快速路网拥挤应对策略的宏观交通仿真评价

城市交通网络日趋严峻的拥挤对交通管理者提出了严峻考验,各大城市都纷纷研究应对拥挤的良策并评价其有效性。运用先进的宏观动态交通流仿真方法,对需求激增条件下城市快速路网交通运行情形进行仿真,刻画拥挤在路网中发生、传播和消散的过程,并对基于动态交通广播信息诱导的拥堵应对策略进行了仿真评价和效果模拟,结合一个"三起点三终点"快速路网,给出了不控制和控制两种情形下的路段交通流状态(速度、流量等)时变轨迹图、路网全局交通状态视图等可视化仿真结果。仿真案例显示,宏观交通流仿真能够有效地用于诊断快速路拥堵原因、模拟各类先进交通控制策略的效果。研究成果旨在为交通管理部门设计和评价快速路网拥挤应对策略提供可借鉴思路和技术参考。

宏观交通仿真系统架构与关键技术研究

交通仿真技术是伴随着计算机技术的发展而产生的一种交通分析技术,该技术通过计算机数字仿真或半实物仿真方式来展现交通流时空变化、解析复杂交通系统现象。本文结合实际案例,对宏观交通仿真系统架构和关键技术进行分析,期望对于交通仿真系统的研发具有参考价值。

快速路网常发性拥挤的宏观交通流仿真

针对网络级快速路系统,以一个包含两个起点和两个终点的快速路网为考察对象,运用经典的快速路网宏观交通流模型METANET,对交通流进行建模与仿真,模拟了高峰时段交通需求条件下的快速路网常发性拥挤。通过仿真案例,细致地刻画了常发性拥挤在路网中形成、传播、消散的动态过程,描述了路网中交通状态的变化,分析了路网拥堵和运行效率降低的原因。仿真案例表明,网络交通流的状态演化是复杂的动态过程,路网中局部拥挤往往会演变成整个路网的拥堵,增加行车延误,降低路网总体运行效率;对交通流进行适当调节以缓解拥挤和提高路网时空利用效率,非常必要。

快速路网宏观交通流仿真系统的开发与仿真

为了给快速路网运行状况分析和控制策略评价提供高效辅助决策工具,提出快速路网宏观交通流仿真系统整体框架,分输入模块、仿真模块和输出模块三部分,并给出采用Microsoft Visual Basic面向对象语言开发的实现流程图和关键技术。仿真案例采用该系统对包含两个起点、两个终点的快速路网进行仿真,刻画交通拥挤的形成、传播和消散过程,并模拟ALINEA匝道控制策略情景下路网的运行状况。仿真案例表明,该系统能较好地描述网络交通流的时空动态演化,是测试、评价交通控制策略的有效工具。

快速路网交通管理策略的环境效益仿真评价方法

提出了用于评价城市快速路网交通管理策略环境效益的仿真方法。该方法采用宏观动态交通网络建模思想,将考虑车辆行驶速度的机动车排放模型及燃油消耗模型与宏观交通模型有效衔接,并用货币价值量化排放减少所带来的直接经济价值(包括大气污染治理费的节省和燃油消耗费用的节省)。以可变情报板路径诱导策略为例,对一个算例路网进行仿真。仿真结果表明,路径诱导策略尽管导致NOX增排了0.799 t,但减排了0.858 t的CO和0.087 t的HC,同时节省燃油消耗185 335.166 L,产生直接经济价值逾129万元。研究表明,该方法能够为交通管理策略环境效益的科学评价提供辅助决策依据。

需求激增下交通管理策略仿真分析方法

大型活动时需求激增易引起交通拥挤。本文提出用于评价拥挤应对策略的仿真分析方法。该方法采用宏观交通仿真技术,模拟网络交通流演化过程,分析拥挤成因,以便提出应对策略并验证其有效性。采用GANFreSP仿真系统对一算例路网进行仿真,刻画拥挤发生、传播和消散的过程,并模拟交通系统管理和交通需求管理的拥堵应对策略,给出了路网全局交通状态快照图、交通状态时变轨迹图等可视化结果,及路网总体性能指标。仿真案例表明了该方法在交通控制与管理中的有用性和辅助决策作用。

国内外主流交通仿真软件的对比分析

目前,国内广泛使用的交通仿真软件均源于国外,国内相关领域还有较大的发展空间。因此,对目前发展较为成熟的交通仿真软件进行分析显得尤其重要。从横向方面对宏观、中观、微观交通仿真软件进行了比较分析;在纵向方面从不同的角度对常用的宏观交通仿真软件以及微观交通仿真软件进行了对比分析。结果表明,国外软件都没有考虑到国内混合交通流的情况,开发一款能与地理信息系统(geographic information system,GIS)和相关定位系统无缝连接的全球通用交通仿真软件是很有必要的。

交通仿真技术在大型会展中心疏解方案中的应用

大型会展中心在展会高峰期间客流出行需求巨大,对周边道路交通运行带来的冲击明显,容易造成片区路网交通瘫痪,需要制定相应的交通疏解方案予以应对。以深圳市国际会展中心项目为例,分析了会展中心在发展过程中可能面临的多种客流疏散场景,从宏观、中观、微观三个维度,对不同场景中的交通运行状况进行仿真模拟,并提出了一种基于交通仿真模型的动态、量化评估方法,分析各个场景中疏解方案的适配性。最后从交通改善和供需管理两个角度提出建议,形成方案优化闭环反馈和风险管控机制。

城市桥梁群改建施工保通仿真技术研究与实践

桥梁作为连接城区路网的关键节点,深度影响城区整体交通运行,如何在桥梁群拆除重建时采取有效措施保障路网在施工期间的通畅性,需要利用科技手段对其保通方案进行设计与验证。以平陆运河钦州城区段跨线桥梁工程为例,利用宏观+微观交通仿真软件与BIM软件相结合的仿真分析方法,对跨线桥梁群集中改建施工期间保通方案的合理性进行综合评价。结果表明,该方法可为城区桥梁施工保通方案设计提供理论参考并验证其合理性,有效支撑运河沿线关键桥梁重建施工期间的交通管理,减小因桥梁拆建施工对交通流的影响。

面向大型社会活动的快速路网控制策略仿真评价方法

为了缓解大型社会活动期间短时需求激增对快速路运营的压力,提出了基于宏观交通仿真的快速路网控制策略评价方法,旨在为交通控制与管理提供辅助决策依据。该方法运用网络交通流仿真模型对候选控制方案进行仿真和评价,得到较优方案。采用GANFreSP仿真程序对一实例路网的交通流演化进行仿真,刻画拥挤发生、传播和消散的过程,并模拟基于分流诱导的拥堵应对策略,给出交通状态时变轨迹图、路网全局交通状态快照图等可视化结果,以及不控制和分流诱导情况下的路网总体性能指标。仿真案例表明,网络交通流演化是复杂动态过程,局部节点拥挤易演变成整个路网的拥堵,合理地进行快速路控制能够提高路网时空利用效率。

高速公路隧道入口区段交通流模拟与安全性研究

隧道内外照明差异使交通流状态产生了相应的变化。为模拟高速公路隧道入口交通流运行与安全状态,根据驾驶速度与能见度关系,提出了元胞传输模型的改进原理与方法。通过与实际道路交通流数据的比较,验证了模型的有效性。运用该模型模拟并比较不同条件下交通运行状态。结果表明,改进的元胞传输模型能够揭示隧道入口流量与车速状态。受到隧道能见度的影响,在隧道入口段车速将有明显的降低。随着隧道内能见度的降低,这种影响更为明显。高流量情况下,隧道入口的扰动可能影响后续车辆速度与流量;低流量情况下则影响不大。车速扰动对于道路全段的安全性影响较大,在交通激波的传递过程中,更容易出现交通事故。低密度情况下,隧道内能见度越低,安全性越差。

机场出租车问题的决策与调度分析

研究机场出租车的决策与调度问题,运用排队论结合元胞自动机模拟车辆通行,用熵权法改进物元分析模型,构建效益比函数,并利用Vissim宏观交通流仿真检验,给出决策方案:当前有不超过21辆车时,司机可选择排队载客,否则司机可选择空载返回;在兼顾安全的情况下,上车点应设置在距离乘车区出口7.67 m处;司机决策所依赖因素的影响由大到小依次为车辆队长、行车距离、里程计价、乘客数量、航班数量。检验的相对误差为7.3%~13.3%,小于工程要求的15%。检验结果表明,排队论与元胞自动机模型的结果符合预测,验证了模型具有合理性和较强的外部应用能力。

VMS行程时间诱导效益仿真算法

基于宏观交通仿真模型,提出了可变情报板(VMS)行程时间诱导效益仿真算法,分析了驾驶人的信息关注率和信息理解偏差系数对VMS行程时间诱导效益的影响。以行程时间计算模型和驾驶人信息响应模型与METANET仿真模型为理论基础,以路网总耗时改善率为诱导效益目标,在3种不同规模的路网上进行仿真试验。仿真结果表明:VMS行程时间对于改善路网运行效率通常具有正面的诱导效益;信息关注率越高,信息理解偏差系数越小,诱导效益越显著;当信息关注率为80%以上时,小型、中型、大型3种路网的诱导效益分别达到28.89%、15.87%、10.53%以上。可见,仿真算法有效。