基于定点数据的道路瓶颈拥挤自动识别算法

为研究道路瓶颈处的交通拥挤现象,掌握由道路瓶颈引发的常发性拥挤的分布特点和变化规律,提出了道路瓶颈拥挤的自动识别算法。基于检测线圈历史数据,将交通状态定性划分为畅通和拥挤2种,根据瓶颈拥挤原理,识别道路瓶颈所在,并同时对由其引发的拥挤持续时长和拥挤范围进行鉴别。算法运算结果包含瓶颈定位及由其引发的拥挤持续时长和空间影响范围。以上海市南北高架路东侧10d线圈检测数据为例,验证了算法的有效性和实用性。

道路瓶颈前车辆强制变道汇流过程模拟研究

建立了基于车辆强制变道汇流行为的微观交通动力学模型,模拟分析了道路瓶颈影响下的交通流量、车道速度分布和时空图等3个宏观交通流特征和变道距离、行程时间等2个微观交通流特征。结果表明:瓶颈道路上任意截面的总流量均可表征道路的整体通行能力;中高车流密度下,道路瓶颈可使道路总流量降低10%~35%,并造成17%~42%的车辆行程时间延误;道路瓶颈对其上游相当长的区域内车辆具有减速效应;道路瓶颈前车辆强制变道距离的99分位值可以作为交通信息面板位置设定的依据。

上海市中心城道路瓶颈、堵头、错位路段改造实践

经过多年的上海城市道路大规模建设，基本形成了立体化的城市路网体系，在偿还历史欠账的同时，适应和促进了社会经济的快速发展。但与新世纪城市建设发展和上海建成国际大都市“四个中心”战略目标相比，城市交通排堵保畅任务仍然十分艰巨。

面向高速公路连续瓶颈的协同可变限速控制

高速公路瓶颈处极易因通行能力受限而诱发交通拥堵,进而导致通勤时间延长、燃料消耗增加、驾驶舒适性降低,尤其是在连续多瓶颈处,更容易对道路网络造成连锁反应而大范围增加事故风险。既有拥堵控制策略聚焦于孤立瓶颈处拥堵消除,通过对多个瓶颈路段实施多个孤立瓶颈控制策略,由于控制策略间交通状态与控制参数缺乏协同,致使控制效果受限,且极易因策略协同失衡导致更为复杂的交通拥堵。本文提出一种基于模型预测控制方法的连续多瓶颈拥堵消除的协同可变限速控制策略:首先,针对连续多瓶颈主动管控场景改进元胞传输模型,以模拟高速公路多瓶颈生成、通行能力下降、随机交通流波动和可变限速控制状态与效果;其次,基于拉格朗日坐标系改进LWR模型,以精准预测交通拥堵场景下的交通流随机状态;再次,构建以多瓶颈路段总体交通运行状态作为输入的可变限速控制策略,并采用反馈式控制框架协同多瓶颈可变限速控制策略;最后,通过构建仿真实验测试了所提出控制策略消除连续瓶颈处拥堵的控制效率,并与其他控制策略进行了效果对比。实验结果表明,本文所提出的协同可变限速策略可有效消除连续瓶颈的多处拥堵,且控制效果显著优于其他控制策略,车辆总行程时间和总延误时间分别降低21.3%和70.6%。

基于元胞自动机的高速公路瓶颈交通演化仿真

为分析高速公路中道路瓶颈造成的堵塞现象,本文改进KKW(Kerner-Klenov-Wolf)模型,建立跟驰规则;综合考虑车间距和车速对车辆换道的影响,建立自由换道和强制性换道规则;并对高速公路中不同车流量条件下,道路瓶颈上游的堵塞区域分布、换道行为特征和车道上交通参数的变化情况进行仿真研究。结果表明:在给定的交通量条件下,汇流车道的拥堵区域长度处于动态平衡状态,不会随时间而变化,且道路瓶颈前的汇流行为会导致目标车道上严重的速度下降,汇流车道和目标车道上车辆速度变化趋同;从换道集群特征来看,道路瓶颈前因高交通流量形成的低速汇流车辆倾向于以小集团的方式统一进行换道,造成目标车道上剧烈的交通震荡;瓶颈消失后,交通恢复时间随进口交通流量的上升而线性增长。

车路协同环境高速公路瓶颈车辆换道引导方法

高速公路由于交通事件的发生,常产生瓶颈区域致使车辆频繁换道。为提高高速公路瓶颈区车辆通行效率与安全性能,讨论车路协同环境的优越性,提出了车路协同环境下高速公路瓶颈车辆换道引导方法,通过建立离散选择模型的形式定义传统车辆与智能车辆的换道考虑因素,根据车辆所处位置定义自由换道与强制换道的效用函数,考虑宏观交通流不同渗透率下的速度密度关系,求解期望换道概率并将其引入考虑横向交通流的元胞传输模型以模拟宏观交通流换道行为,从而对瓶颈上游的智能车辆进行引导。利用车辆换道引导方法对宏观交通流进行数值仿真,并设置5组不同渗透率下的交通流。研究结果表明:车路协同环境下不同渗透率的交通流经过瓶颈区的总行程时间均有所减少,渗透率为1时对应的总行程时间最小,为296.21 s,渗透率为0.4变为0.6时总行程时间减小幅度最显著,为8.3%;渗透率为0.8变为1时总行程时间减小幅度最小,为2.7%,因此利用该引导方法对渗透率为0.6的交通流进行引导,其效果最显著。在使用引导方法后,各车道密度趋于均衡,能有效缓解瓶颈区向上游传播的堵塞波。

瓶颈路段公交和小汽车共享车道通行能力研究

城市空间紧缺,公交专用道通常通过转变现有普通车道获得。在城市道路瓶颈路段处,如果公交车发车频率较低,不仅公交专用道难以充分利用并造成道路空间的浪费,还会加重小汽车的延误。针对这个问题,国外已有研究在选定的瓶颈路段设置公交车和小汽车的共享车道方法。文中梳理了在相应的共享策略下瓶颈路段的通行能力计算方法,并考虑到小汽车在瓶颈处的扰动对通行能力的影响。通过对深圳市皇岗路与新彩路交叉口处入口匝道的仿真分析表明,当小汽车有低于20%驶入共享车道时,设置共享车道可以在不对公交车运行造成影响的情况下降低入口匝道和新彩路主线上的小汽车延误。但当小汽车驶入共享车道的比例大于20%时,对公交车的运行开始产生影响,并且对新彩路主线上的小汽车运行有一定的影响。随着小汽车驶入共享车道的比例继续增大,这种影响有呈指数增加的趋势,证明了车流的扰动因素对瓶颈通行能力有很大的影响。

小汽车通勤出行者驻车换乘接运方式选择分析

随着城市化发展小汽车拥有量的增加,引起了城市中心区道路交通的严重拥堵,降低了出行效率.为此,北京、上海和广州等大城市通过提高公共交通服务水平,形成地铁、快速公交与较为发达的地面公交相结合的公共交通系统,吸引小汽车通勤出行者选择驻车换乘(Parking and Ride,P+R),进入城市中心区.本文结合北京市轨道交通沿线居民小汽车出行和地铁换乘,形成小汽车与轨道接运的特点,在总结北京城市轨道网特征及规模基础上,通过个体意愿调查统计,构建P+R出行方式选择模型,对地铁5号线终端站天通苑P+R驻车换乘需求进行了预测,为P+R建设和公共交通吸引能力分析提供参考.

基于元胞自动机模型的道路突发瓶颈现象研究

针对特殊交通事件诱发的道路突发瓶颈现象,结合驾驶员在瓶颈现象发生前后的行为变化,提出了一个考虑驾驶员在瓶颈处驾驶特性的元胞自动机模型,并利用该模型分析了瓶颈现象对驾驶特性的影响.结果发现,该模型可以刻画不对称换道和瓶颈处抢道行为所产生的一些复杂的交通现象.研究表明,在瓶颈处实行不对称交替通行可以提高系统流量.

基于瓶颈段会车约束性的窄双车道公路通行能力分析

道路瓶颈是大多数交通拥堵产生的直接原因,也是分析道路通行能力的主要部分。为了研究道路瓶颈对其通行能力的影响,通过实地调查,发现了瓶颈路段普遍存在减速或停车让行现象。基于上述现象,通过车辆在瓶颈段的会车饱和情况判断道路最大容量,并基于VISSIM仿真验证,证实了参数会车率的稳定性与可靠性。最后,对比分析有、无瓶颈段的会车率,发现会车率与交通量之间存在单调正相关性,因此可以用会车率推导通行能力。该方法对于存在瓶颈段公路的运营管理和设计具有实际意义。

高速路瓶颈扰动特性及传播规律研究

道路瓶颈是制约高速公路安全顺畅运行的重要因素之一。通过在瓶颈上游的适当位置进行适时交通管控,可有效降低其对交通运行的干扰程度,提升瓶颈路段上下游的安全顺畅水平。通过分析不同类型高速路瓶颈的特性规律,挖掘不同类型高速路瓶颈对于交通流运行的定量干扰参数,建立一种新型的可适用于各类型高速公路瓶颈的干扰传播应用模型,为道路管理者快速、精准地制定瓶颈处置方案提供有效科学支撑。