SPSA算法在微观交通仿真模型VISSIM参数标定中的应用

微观交通仿真模型在交通系统管理、控制和优化中得到了广泛的应用.然而微观交通仿真模型参数标定是一项复杂且系统的工作,特别是对于较复杂网络,其参数标定耗时长,且不容易找到最优解.本文选取了应用较为广泛的VISSIM仿真模型作为基础平台,针对遗传算法(GA)的不足,建立了基于同步扰动随机逼近(SPSA)算法的微观仿真模型参数标定方法,并实现了程序的自动化标定;最后将该方法应用于北京市快速路仿真模型的驾驶员行为参数标定中,以速度的相对误差平方和作为收敛函数,通过对比GA算法,SPSA算法收敛速度快1.7倍,且在标定后的流量检验中相对误差的平方和小0.16,验证了SPSA算法在VISSIM参数标定上的优越性.

基于换乘站点的轨道交通与常规公交运营协调模型研究

城市轨道交通与常规公共交通的运营协调是实现公共交通一体化的基本内容,也是提高公共交通系统自身运营效率和服务水平的重要途径。现以系统总成本费用最小为目标,对轨道交通和常规公交的协调运营组织进行优化,详细论述总费用(包括运营商和乘客费用)函数的计算方法,并基于概率论方法,提出4种不同类型换乘站乘客换乘费用的确定方法,最终建立轨道交通与常规公交运营协调模型。研究表明,该模型能够有效降低公共交通系统的总体费用和乘客的换乘时间,且平峰时段相对于高峰时段的运营协调效果更明显。

降雨对城市道路行程速度的影响

以北京市实时天气数据和基于浮动车的城市道路行程速度、交通运行指数数据为基础,对比分析降雨天气和正常天气的行程速度、指数、降雨量等数据指标.然后从降雨强度、时间段、拥堵等级等角度展开对城市道路运行参数的分析,建立降雨天气速度预测修正模型,并进行模型验证.研究得出,在夜间降雨强度达到中雨及以上时,快速路、主干路、次支路的速度下降百分比分别为:8.8%、4.8%、5.9%,分别得出高峰和平峰时降雨强度与行程速度下降之间的关系;得出在全路网不同拥堵等级下降雨强度与行程速度下降之间的关系.最后对速度预测模型进行实测验证.结果表明,该模型可以对降雨天气条件下的行程速度进行有效预测,预测的平均误差在5%以内.

基于比功率参数的北京市柴油公交车行驶和排放特征研究

利用车载尾气检测设备和GPS系统收集了北京市重型柴油公交车实际行驶和排放数据,引入汽车比功率(VSP)参数,建立柴油公交车排放预测方法,并对柴油公交车的实际运行和排放特征进行了分析。行驶特征分析表明,公交车在北京市五环内的平均速度为17.17km/h,其80%以上行驶处于VSP区间[-1,3]kW/t;排放特征分析表明,柴油公交车瞬时高排放集中在VSP≥10kW/t区间,表明高加速或快速行驶是引起瞬时高排放的主要原因。

基于PEMS的MOBILE与COPERT排放模型对比研究

为研究符合我国国情的机动车尾气排放宏观模型,本文首先系统地介绍了MOBILE与COPERT模型的算法原理、特点及应用;然后描述了车载尾气检测设备(PEMS)的数据采集及分析方法,并利用车载尾气设备检测的实测数据对两模型进行了参数校正;最后从排放因子和道路等级角度将两模型输出的预测值与实测值进行了对比分析.结果表明,在测试车辆总行驶周期内以及各道路等级下,COPERT模型的NOx、HC和CO排放因子预测值较MOBILE模型的预测结果与实测值更为接近;在测试车辆总行驶周期内,前者误差比后者分别小19.2%、40.8%和22.0%.最后得出结论:在预测中国机动车尾气排放时,COPERT模型较MOBILE模型更为适用.

基于累积Logistic回归道路交通拥堵强度评价模型

现有的道路交通拥堵强度评价模型缺乏有效的定量方法来划分拥堵的各个等级,选取的拥堵评价自变量之间存在相关性等问题.为了改进上述不足,该文在分析拥堵强度序次特征后,将累积Logistic回归引入到道路交通拥堵强度评价模型.采用似然比检验方法验证了累积Logistic回归的适用性,并采用Wald检验筛选自变量后,确定了以行程速度为自变量的道路交通拥堵强度评价模型.该模型的拟合优度判定系数(类R2)大于0.70,对实测数据的预测准确率达到73.39%.

基于MFD的路网宏观交通状态及影响因素研究

从城市路网交通管理与控制的需求出发,引入交通流宏观基本图(MFD)模型,基于实测和仿真数据,开展对北京市西三环实际路网的宏观交通状态、时变特征以及影响因素研究.文中首先介绍了MFD模型及其矢量算法,利用实测数据建立西三环路网的MFD,基于Van Aerde模型标定路网交通流特征参数,对比分析路网平均流量-平均密度关系的时段分布差异,并得到宏观交通流的"磁滞现象";其次,证明了交通密度分布的不均衡性是影响路网宏观交通状态的根本因素;最后,利用Integration仿真研究了路网结构、交通需求以及出行路径对路网车流密度分布、宏观交通状态及其变化趋势的影响,以期为宏观交通控制、拥堵治理措施的制定提供决策支持.

轨道交通换乘常规公交平均候车时间模型

乘客平均候车时间建模在公交网络协调优化研究、公共交通效益分析等诸多研究领域起着至关重要的作用.本文首先将轨道换乘常规公交的客流分为固定客流和随机客流,并进行客流到站时间分布曲线拟合,结果表明固定客流到站时间的对数正态分布拟合效果最好,而随机客流到站时间的伽马分布拟合效果最好;在此研究的基础上,建立了基于客流分类的换乘客流晚高峰平均候车时间模型;最后,对北京市13号线龙泽站519路公交线路进行了模型应用,以检验模型的准确性.检验结果表明:模型能够准确地估计晚高峰换乘乘客的平均候车时间,相对误差在2.05%以内.

美、欧、日智能交通系统(ITS)发展分析及启示

文章阐述了智能交通系统(ITS)的概念。从ITS发展政策层面、技术层面和公共资金投入对美、欧、日ITS近期发展进行比较分析,总结经验,最后指出:在政策层面上,我国应着手ITS的发展战略、发展规划的制定和ITS推进机制的建立,必须打破ITS管辖机构体制上的限制和约束。在技术层面上,ITS的整体发展采用逐步发展、宏观规划的策略,但在重点地区和重点技术领域,要予以重点扶持。在投资融资层面,关键在于面临挑战,如何把握机遇。

基于浮动车数据的交通拥堵时间维度特征

以北京市浮动车数据为基础,对比2个工作日上午时段的交通拥堵时间百分比、持续时间特征指标,引入残存函数描述路段拥堵持续时间分布概率,采用曲线拟合后得到Log-Logistic模型可以更好地描述拥堵持续时间残存函数曲线,并对比不同路段的拥堵持续时间分布差异;此外,通过对比分析拥堵时段内速度的区间分布,得到拥堵前后时段交通状态的演变关系.通过对实际数据的具体分析直观说明交通拥堵时间维度的特征,以期为交通拥堵评估与预测奠定基础.

机动车尾气排放宏观模型开发与应用初探

交通尾气排放宏观模型是进行广域尾气排放估测的重要工具,其功能是计算国家和区域范围内的有交通排放产生的排放因子与排放清单.目前,中国尚缺乏自己的宏观尾气排放模型,利用国外模型进行尾气排放估算误差较大.基于国内自己的尾气排放数据,利用国外的部分模型数据作为必要的补充,提出并实现了中国宏观尾气排放模型的建模方法与程序设计.首先,在总结国外机动车尾气排放模型优缺点的基础上,确定基于中国城市交通环境的机动车尾气排放宏观模型的目标、结构和建模方法,并对模型关键模块的数据获取、数据分析以及计算流程进行了详细的研究.其次,利用Vi-sual Basic对模型进行了程序开发.最后,对北京市2008年尾气排放对交通环境的影响进行预测,并将其预测结果与MOBILE预测结果进行对比分析.

基于浮动车和RTMS数据的动态OD估计模型

动态OD需求是城市交通规划、交通管理控制措施制定及评估工作的数据基础,然而现有多数动态OD估计模型存在着难以应用于真实路网OD估计的问题.针对于此,本文提出了一种基于浮动车和RTMS数据的动态OD估计模型,该模型具有操作性和实用性强的特点.模型的实现经历了两个阶段:第一阶段是利用RTMS数据进行静态OD反推,获得与现实OD需求相匹配的静态控制OD需求;第二阶段是基于浮动车数据和RTMS数据计算得到每个OD对的时变拆分比例,并用该比例拆分静态控制OD获得动态OD需求.最后以北京西三环交通走廊为研究对象,开展了动态OD需求估计实例分析工作,从而验证模型的准确性和实用性.

城市快速路上机动车比功率分布特性与模型

在交通油耗和排放模型的研究中,利用机动车比功率(VSP)分布刻画交通状态成为了最新研究需求.然而,现有交通工程还缺乏对常见交通参数与VSP间关系的认识,更缺乏利用交通参数求解VSP分布的模型.为了研究交通状态对VSP分布的影响,本文利用大量城市快速路上的浮动车数据,建立了其不同行程速度下对应的VSP分布.经分析,发现了VSP分布与平均行程速度之间的规律性特征:当平均行程速度大于20 km/h时,VSP分布近似于正态分布;分布均值为以该速度匀速行驶时的VSP值;分布标准差可表达为平均行程速度的幂函数.基于以上发现,提出了利用平均行程速度的VSP分布数学模型,并利用该模型进行机动车油耗测算.通过与实测油耗的对比分析,VSP分布模型可以有效用于机动车油耗测算.本研究指出了利用数学模型描述不同交通状态下VSP分布的可能性,该模型可有效地与交通数据或模型结合,实现油耗和排放的实时量化评价.

机动车尾气遥测技术发展历程及应用研究

机动车尾气遥测技术代表了车辆尾气快速检测的发展方向,具有快速高效、费用低和代表性好等诸多优点。本文详细介绍了尾气遥测技术的原理和发展历程,综述了该技术在机动车排放规律分析、区域机动车污染评估、I/M制度实施效果评价以及路上实时检测等领域的应用现状,并比较了该技术在我国和美国的应用差距,提出了在我国充分利用该技术进行机动车污染控制的建议。

面向路段排放测算的车辆运行模式模型

基于北京市实测数据,分析了不同平均速度下的VSP与瞬时速度分布规律,并建立了平均速度与进行排放测算所需的运行模式参数分布对应模型.此外,本文利用所开发的模型,以及MOVES模型中的运行模式计算排放.结果显示,本文模型对HC,NO_x和CO的预测误差分别为:6.9%,0.6%和0.3%,远远小于利用MOVES默认行驶周期计算而得的误差.

基于公众出行感知调研与测算的交通状态实时评价指标

为弥补城市道路和走廊交通运行评价的不足、提高交通状态评价的实时性,基于对公众出行感知调研和加权测算的对比分析,提出了基于浮动车数据的交通状态指数实时评价方法.采集每1 min间隔的出行交通感知,分别以时间和距离为权重,计算区间出行的综合感知,与实测区间感知数据相比较,结果表明:出行者对拥堵状况下的时间变化更加敏感.在此基础上,选择路段行程时间为权重,由路段交通状态指数建立道路交通状态综合评价指数.以北京市西二环和八达岭高速为实例,对交通走廊运行状态和拥堵强度进行了评价,论证了指标和方法的实用性.

基于对数正态和分布的路径行程时间可靠性模型

建立合理的路径行程时间可靠性评价模型，对于准确评价路网运行状态具有重要意义．根据对数正态随机变量之和的概率分布特性，建立了路径的行程时间可靠性评价模型．首先，通过曲线拟合，建立了路段行程时间的概率分布模型，结果表明对数正态分布的拟合效果最佳；其次，利用统计学理论，分别考虑路段相关和路段独立两种情况，建立了基于对数正态和分布的路径行程时间可靠性评价模型；在此基础上，对北京市西三环路径进行了实例分析，以检验模型的准确性．研究结果表明：模型能够准确的评价路径的行程时间可靠性；且路段之间存在弱相关关系，最合理的路段相关系数取值为0．2～0．3．

综合移动源排放模型——MOVES

美国环保局发布了新一代移动源排放测算模型MOVES2010,该模型代表着排放模型开发的最新技术和研究方向。文中分析了MOVES的开发背景和系统组成,阐述了模型的基本计算原理和主体框架,从模型结构、输入输出、计算原理和结果等角度对MOVES和目前广泛使用的排放模型MOBILE6进行了对比。

北京城市快速路交通流特性多维度研究

基于多天的快速路检测器实测数据,在利用平均车长进行占有率及密度转化后,采用Van-Aerde单一结构模型标定了北京市三环快速路典型路段的不同天、内外环及不同车道的交通流参数,进行了多维度的交通流特性对比分析,为北京城市快速路系统的运营管理及规划设计提供理论基础和数据支持.

大型活动下路网可靠性动态交通仿真平台及实例分析

针对大型活动的交通特点,以动态交通仿真模型INTEGRATION为基础,以路网可靠性算法为核心,建立了一个面向大型活动下路网可靠性影响评价的动态交通仿真平台,描述了该仿真平台的主要功能模块:路网构建模块、交通需求模块、交通运行模块和可靠性分析模块,提出了路网可靠性评价指标和算法,为大型活动下的路网可靠性评价提供了一套有效的分析工具。最后选择首都体育馆演唱会开展了实际案例的分析。