交通事故下基于CA-SIR模型的高速公路拥挤传播

为探究交通事故对高速公路所造成的拥挤传播影响,将流行病传播SIR模型微观化和动态化。针对其计算求解复杂的问题,将其与元胞自动机(CA)有机结合,并考虑了高速公路事故的特点和影响范围等因素。以单向三车道为例,假设事故占用最左侧车道的4个元胞格,对后续车辆拥堵传播的动态过程进行了模拟。对于模型中关键的拥堵传播率与拥堵恢复率2个参数,则主要通过高速公路上车辆的换道概率和制动概率来设定定量化公式,最终分别得到三者间的确定关系。相关仿真结果表明:所提出的CA-SIR模型与传统的SIR模型相比,在最大拥挤车辆数保持相似的情况下,由于考虑元胞自动机的离散,可以更早反映事故发生后的车道封闭,更符合实际情况;根据相关的拥挤发生时空图,当制动概率增加时,事故带来的拥堵更早发生,更晚消散,拥堵的规模和影响路段长度更大;当换道概率降低时,对车辆最大排队长度及整体行驶时间并无显著影响,但车辆在到达事故区域后所造成的拥挤影响会更早发生,拥挤影响的车辆数也更大。故此,在高速公路交通事故发生后,应通过路侧交通广播、智能网联汽车、车路协同等技术手段,尽可能快地发布交通事故信息,引导车辆提前换道,减少制动概率,以期降低事故影响的拥挤规模和持续时间。

基于双层规划模型的应急救援调度与路径选择集成优化

城市中突发事件发生后,为有效降低财产损失和人员伤亡,减少应急救援在调度和路径选择等环节的响应时间损失,保障应急救援任务顺利完成,需要对各类应急救援交通资源进行合理调度,并在起讫点间根据路网实时交通状态,动态选择行驶路径,减少其路段行程时间。在多目标应急救援调度和最优路径选择目标分析的基础上,提出了一种考虑不同类型应急车辆调度和最优路径选择的双层规划的集成优化模型。在上层模型中,主要考虑应急救援车辆的调度费用成本,通过最小化应急救援车辆的固定成本、容量成本和时间成本,来确定不同类型应急车辆的出救位置和相应出动车辆数;下层模型中,主要考虑应急救援车辆的路径在途行程时间,通过最小化动态路网下应急救援的路段行程时间和信号延误时间来确定救援通过的路径,并根据固定的时间间隔动态更新路网的交通状态,使救援车辆尽可能选择避开交通拥堵的路段行驶,从而更快速到达目的地。案例分析结果表明,基于双层规划的应急车辆调度和路径选择集成模型与仅考虑调度或路径选择的模型相比,总调度成本降低了2.67%,总在途行程时间减少了21.05%,路径选择中能有效降低通过沿线拥堵道路的比例,表明模型具有很好的适用性和实用价值。

基于中断概率模型的城市路网关键路径辨识

通勤交通行驶路径的选择对于减少其在途行程时间,实现城市路网的"畅通工程"影响显著。为了对路网内的路径进行有针对性的优化控制,需首先对其关键路径进行辨识。本文基于贝叶斯网络对城市路网中各路段的中断概率进行分析,进而利用路网效能建立中断影响模型,确定各路段的初始关键度。在此基础上,分析各路段在路网内最小路集中出现的频次,作为路段关键度的修正依据。以路段关键度为基础,计算路径关键度,完成关键路径的有效辨识。最后,以上海市黄浦区相关路网为例,对模型进行验证。结果表明,所得关键路径关键度为0.12,高于均值54%。相比于依赖交通流量、饱和度等单一指标的研究体系,其结果分布较集中,并考虑了路段间的关联性及随机影响性,提高了辨识的可靠性和准确性,可很好应用于后续的路径信号协调控制。

基于熵权法的农村公路线网规模组合预测

农村公路线网规模预测是“四好农村路”规划的主要内容之一。鉴于单一预测方法的局限性,基于熵权法理论,对国土系数法、人口经济密度法、连通度法合理分配权重,提出组合预测方法;以浙江省湖州市安吉县的农村公路为实例,对安吉县历年农村公路网的规模进行拟合,分别验证三种单一预测方法的合理性及其有效性;通过绝对平均误差、绝对平均百分比误差、均方根误差三种误差指标,构建评价矩阵,计算得出三种单一预测方法的权重系数分别为0.1154,0.2403,0.6443,验证了熵权法能够客观地分配权重系数;对未来特征年农村公路线网规模进行预测,表明组合预测方法可以有效降低单一方法预测的风险。