基于新老司机道路选择行为的交通流均衡研究

针对新上路司机数量的爆发式增长带来的交通流均衡变化问题,本文在对司机进行分类和道路选择行为分析的基础上,应用决策树方法构建了基于新老司机道路选择行为的交通流均衡模型,并用实际案例研究了主要参数的敏感性。研究发现:路况通过联合系统车流量的分配情况、车速预期和司机学习过程等因素共同对司机比例产生影响;当某一条道路达到均衡时,车流量对司机比例的敏感程度受到路况差异的影响;司机在驾驶经验、对道路的熟悉程度以及学习能力等方面存在差异,但这种差异仅存在于对交通信息的感知方面。该研究有助于加深对城市交通流变化规律的认识和理解,对于发展出有效的交通管制措施有积极的理论价值和现实意义。

贝叶斯－交通流均衡模型：一种由交通量观测值估计OD流的有效方法

本文将现有的贝叶斯模型与交通流均衡模型相结合，提出了一种由交通量观测值估计ＯＤ流的有效方法，并以实例加以说明，同时探讨了比例矩阵Ｈ的获取及Ｈ的定义问题．

基于ATIS的多用户多准则随机均衡交通配流演化模型

为了刻画实现随机用户均衡态的过程,提出一个考虑多用户参与和多准则决策的随机均衡交通配流演化模型。在模型中,根据时间价值的不同,将出行者分为有限类,每类用户的先进出行者信息系统(ATIS)市场占有率由信息收益确定;出行者依据由出行时间和出行费用线性组合的最小感知阻抗选择出行路径;利用不动点定理分析了模型不动点的存在性。数值试验结果表明:提出的模型能够收敛到不动点,可以模拟网络中ATIS市场占有率和流量的演化过程。

关于非均衡动态交通网络简化模型的超额函数为正数的讨论

本文在城市交通网络随时间动态演化基础上,首先,建立了以出行花费净剩余最大为目标函数的交通网络模型。其次,根据经济学中商品的三度定价规律中的需求函数表示方式[1]和BPR函数[2]将模型简化为可计算的非均衡动态交通网络数学模型,并对其进行了优化。鉴于优化过程中约束条件的复杂性,本文我们对超额需求函数和超额花费函数取正的结论进行了简单的数学论证,该结论的成立简化了约束条件,并为后期模型的仿真算法可行性提供了保障。

价格-数量调节网络交通流演化模型

首次运用经济学非瓦尔拉斯均衡中的价格-数量调节原理和方法,建立网络交通流动态演化模型.假设出行者在路径选择决策时,不但受路径出行时间(价格)的影响,而且还受到路径剩余通行能力(数量)的影响,并将这种路径选择行为形成的稳定交通流模式定义为价格-数量混合调节用户均衡.论文分别建立了价格调节演化模型和数量调节演化模型,进而构建了价格-数量共同调节演化模型,证明了演化模型的稳定状态等价于价格-数量调节用户均衡,且价格调节用户均衡和数量调节用户均衡均为价格-数量调节用户均衡的特例.论文最后以一个简单的测试网络为例对文中建立的演化模型进行了计算分析,结果显示三种演化模型均可较理想地模拟路径流随时间变化的过程,且模型稳定状态分别对应三种用户均衡交通流模式.

稳健交通均衡模型的SDP松弛

交通均衡问题在城市交通管理中具有重要意义.研究均衡交通的目的是通过对稳定交通流进行量化分析,为决策者提供交通规划及管理的依据.Wardrop交通均衡原理是描述交通均衡问题的基石,本文在其扩展之一的稳健Wardrop(Robust Wardrop,简记为RW)互补均衡模型的基础上,将不确定因素的盒子约束改进为球约束,以改善原有模型的保守度.其次给出带有不确定因素的稳健Wardrop极小化形式及其确定性稳健对应模型(Robust Counterpart,简记为RC).最后通过SDP松弛手段将稳健对应模型(RC)松弛为容易的线性半定规划问题进行求解,并给出实例说明,为不确定因素影响下的交通均衡问题提供了一种新的有效模型及解法.

基于合同模式交通分配模型和求解算法

首先,提出了基于合同模式下交叉口的通行权分配问题,根据相邻局中人之间的流量特征和服务水平,建立合同模式的讨价还价模型,并用Nash均衡效用衡量双方谈判的效果。其次,根据有效性和防策略性,证明了局中人价格策略均衡和路网流均衡的条件是所有的旅行者都遵循基于合同模式的路径选择规则,通过路网中局中人之间最终的均衡策略价格,所有的旅行者都按照自己的真实偏好选择报价总和最小的路径,从而实现系统最优和用户最优之间的协调。最后设计了求解合同模式模型的算法,并用一个算例说明了模型和算法的有效性。

城市区域交通网络的线性互补模型和快速算法

结合区域交通网络的特殊性对问题进行合理简化得到线性互补模型,用以描述平衡状态下的交通流量,利用模型的线性性质设计快速求解方法,可以解决一类特殊的实际问题.

终端区进场流的路径选择研究

在实际运行中,通常依据管制员的经验对进场航班流的路径进行管理,缺乏科学性。针对终端区进场流的路径选择与进场排序的流量管理问题,以进场航班的总完成时间最短为目标,建立基于时间窗与位置约束的路径选择与排序的数学模型。采用先选择路径再排序的循环寻优的方法进行求解,将禁忌搜索(TS)与排序算法相结合,设计了TS-FCFS与TS-DP两种算法,着重建立了基于关键路径的邻域结构,并加入有效的重置(RESTAR)策略,使算法快速有效的收敛至最优解。最后借助SIMMOD仿真平台验证算法的可行性。以北京首都机场21架航班为例,仿真结果显示,TS-FCFS与TS-DP两种方法较原计划的进场路径总完成时间分别节约了149s与175s。该路径选择算法降低了进场时间,提高了终端区进场效率。通过合理优化进场航班流的路径选择与进场排序,平衡了跑道负荷,减少了航空器间潜在的冲突,同时为管制员调配进场航班流提供了合理有效的路径选择建议。

基于宏观基本图的交通控制有效性与路网稳定性研究

区域城市路网在不同控制方法下呈现的网络交通流输出水平与维持能力不尽相同,要评价控制效果的优劣,需要分析区域控制方式下路网交通流与路网耦合时所体现出来的特征值。作为一种路网的基本属性,选择宏观基本图作为研究区域交通控制有效性与路网稳定性的评价载体,解析了相对于路段、交叉口等单点评价具有的优势。基于MFD的区域交通控制评价不受路网交通需求变化的影响。研究建立了路网最大加权流量、最佳累计车辆数、路网负载能力、交通流分布均衡度以及时序均衡度5评价指标,以对区域交通信号控制方法的有效性与路网运行的稳定性进行评价,解读路网高峰时段的交通流维持能力。以成都青羊区太升南路附近37个信号交叉口为路网,利用VISSIM二次开发技术,获得了该路网在定时控制、感应控制、自适应控制以及自适应协调控制下的路网宏观基本图形态。通过对比各控制方法的宏观基本图形态特征与评价指标,从多个维度比较了各控制方法的特征与适用性,分析了相应的控制有效性,解读了其从平峰至过饱和各阶段的交通流维持能力,进而可以了解特定控制方法下路网的运行效率。同时,根据相应控制方法的稳定性表现,指出了各自的局限性,有助于在实际应用中根据区域路网面临的环境,分析应采取的交通控制策略。

求解交通均衡配流问题的新算法

给出了一个求解交通均衡配流问题的新算法，证明了新算法的收敛性，并在小型交通网络上进行了初步的数值试验．

随机交通均衡配流模型及其等价的变分不等式问题

本文讨论了交通网络系统的随机用户均衡原理的数学表述问题.在路段出行成本是流量的单调函数的较弱条件下,对具有固定需求和弹性需求的模式,首次证明了随机均衡配流模型可表示为一个变分不等式问题,同时也说明了该变分不等式问题与相应的互补问题以及一个凸规划问题之间的等价关系.

基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法

为解决采用传统方法进行交通流分配时难以保证交通流均衡性的问题,基于Hadoop大数据计算平台,设计并实现了一种实时多路径交通流分配算法。当需要进行交通流分配的OD对之间存在多条阻抗最小路径时,该算法首先能够搜索到给定OD对的所有阻抗最小路径集合,然后将该OD对的交通流均匀分配到搜索到的路径集合上,从而实现交通流的均衡分配,避免各个路段实际交通量超过其流量阈值,有效预防后继拥堵的发生,最后对基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法进行了仿真试验。结果表明:仿真路网中各路段在各个时刻的交通量均值相对于传统方法平均减少了42.3%,交通量方差相对于传统方法平均减少了35.8%,交通量最大值相对于传统方法平均减少了19.4%。

关于开放小区对道路通行影响的研究

封闭式住宅小区的开放已成潮流,在这样的背景下,有必要分析开放后的小区能否实现优化路网结构,提高道路通行能力的目标。该文主要研究了开放小区对道路通行的影响的定量分析方法,研究了小区的开放视为交通均衡模型类的新建道路问题,并且增加对道路结构和小区结构的考虑,以针对开放小区对道路通行影响进行研究。

容量约束下网络交通流演化

运用微观经济学市场摸索过程刻画拥挤状态下出行者出行路线选择行为,在出行市场背景下,描述了网络交通流由非均衡流模式向均衡流模式的演化过程。在此基础上,引入路径流约束条件,建立了容量约束下的网络交通流从非均衡向均衡流模式演化的动态模型。并以一个简单的测试网络为例,分固定需求和弹性需求两种情况对文中演化模型进行了模拟,并获得了满意结果。