基于车路协同的快速路合流区可变限速控制方法

针对快速路合流区通行效率低的问题,利用车路协同环境下实时信息采集与交互技术,基于Gipps安全距离模型,对METANET模型进行改进;将动态安全距离融入可变限速控制中,建立起主线可变限速的控制方法和模型,引导匝道车辆利用主线可插间隙汇入,提高了快速路合流区的通行效率和匝道汇入的成功率;利用VISSIM与MATLAB联合搭建仿真控制环境,在不同流量下对所提出的控制策略进行仿真评估。研究结果表明:在中、高流量下,可变限速的控制策略使得速度分别提升了8.75%、 9.28%,密度分别降低了9.45%、 9.77%,行程时间分别降低了9.29%、 8.88%;延误分别降低了9.21%、 8.84%;证明了该可变限速控制策略能提升合流区通行效率,改善交通流运行状态。

基于积水高度的下凹桥区交通信号实时控制仿真模拟

针对目前各大城市下凹桥区降雨积水情态与交通管控无法联动,且下凹桥区降雨积水时交通安全及应急处理处置缺失的问题,系统地解析下凹桥区降雨积水水位感知、安全警示标识和交通信号管控的具体形式,确定下凹桥区周边交通路口相位信号配时的调控模式,进而建立基于积水高度的下凹桥区交通实时控制系统,并采用交通仿真测试环境模拟评估下凹桥区周边交叉口相位信号配时优化方案在不同积水高度条件下的适应性和改善效果。结果表明:降雨天气将增加下凹桥区周边交叉口整体的延误和排队长度,而相位信号配时优化能有效提高下凹桥区周边交叉口的车辆通行能力,提升交叉口整体服务水平,降低降雨天气对交叉口交通带来的不利影响。

基于强化学习的车道级可变限速控制策略

针对高速公路合流区主线各车道交通流运行状况受合流车辆影响的差异性,研究了1种基于强化学习的车道级可变限速(differential variable speed limit,DVSL)控制策略。由于DVSL控制问题存在高维动作空间求解困难,本文利用限速变化值优化动作空间,确定状态空间以及考虑多因素的奖励函数;在求解过程中,使用优质经验回放技术(prioritized experience replay,PER)进行改进,以提高训练效率和模型性能;同时提出1种车道间的安全检测机制辅助PER-DDQN展开训练,保证车道级可变限速模型可实施性。利用SUMO仿真软件测试所提出策略的控制效果,结果表明:所提出的车道级可变限速策略相较于未实施可变限速控制场景,全程行程时间降低41.88%、平均速度提高5.65%,合流区行程时间降低66.91%、平均速度提高43.42%;且车道级可变限速控制策略下合流区内各车道拥堵时间明显缩短,速度变化更加平稳。此外,还测试了智能网联车(connected-automated vehicles,CAVs)在不同渗透率场景对所提出策略的影响,渗透率在低于60%时实施车道级可变限速策略控制效果明显优于未实施可变限速控制策略,在渗透率为20%、40%和60%的场景中平均全程行程时间分别降低了41.88%、13.38%和7.46%,平均速度提高了6.08%、2.36%和1.61%;当渗透率达到80%以上时,鉴于CAVs车辆能明显改善交通流状况,实施车道级可变限速控制策略改善效果不明显。

长沙市声环境功能区噪声变化趋势分析及对策建议

本文以2021—2023年长沙市功能区声环境质量监测数据为基础,分析功能区噪声年度、季度、小时变化趋势和超标时段,1~4类功能区噪声质量状况、点次达标率及超标情况,并提出噪声防治对策建议。分析结果表明:从年均值分析,长沙市功能区噪声质量呈逐年改善趋势。从季均值看,3季度昼、夜间噪声质量相对较差;4季度昼间、1、4季度夜间噪声质量较好。从小时均值分析,长沙市8—10时噪声值最高,15—19时为小高峰,3—4时最低。从功能区分布看,长沙市1、2、3、4类功能区昼间噪声均达标,夜间噪声4类功能区噪声点次达标率最低。

城市更新视角下的慢行系统规划研究——以舟山市核心区为例

随着中国城市化建设进入存量时代,城市更新已成为推动城市治理和转型发展的一项重要抓手,慢行系统的更新建设日益受到关注。本研究通过分析传统慢行系统规划面临的问题,提出宏观系统协同、微观复合利用、搭建管控体系、制订行动计划的规划方法,以舟山市核心区慢行系统的规划实践为例,探索城市更新视角下城市建成区慢行系统规划的技术路径。

基于改进Newman算法的交通控制子区动态划分研究

文中提出一种基于改进Newman算法的交通控制子区划分方法.综合考虑交叉口间距离、排队长度、行程时间、路径流量、以及信号周期时长等因素,定量分析交叉口间的关联性,计算相邻交叉口间的信号关联度和路径关联度,建立交叉口间的路径-周期关联度模型.改进传统Newman算法,将相邻路口间的路径-周期关联度作为边权,根据交通状态的变化实现对交通控制子区的动态划分.选取包头市青山区部分路网进行模型验证,将不同划分结果分别在Vistro和Vissim仿真软件上进行仿真实验.结果表明:无论是车均延误、停车次数绿波带宽、服务水平还是车均延误、停车次数,文中所提方法均明显优于现状及传统Newman算法的划分结果,证明了该子区划分方法的有效性.

双机场终端区共用航段离场管制优化

距离相近的两个机场在其终端区容易出现共用航段现象,某些情况下还会存在定位差异(如北京首都机场和天津滨海机场),从而大大增加交通管制复杂性。为探究管制策略对于不同定位临近双机场终端区离场交通运行的影响,本文提出了差异加权调节和附加尾随间隔控制两种管制放行方式并分别构建了对应的优化控制模型,其可以给出对应条件下终端区空域内双机场的最佳放行间隔和航班飞行进程。鉴于问题的计算复杂性,借助一种改进遗传算法对其进行求解,并通过北京首都机场和天津滨海机场进行验证分析。结果表明,离场时共用航段使得双机场延误调节难以同时兼顾,现实中北京首都机场优先级更高,在此前提下由天津滨海机场去往华东、中南和西南三个航班流方向的计算最优放行间隔分别为5.3、6.2和9 min。相较于当前天津滨海机场固定8 min间隔的放行策略具有明显优化空间,进一步分方向优化调整天津放行间隔可在不影响首都机场优先条件下减少天津滨海机场航班的延误和扇区通过时间。

智能网联环境下分流区卡车编队交通影响与控制策略

为缓解智能网联环境下分流区的大车屏障效应,构建了符合分流特性的变道模型,分析了卡车比例、直行车辆进入概率、分流车辆进入概率、车头时距与编队规模对大车屏障效应的影响.将变道控制策略和编队规模限制策略相结合,提出并评估了卡车编队控制策略(TPCS).结果表明,卡车比例、直行车辆进入概率与分流车辆进入概率的不同组合是大车屏障效应产生的宏观条件.在微观层面,5辆及以上卡车以不超过2 s的车头时距编队行驶是大车屏障效应产生的临界条件.相较于编队状态与非编队状态,TPCS可分别将出口匝道流量提高60%和43%.因此,满足大车屏障效应的产生条件时,交通管理者可实施TPCS缓解大车屏障效应.

改进狼群算法的交通子区迭代学习边界控制方法

针对基于固定增益迭代学习的交通子区边界控制方法收敛速度慢、迭代次数过多及控制精度差的问题。提出了一种迭代学习结合改进狼群算法的交通子区边界控制方案。该方案首先根据宏观基本图理论建立交通子区路网的车辆平衡方程,设计出系统的迭代学习控制律。其次分析了迭代学习控制对宏观基本图的影响,引入自适应步长的狼群算法,该算法以上一批次的宏观基本图为模型,离线对迭代学习控制器的比例和微分增益系数进行寻优,再将最优结果代入下一控制周期迭代学习控制中,进而改善收敛速度与精度。最后,对该方案的收敛性提供了数学证明,而仿真实验结果也表明该算法相较于具有固定增益的迭代学习控制器,收敛速度得到提升,对系统期望轨迹也具有较好的跟踪精度,具有较强的可行性与有效性。

基于多目标优化的机场机坪管制区域划分方法研究

为均衡各机坪管制区域间的交通复杂度以及管制员工作负荷,以航空器机坪安全运行为出发点,依据交通复杂度、管制员工作负荷、区域划分结构指标以及优化建模理论划分机场机坪管制区域,利用基于加权Voronoi图生成的坪移交区域划分模型生成初始场面区域,建立机坪管制区域优化划分模型的目标函数和约束条件,并基于实际机场运行数据进行实例验证。研究结果表明:管制区域优化划分数目为2时,对比东、西管制区域划分方案,优化后的划分方案其机坪交通复杂度减小36%,机坪管制员工作负荷减小25.9%,管制区域紧密性指标小于0.5,采取优化方案之后的机坪管制区域交通复杂度及管制员工作负荷更为均衡。研究结果对于提升机场机坪运行的安全性能具有重要意义。

基于深度强化学习的平滑车速控制系统

为调整不同路段的限速值,平滑交通流,从而提升高速公路车辆通行的安全性和效率,针对交通瓶颈区设计一种基于深度强化学习的平滑车速管控系统。该系统主要包含动态限速启动、限速值确定与更新和情报板动态发布等3个模块。将深度强化学习算法DDQN(Double Deep Q-Network)引入系统中,提出一种基于DDQN的平滑车速控制策略,从目标网络和经验回顾2个维度提升该算法的性能。基于元胞传输模型(Cellular Transmission Model,CTM)对宁夏高速公路某路段的交通流运行场景进行仿真,以车辆总通行时间和车流量为评价指标验证该系统的有效性,结果表明该系统能提高瓶颈区内拥堵路段车辆的通行效率。

干线协调控制下适用左转待转区的信号配时研究

基于MAXBAND方法量化相序对相位差的影响,依据不同相序下的相位差与行程时间的关系构建绿波带在最小协调相位内的偏移模型,在保证干线协调控制效果的条件下,进一步明确干线交叉口适用左转待转区的绿信比范围,并结合武汉市解放大道上两个连续设置左转待转区的交叉口进行案例分析.结果表明:在该方法获得的左转待转区适用范围内,交叉口均设置lag-lag相序相较于未全部设置lag-lag相序的情况平均带宽增加6.67%,平均排队长度与平均行程延误分别降低6.73%和15.03%.

湛江进近管制区空域与进离场航线规划方案研究

为了更好地支撑湛江空管站的管制运行,为未来湛江进近管制区空域规划、进离场航线设置及运行调配提出相关建议,针对现行进近管制区特点,分析了制约湛江进近管制区空域运行存在的主要问题,研究制定了新的空域与进离场航线规划方案,并通过AirTOp软件进行仿真,将新设计的方案与现行方案的运行效能进行对比。结果表明,新设计方案场景下进近管制区运行的效率和安全指标均优于现行方案场景;此外,应适时优化调整机场起降间隔、推进军民航协调,以适应各机场的发展需求。本文探讨的相关研究方法具有普适性,同样适用于其他进近管制区同类型的研究。

基于混沌理论的交通量实时预测

分析了城市交通的混沌性 ,根据复杂的城市交通特点 ,引入了误差反馈系数 ,改进了混沌时间序列预测方法中的加权一阶局域法和基于最大Lyapunov指数的预测法 ,并将其成功应用于实时交通量预测 .预测结果表明 :这两种改进的方法都能较准确地预测交通量 ,但后者比前者更适合交通量预测 ,后者的预测误差一般可以控制在 5 %以下 .

基于混沌遗传算法的区域交通计算机控制配时优化

充分发挥混沌理论和遗传算法各自的优势,开发了混沌遗传算法,混沌遗传算法能有效地改进遗传算法的收敛速度慢、早熟收敛和有可能陷入局部最优点的缺陷。分析了城市交通这个复杂大系统的混沌性,并将混沌遗传算法成功应用于城市区域交通计算机控制信号配时优化。采用TSIS5.1进行了仿真,仿真结果表明:混沌遗传算法比遗传算法的收敛速度大大加快,且车辆平均延误和平均停车率都比遗传算法和固定周期法有明显的降低。

面向大型社会活动的个性化区域交通控制

针对大型社会活动下的城市区域交通控制问题,提出一种面向大型社会活动的个性化区域交通控制方法。充分考虑交通管理者的个性化实践经验,构建面向大型社会活动的区域交通控制双层模型,即个性化交通管理与个性化交通控制模型。引入模糊分析法,对区域交通控制双层模型的参数进行个性化确定,并基于压缩粒子群算法对模型进行优化求解,最终输出各区域、区域内各交叉口控制向量。以长沙城区举办大型活动背景进行了交通控制仿真验证。研究结果表明:大型活动举办期间,区域交通系统运行良好,这说明本文算法能够有效解决大型活动下的区域交通控制问题。

基于粗糙集的区域交通控制交通量属性约简

交通量属性的有效约简能够大大减少方案选择式城市区域实时交通控制系统在线SVM分类计算的计算量,是实现这种实时交通控制方式的关键一步。在遗传算法初始种群的产生和变异中引入了混沌算法,并提出了“混沌变异”的概念,由此构造了混沌遗传算法。将混沌遗传算法用于粗糙集的属性约简,并在构造适应度函数时引入了粗糙集理论的“支持度”。在初始种群的产生、交叉和变异算法中均采用约简的可辨别下三角矩阵判断个体的可行性。最后将所开发的粗糙集混沌遗传属性约简算法用来对城市区域交通控制交通量属性进行约简。仿真计算结果表明:所开发的粗糙集混沌遗传属性约简算法能有效地解决交通量的属性约简问题。

终端区空中交通管制运行品质综合评价

为定量评价繁忙终端区空中交通管制运行品质,以成都终端区为研究对象,针对单跑道终端区,建立了包括管制业务量、安全性能、效率性能、工作负荷及交通拥挤度的管制运行品质定量评价指标体系.根据专家意见选取20个相对独立的指标,给出了基于主成分分析法的综合评价方法.采集覆盖一周每日繁忙时段10:00～22:00的84个样本,得到各时段的管制运行品质综合评价结果.经K-均值聚类分析及实际运行表明,本文方法可行,评价结果与实际情况相符.评价结论为终端区的运行策略优化提供了依据.

基于行程时间可靠度的区域交通控制系统评价方法

在定义行程时间可靠度的基础上,利用浮动车调查数据,得到不同时段路径行程时间可靠度;然后建立了以行程时间可靠度为指标的城市区域控制系统运营效率的评价模型.该模型在武汉市区域控制系统评价中进行了应用研究,结果表明:区域交通控制系统运营后,早高峰、平峰和晚高峰3个时段路网行程时间可靠度显著提高,全日路径行程时间可靠性波动小于实施前,离散程度降低,城市交通系统的运行状态得到改善.相对于传统评价方法,所建模型灵敏度更高,适用性更强.

终端区空中交通管制运行品质评价因子研究

终端区空中交通管制运行品质涉及多个因素,单方面的改进会影响其他方面,需要经过综合评价才能形成有效的运行优化策略。为加强对终端区管制运行品质的综合评价,基于因子分析法对评价因子进行了研究。以成都终端区为例,根据专家调查法选取6项关键指标,采集繁忙时段10:00~22:00的有效样本共计57个,进行因子分析。结果表明:安全、流量、效率为评价终端区管制运行品质最重要的3个因子,权重依次为0.37、0.34、0.29。经在管制专家中开展模糊综合评价,证明因子分析结果与实际情况相符。所提出的研究结果,从定量分析角度为综合改善终端区管制运行品质提供了决策导向和检验依据。