基于宏观基本图的道路交通网络边界控制方法研究

为了缓解路网中心区域因车辆不断积累而引发的大面积堵塞问题,本研究通过考虑路网的宏观基本图特有属性,提出一种拥堵状态下路网边界控制方法,以维持路网中心区域总车辆数在最佳累计值附近为目标,进而保证路网的运行效率。首先,建立车辆守恒方程,确定车辆最佳累计值的阈值,实时控制外部进入路网中心区域的车辆;其次,考虑边界控制外围路段的排队车辆累积数,为了避免排队溢出,建立控制外围排队车辆模型;最后,将路网中心区域的车辆数与外围排队车辆整合到一个模型中,共同作为边界控制的条件,使路网中的车辆总数处于一个最佳的范围内,提高控制区域整体运行效率。为了验证该方法的有效性,通过VISSIM二次开发进行仿真,实时获取路网中车辆的数据,通过计算相关参数,获取对应的绿灯时间,并且对实施边界控制与无边界控制的路网运行效果进行对比分析。仿真结果表明排队长度降低20.0%,路网内部车辆累积量降低4.1%,停车次数降低3.4%。

基于线圈检测的过饱和交通状态判别

信号控制交叉口的过饱和交通状态判别是进行交通拥堵管控的前提与基础,文中利用线圈检测数据,运用交通波理论,从交叉口绿灯结束滞留排队长度和下游交叉口溢流两个方面判别过饱和交通状态.针对绿灯结束滞留排队长度,定义了排队消散系数,提出利用排队消散系数判别交叉口过饱和交通状态;针对下游交叉口溢流,定义了溢流阻滞系数,提出利用溢流阻滞系数判别过饱和溢流现象.最后,通过算例说明:根据线圈检测数据,通过计算排队消散系数和溢流阻滞系数可以准确、有效且快速地判别过饱和交通状态.

基于链路质量的无线传感网络路由

无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)广泛应用于数据收集领域。在这领域中,所收集的数据均需传输至信宿。当遭遇到高流量负载时,就可能会在信宿附近区域出现队列溢出。而有限的存储容量加剧了队列溢出问题。为此,提出基于队列时延和链路质量的WSNs路由QDLQR(Queue Delay and Link Quality-based Routing)。QDLQR协议公平地分布流量负载,进而避免拥塞。QDLQR协议利用数据包队列时延和期望传输次数ETX(Expected Transmission Count)建立混合路由指标,再通过此指标构建通往信宿的路由。相比于典型路由协议(RPL和HopCount),提出的QDLQR协议提高了数据包传递率,并缓解了队列溢出问题。

基于FARIMA模型的网络排队性能分析

利用能够同时反映通信量长程和短程相关性的FARIMA模型,研究了长程相关和短程相关对于FIFO排队系统性能的影响,讨论了在给定系统缓存溢出概率条件下,FARIMA模型为输入时,排队队长分布的渐近解析表达式。研究表明,短程相关性在缓存较小时,对系统队长分布会有影响,但是在自相似存在的情况下,系统的排队长度分布为渐近Weibull分布,与通信量的短程相关性无关。蒙特卡罗仿真分析表明了结果的正确性和有效性。

考虑拖延行为的排队长度模型研究

HCM2000 Back of Queue模型(BQ模型)的计算值比实际调查值偏大,而且模型关于排队车辆的界定不能保证现场调查的客观性。提出了车辆拖延行为的定义,分析了拖延行为使BQ模型偏大的2种情况。建立了拖延行为模型,将车辆减速-停车等待-加速过程转化为温和减速-低匀速-温和加速的3阶段模型。通过低匀速行驶时间与停车时间之间的关系,可以得到车辆发生拖延行为的条件。建立了考虑拖延行为的排队长度与BQ模型之间的关系,并以首辆拖延车辆能否通过交叉口以及饱和度是否大于1为判别条件,提出了排队长度修正模型。通过实例验证了修正模型的可行性,而且修正模型可以保证现场调查的客观性和可操作性。

VANET数据包丢包启发式解决方案

车载自组织网络默认的IEEE802.11P协议采用了简单的干扰模型,产生了隐藏终端问题,影响了车载自组织网络的性能。提出一种启发式解决方案,考虑了干扰因素在车载自组织网络传输的不同阶段对其造成的影响,根据交通拥堵情况适时调整竞争窗尺寸和传输功率。在启发式解决方案中,不同传输阶段的数据包丢包用碰撞丢包率、SINR和队列溢出表示,自适应改善数据包竞争窗尺寸和传输功率,提高了数据包传输成功率,降低了端到端延迟。

循环队列应用案例分析

在分析顺序队列操作的基础上,以舞伴配对问题为例,设计了以循环队列作为存储结构的算法的实现过程,体现了循环队列在算法设计中的灵活性.

自相似网络流量中QoS问题的研究

针对自相似网络流量中QOS问题,应用仿真实验方法,对优先队列的QOS问题进行研究,实验结果表明,网络自相似流量需要较长队列和较大缓冲区容量。

多重分形网络流量输入下多队列排队模型

针对目前分形网络流量输入下排队系统研究大多没有给出解析结果,且只研究单队列排队的缺点。根据实际网络的排队性能,在无约束条件下,采用了多队列多服务台成批到达的排队方式,建立模型,推导出多重分形特性网络流量输入下单队列和多队列溢出概率的解析式。并通过真实网络流量数据描绘出溢出概率与队列缓存长度的关系,结果发现该多队列排队模型下的溢出概率的解析式能够较好地拟合真实网络流量的排队性能。

一个改进的就地稳定二路归并算法

提出溢出队列的概念,用于管理二路归并过程中的动态存储区,它位于第二归并段的头部,存放归并时前段的较大者;对一个二路归并算法进行了改进,将理顺队列改为理顺溢出队列,并保留了原算法简便、就地进行、稳定、比较次数最优的特点;进行了二路归并和二路归并排序测试,结果表明归并总长为n的两个等长归并段时移动次数约为n2/108,可减少到原算法的4/9。

基于NSGA-II算法的单点过饱和交叉口信号控制

为了提升单点过饱和交叉口的通行效率,解决过饱和交叉口排队车辆溢出导致的上游交叉口严重拥堵,提出了一种基于NSGA-II算法的单点过饱和交叉口信号配时方法,对多目标优化模型进行求解.为预防交叉口排队溢流,提出了溢流排队长度指标Ccri.选取排队长度、延误时间和溢流排队长度指标为优化目标,对信号相位配时进行优化.使用VISSIM仿真软件对一个实际交叉口进行算例分析.结果表明,文中提出的算法与传统的F-B方法得出的信号配时方案相比,能有效减少过饱和交叉口的排队长度和延误时间,并能降低溢流发生率.

基于综合待行区的过饱和排队溢出优化模型研究

首先介绍了综合待行区在国内的研究和应用现状,阐述了信号交叉口时空资源优化策略,并通过昆明市现状交叉口实际调查对过饱和与排队溢出关系进行研究,然后提出基于综合待行区的过饱和排队溢出优化模型。最后运用微观仿真软件VISSIM对目标交叉口实施优化模型前后的车流运行情况进行仿真。结果显示,该优化模型能够充分利用交叉口内时空资源,增加展宽段车流存储量,提高车流通行能力,有效的缓解和预防因车流排队溢出引起的过饱和交通现象。

信号交叉口排队溢流控制触发条件及方案设计

为得到信号交叉口车辆排队溢流控制方案触发临界条件,提出了信号交叉口进口道最大广义排队长度及路段允许车辆排队长度计算方法,在此基础上提出基于上游交叉口关联相位剩余存储能力的绿灯时间压缩法.考虑控制方案的平滑过渡性,提出了等距逐周期的绿灯时间压缩方法.最后通过VISSIM仿真实验,将所提控制方案与既有常用控制方案比较分析.仿真结果表明,所提控制方案能够有效降低溢流相位排队长度及平均延误,同时不对关联相位产生过大负面影响.

动态增长型循环队列的实现

循环队列是为克服顺序队列"假上溢"现象,充分利用向量空间而提出并广泛应用。动态增长型循环队列是为反驳数据结构教材(严蔚敏著)中"在C语言中不能用动态分配的一维数组来实现循环队列"的论述而提出的,文中给出了一种具体实现方案并附以结果。

基于进口道检测器数据的交通溢流判别方法

针对定周期相邻交叉口,基于进口道检测器数据,提出流量模型,确定溢流判定参数和溢流判别流程。并根据交通波理论,提出修正的溢流临界条件。算例分析结果表明:所提出的方法可以在已知检测器数据的条件下实现溢流快速判别。

考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型

为有效应对过饱和交通对信号控制的需求,首先构建宏观交通流模型以模拟排队过程的动态演化和刻画相邻车道间车流的相互作用;在此基础上,分别建立左转和直行排队回溢阻挡下的排队长度计算模型并以两者加权求和最小为目标函数,同时约束周期时长、有效绿灯时间、路段存储能力,以此提出考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型;最后,运用VISSIM对北京市兴华大街与清源路交叉口仿真,并对比现状方案、F-Webster-B-Cobber(F-B)方案、所提出优化方案的效果.优化方案下:路口通行能力较现状提升136 pcu/h、较F-B提升312 pcu/h;车均延误较现状降低1.7 s、较F-B降低9.6 s;各进口均未出现严重排队溢出现象.结果表明所构建的信号控制模型对单点过饱和路口应用的有效性.

具有能量收集的雾网络的建模与性能分析

提出具有能量收集的雾网络的随机模型,基于随机流体队列理论,运用矩阵分析方法得出雾网络的节点中数据和能量的联合分布,以及数据溢出和闲置概率.通过数值计算,验证本文提出的性能指标的可行性,并分析了系统参数对性能指标的影响.

基于冲击波理论的信号交叉口最大广义排队长度计算方法

为了准确识别车辆排队溢流趋势,通过交通冲击波理论分析车辆排队的形成-消散过程,提出溢流安全距离计算方法,分析如何确定冲击波检测器的布设位置,在此基础上提出最大广义排队长度计算模型。通过VISSIM仿真试验对最大广义排队长度估算模型进行精度验证。仿真结果表明:最大广义排队长度的计算值与仿真值的相对误差平均值为6.46%,计算模型精度符合应用要求。

基于车流无缝衔接的短连线交叉口协调控制方法

针对短连线交叉口经常出现排队溢出的问题,以交叉口的车均延误最小为优化目标,建立基于车流无缝衔接的短连线交叉口协调控制模型,运用波动理论建立排队约束模型,加入左转车流排队长度约束。最后,采用交通控制仿真软件验证本文提出的协调策略的有效性和适用性。仿真结果表明:采用基于车流无缝衔接的协调控制方法后,车均延误降低了38.3%,且无左转排队溢出。

展宽段排队溢出状态下区段延误模型研究

为研究过饱和信号交叉口排队溢出状态下单周期通过展宽段车辆的区段延误模型,首先介绍了3大经典延误模型,提出了3大延误模型均未考虑展宽段长度和饱和流率的波动问题。其次,以展宽段为研究对象,在经典延误模型理论的基础上,推导出了展宽段区段延误模型。最后,从公式推导计算和VISSIM仿真两个方面对优化模型和定数理论延误模型进行了对比。结果表明:该模型能够有效地反映展宽段溢出状态下产生的区段延误,可为展宽段的科学设计提供理论基础。