时空轨迹图以及宏观的交通参数.结果表明:CVIS下的车辆比传统交通环境下的车辆总行驶时间、平均行程时间以及平均延误均有极大降低,提高了通行的效率;车队车头时距降低、速度方差减小,提高了车队行驶的稳定性.     

相邻交叉口短车道长度与配时参数协同优化

针对相邻交叉口在共有连线上均渠化左转短车道的现况,研究其时空资源的最优配置.通过分析短车道对进口道饱和流率的影响,建立以交叉口通行能力最大化与车均延误最小化为目标函数、以短车道长度和相位有效绿灯时间为决策变量的多目标优化模型.以大连市两相邻交叉口为例,通过Matlab软件对优化模型进行编程求解,进而利用VISSIM软件对现有方案和优化方案分别进行仿真试验.结果显示,优化方案虽然使每个交叉口通行能力减小,但是也使每个交叉口车均延误、饱和度和平均排队长度减少.此外,优化方案使每个交叉口通行能力与车均延误之比增大,使单位时间内通过两个交叉口的总车辆数增加.研究成果表明,交通组织与信号控制的协同优化设计可以实现交叉口群的时空资源的最优配置.