基于改进Braess悖论及阻抗交通流模型的小区公路开放研究

城市小区内部公路开放是缓解城市交通压力的一个重要手段,为了研究城市小区内部公路如何开放更合理,建立基于公路局(bureau of public roads,BPR)阻抗函数和Braess悖论的改进BPR-Braess交通流模型进行深入研究。选取车辆的行驶时间作为评价标准,研究车流量、交叉口延误时间、居民活动、小区结构、公路状况等因素对行驶时间的影响,建立评价体系。建立BPR-Braess交通流模型,研究满足缩短车辆行驶时间的小区内部公路开放时车流量的取值范围。以天津机场民航小区为例,结合控制变量法,分别研究单一影响因素变化和多因素变化不同条件下,小区内部公路开放时能有效缩短车辆行驶时间,缓解交通压力的车流量取值范围。结果表明,建立的改进组合交通流模型适用于研究不同类型小区内部公路在不同条件下的开放,克服了以往从定性角度研究封闭小区公路开放带来的不足,具有一定的实践指导意义和研究价值。

人工和自动混合驾驶环境下的最优道路拥堵收费模型

为了得到自动驾驶汽车(CAV)与人工驾驶汽车(HDV)并存条件下最优道路收费方案,针对CAV在道路上的通行能力,特别是对道路容量产生的影响进行量化分析,获得道路容量与HDV流量和CAV流量之间的非线性关系。然后,对传统的美国公路局路阻函数进行改进,并基于改进后的路阻函数,建立系统最优(systemoptimal,SO)流量分配模型,对不同CAV占比条件下和不同HDV与CAV安全车距比值条件下的交通流进行系统最优分配。采用Frank-Wolfe算法,对SO模型进行求解,并考虑因HDV而产生的额外道路出行成本对不同条件下系统最优分配结果的差异性进行比较。基于最优收费理论,针对不同规模道路网制定相应的收费方案。最后,将模型与算法应用到Nguyen-Dupuis交通网络中。结果表明,在HDV与CAV并存条件下,以系统最优分配结果下的边际成本进行收费是道路交通系统最优拥堵收费方案,可作为HDV与CAV并存条件下道路收费方案设计的依据。

道路阻抗函数研究综述

道路阻抗是交通分配和路网规划中的重要参数,是路网属性抽象的重要内容之一。为给道路阻抗函数研究提供新思路和新方法,更好服务于交通分配和路网规划,针对路阻函数的研究背景及现实意义,从路阻函数研究方法和影响因素两方面综合对比分析各种路阻函数模型的优缺点,分析得出既有研究多以美国联邦公路局(Bureau of Public Roads,BPR)函数为基础,针对BPR函数本身缺陷进行优化,或加入其他影响路阻的因素进行优化。在此基础上,总结得出目前路阻函数研究中存在不重视数据采集、函数内参数不可靠、函数适应性不强等问题。最后,对未来研究方向进行了展望,未来可应用车联网、自动驾驶等前沿技术采集数据,应用大数据和人工智能算法提高参数可靠度,提出适用于自动驾驶的路阻函数,制定路阻函数适应性标准,扩大路阻函数应用范围。