城市快速路出口匝道瓶颈区域交通流率特征研究

分析城市快速路出口匝道附近的交通流率特征,对确定通行能力和提出管理措施具有重要意义.针对城市快速路线圈检测数据,利用方差分析和配对样本检验分析比较出口匝道瓶颈区域各车道之间交通拥挤前后的流率变化.发现内侧车道的交通流率在拥挤之前低于外侧车道,而在拥挤期间高于外侧车道.外侧车道在拥挤之后的排队消散流率会显著降低,而内侧车道的消散流率反而增加,即存在早发性交通拥挤的现象,并通过流量-速度关系图对内外车道交通流特征的差异进行阐释.

城市高架快速路出口匝道衔接区域交通安全分析

采用交通冲突分析技术,选取PET作为冲突评价指标,首先分析了出口匝道衔接区域交通冲突统计特性,其次分析了该区域交通冲突类型,最后研究了交通冲突空间分布特征。分析结果表明,交叉口冲突为该区域主要的交通冲突类型且交通严重程度最大。交通冲突分布具有集中特征,集中点为出口匝道车道接地点处以及左转车道进口道处。本研究可以为出口匝道衔接交叉口区域的交通管控以及交通设计提供参考。

城市快速路驶入匝道瓶颈车辆汇入行为

基于上海延安高架两个驶入匝道(南线虹许路驶入匝道、虹井路驶入匝道)瓶颈的汇入行为视频,对汇入车辆、当前和目标车道汇入交互车辆进行了轨迹和汇入行为参数提取,共获得416个汇入行为样本;应用分类回归树(CART)对3种汇入行为分别进行建模,分析影响不同汇入行为的因素,并用混淆矩阵对分类结果进行评价.结果表明,CART能较好地预测3种不同汇入类型,其分类准确率均达到了75%以上.CART与经典离散选择模型和朴素贝叶斯分类结果对比表明,CART的分类效果明显优于上述两类模型.

城市快速路匝道出口交织区交通冲突特性研究

为了研究城市快速路匝道出口及交织区的交通运行特性,以长春市具有代表性的快速路匝道出口作为调查对象,以调查实测的数据为基础建立模型,分析交通冲突特性、交通流流量特性及密度特性,建立研究路段交通冲突数与流量和交通密度的关系模型。研究结果表明,快速路出口处车流量的冲突数随着交通流量的增加而增加,而与交通密度的关系中则存在一个临界值(交通密度达到131辆/km,交通流变为强制流)。本文研究成果可以为城市快速路匝道出口控制提供理论依据与参考借鉴。

城市高架快速路出口匝道与衔接交叉口整合控制研究

在城市高架快速路出口匝道与衔接交叉口处,为避免车辆排队回溯至高架快速路主线,提出可接受排队长度控制的出口匝道与衔接交叉口的整合控制策略。当出口匝道上排队长度超过可接受排队长度时,实行相应的绿灯相位延长策略或绿灯相位提前激活策略,通过调整衔接交叉口的信号配时,实现对出口匝道的优化控制。仿真结果表明:与出口匝道落地点控制策略相比,可接受排队长度控制策略在保证出口匝道车辆不溢出的前提下,使相交道路的平均排队长度和平均延误时间都有所减少。

快速路出口匝道下游交叉口配时模糊控制

为解决城市快速路出口匝道及其衔接交叉口区域交通拥堵局面,提出了快速路出口匝道下游信号交叉口配时模糊控制方法.设计了相位绿灯延时模糊控制器和相序优化模糊控制器,实现了信号交叉口各相位绿灯时间的优化及相序的优选.结合MATLAB语言对该方法进行了程序设计与仿真.仿真结果表明:该方法在控制效果方面明显优于定时控制方案,有效地缓解或减少了出口匝道及其衔接下游交叉口区域由于配时不合理而造成的交通拥堵.该成果可为交通控制或指挥管理部门在交通拥堵治理方面提供有效的控制方案与手段.

拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制方法研究

在快速路系统中,出入口匝道是联接快速路与地面道路的纽带,同时也是最易发生拥堵的瓶颈路段。针对快速路出口匝道车辆拥堵问题,建立拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制模型,由两个子模型组成,分别是目标交叉口通行能力最大优化模型和下游交叉口车辆疏散最大优化模型。前者旨在提高出口匝道的通行能力,后者旨在保障目标交叉口方向来车到达下游交叉口后尽快疏散,案例分析结果表明:在快速路出口匝道拥堵疏解路径中,该模型求得的交叉口信号配时方案比采用Webster配时模型求得的单点信号配时方案在通过车辆数、车均延误以及平均排队长度方面分别优化了18%、22.3%和71.6%,大大加快了出口匝道拥堵疏解效率。

面向出口匝道拥挤的快速路速度协调控制模型

为缓解快速路出口匝道的交通拥挤,提出了从主线上进行速度协调控制的方法,在现有基于断面的速度协调控制模型的基础上,通过对入口匝道、出口匝道等的修正构建了面向出口匝道的基于车道的速度协调控制模型,描述和预测每个车道的交通流状态,以路网行程时间最短、总通过量最大为优化目标,对每个车道分别进行最佳速度引导.并搭建仿真系统,分析不同交通需求情形下,基于车道和基于断面的速度协调控制策略的实施效果.结果表明:速度协调控制策略更加适用于中高密度,当交通需求量较高时,相比于无控制策略,基于车道和基于断面的速度协调控制模型均能降低车辆平均延误,且在大多数情形下,基于车道的速度协调控制模型效果优于基于断面的控制模型,对缓解交通拥堵、提高交通安全具有一定助益.

快速路出口匝道与衔接辅路区域协同管控方法

为提升城市快速路及辅路区域路网的交通运行效率,该文结合新一代交通感知技术,将快速路出口匝道、辅路及下游衔接交叉口作为协同控制区域,基于主辅路不同的交通流运行状态,提出了四种协同控制策略,构建了辅路信号控制与衔接交叉口信号控制优化方法。运用VISSIM软件进行了多场景仿真验证,结果表明运用该方法在出口匝道驶出高需求下,出口匝道车均延误降低了27.3%,出口匝道流量增加了4.1%。研究成果为快速路实施出口匝道区域管控的工程应用提供了借鉴意义。

快速路匝道关联交叉口配时模糊控制

为解决城市快速路出口匝道区域交通拥堵局面,提出了快速路出口匝道关联信号交叉口配时模糊控制方法.以四相位信号交通控制为例,结合各相位车辆排队长度及延误设计了相位绿灯延时和相序优选优化两模糊控制器,分别实现了出口匝道下游辅路关联信号交叉口相序的优选及各相位绿灯时间的优化.应用MATLAB语言对两模糊控制器进行了程序设计与仿真.仿真结果表明:该方法在控制效果方面明显优于定时控制方案,可有效缓解或减少快速路出口匝道下游关联交叉口区域的交通拥堵局面.

城市快速路出口拥堵状态下上游路段交通流管控对策研究

随着城市快速路交通流量的迅速增长，快速路出口拥堵问题已成为制约快速路通行效率、诱发交通事故的主要因素。本文从拥堵压力矛盾转移和交通流量空间均分的视角，提出了一种城市快速路出口拥堵状态下上游路段交通管控的对策，通过延长车辆在上游路段的行驶时间，降低车辆到达拥堵出口的到达速度．在一定程度上缓解出口匝道的交通拥堵，以提高快速路拥堵区域安全性和整体通行效率。

关于城市快速路控制与管理的若干讨论

利用理论推导和系统仿真等方法分析了有关城市快速路交通控制的一些基本问题,包括入口匝道车流控制,出口匝道排队控制,快速路交通优先等.分析结果表明:(i)入口匝道控制虽然增加了入口排队延误,但是对整个快速路系统来说,可以提高系统的效率.(ii)入口匝道控制对普通道路既有正面影响,也有负面影响,合适的入口匝道控制策略甚至能同时对快速路和普通道路系统有益.(iii)在出口匝道相连的信号交叉口采用考虑出口排队的感应控制算法,可有效避免出口匝道排队阻塞快速路的现象,虽可能对普通道路有些负面影响,但是对整个交通网络有益.

城市快速路协同控制方法优化研究

本文基于快速道路传统控制方法,以城市快速路段为研究对象,对匝道控制与可变限速控制协同应用进行研究,提出一种新的城市快速路控制策略,仿真结果表明该策略能够有效改善控制路段交通流运行状态。

城市快速路出口匝道与衔接交叉口整合控制模型

在出口匝道接地点离交叉口距离过近时,为避免衔接交叉口的拥堵易回溢至快速路主线,提出一种基于CTM的出口匝道与衔接交叉口的整合控制模型。在出口匝道存在超长排队时,实行相位绿灯延长或绿灯提前激活策略;在出口匝道不存在超长排队时,以出口匝道及衔接信号控制交叉口车均延误最小化为目标,实时动态优化衔接交叉口的周期和绿信比。仿真结果表明:采用控制模型,衔接交叉口的车均延误虽然增加了1.74s,但可以将排队长度从大于200m降低至160m以内,从而可以保证出口匝道衔接区域和快速路主线的畅通,因此,控制策略及模型合理有效。

城市快速路出口匝道拥堵状态下衔接辅路上游协调控制研究

城市快速路系统作为无信号控制、全封闭的高等级城市道路系统,是现代城市交通网络中重要的组成部分。城市快速路出口匝道拥堵影响了快速路系统的通行效率,临时关闭出口的措施无法从根本上解决这一问题。本文将拥堵出口匝道衔接辅路作为研究对象,通过分析辅路车辆饱和和过饱和两种状态,对辅路及其上游交叉口进行协调控制,达到快速消散出口匝道拥堵辅路车流的目的,从而加快车辆驶出快速路出口匝道,提升城市快速路的通行效率。

基于双层规划的快速路与周边路网协调优化

协调优化城市各等级道路系统,能有效促进其网络结构与资源的共享、合作与互补。文章在对快速路通道系统研究现状及已有优化理论方法分析的基础上,研究城市快速路出口匝道与周边路网衔接区域交通"瓶颈"产生的原因,以"交通压力均分、负荷转移"思想,建立以辅路分流为上层模型、以用户均衡分配为下层模型的双层规划模型,在模型中考虑了分流车辆绕行延误、交织延误以及受影响车辆运行延误等因素,最后给出算例。结果表明:优化后路网衔接区域交通"瓶颈"拥堵状况得到缓解,系统总延误大大降低,路网平均总延误相对不分流情况减少61%,相对固定分流情况减少50.1%;通过优化模型可获得辅路最优分流比例,结合算例,得出当出口匝道与辅路交通需求量为1500 pcu,且周边路网车道具有足够剩余通行能力时,其辅路分流比例可达0.9以上;当出口匝道及辅路交通需求超过1500 pcu,且受周边路网通行能力限制时,辅路分流比例随着辅路交通量与匝道交通量的增大而减小。

城市快速路匝道车辆汇入影响因素识别与行为预测

分析了美国US101快速路瓶颈路段(简称"US101")和上海市延安高架上虹许路匝道瓶颈路段(简称"SHHX")的车辆轨迹数据,研究了城市快速路入口匝道车辆的汇入行为;考虑了汇入行为的13个瞬时影响因素和25个历史经历影响因素,采用随机森林算法对38个影响因素进行重要度排序,并识别关键影响因素;分别对2个瓶颈路段构建了贝叶斯网络汇入行为预测模型,并评价了模型预测精度。分析结果表明:瓶颈路段US101和SHHX共有14个关键影响因素,包括6个历史经历影响因素,其中瓶颈路段US101和SHHX历史经历影响因素分别占关键影响因素总数的45.45%、36.36%,说明汇入行为的历史经历影响因素对最终汇入决策有显著的影响;考虑历史经历影响因素的贝叶斯网络模型预测精度较高,瓶颈路段US101和SHHX汇入行为的总体预测精度分别提高了2.53%、8.85%,其中未考虑历史经历影响因素时,瓶颈路段US101和SHHX汇入行为的总体预测精度分别为87.94%和73.17%,考虑历史经历影响因素时,瓶颈路段US101和SHHX汇入行为的总体预测精度分别为90.47%和82.02%;此外,预测模型无过度拟合,测试集汇入事件与非汇入事件的预测精度之差在1.2%以内。

基于混合策略改进ASO-LSSVM的风险驾驶行为分类识别

为解决现有智能算法在优化支持向量机识别风险驾驶行为过程中收敛速率缓慢和误差较大的问题。首先,采用Tent映射取代原子搜索优化算法(ASO)种群初始化随机设置的方式,增加原子种群多样性和质量;其次,使用逐维小孔成像反向学习与柯西变异混合机制,提高原子个体择优位置的多样性,克服ASO算法易陷入局部最优和过早收敛的问题;最后,通过引入自适应变螺旋搜寻策略改进原子个体位置更新过程,以提升ASO算法的全局搜索能力,实现全局搜索和局部开发间关系的有效平衡,缓解ASO算法易陷入局部最优和收敛精度不足的问题。以上海北横通道出口匝道车辆轨迹数据为输入,使用混合策略改进ASO算法寻优求解最小二乘支持向量机(LSSVM)参数,构建基于混合策略改进原子搜索优化最小二乘支持向量机IASO-LSSVM的快速路出口匝道风险驾驶行为分类识别模型。数值仿真实验结果表明:IASO算法在12个基准测试函数数值仿真结果的平均值、标准差、最佳适应度和最差适应度等方面均更接近最佳优化值。IASO-LSSVM模型相较于ASO-LSSVM和LSSVM等模型的风险驾驶行为分类识别结果误差指标正确率、精确率、召回率和F1值分别增加11.5~24.5、14.1~29.0、15.1~28.6和14.7~31.2个百分点,且在不同类型风险驾驶行为识别结果中误差变化范围最小。IASO算法参数寻优求解精度和收敛速率优于ASO算法,且IASO-LSSVM模型可用于不同类型风险驾驶行为精准识别,可为车辆行驶轨迹状态合理判别,制定风险驾驶行为预警防控措施提供数据支撑与理论依据。