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文檔簡(jiǎn)介

1、填寫(xiě)說(shuō)明一、內(nèi)容說(shuō)明課題驗(yàn)收?qǐng)?bào)告分為“課題技術(shù)總結(jié)”、“課題任務(wù)完成情況”、“課題經(jīng)費(fèi)使用情況”三個(gè)部分。其中“課題技術(shù)總結(jié)”部分屬于科技報(bào)告,著重從研究對(duì)象角度,論述各項(xiàng)研究任務(wù)的研究方法、過(guò)程和結(jié)果等詳細(xì)技術(shù)信息;“課題任務(wù)完成情況”和“課題經(jīng)費(fèi)使用情況”部分屬于工作報(bào)告,著重從組織實(shí)施角度,論述課題任務(wù)完成情況、知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)出、實(shí)施效果、組織管理情況等。課題驗(yàn)收后,“課題技術(shù)總結(jié)”部分將于課題驗(yàn)收?qǐng)?bào)告作為科技報(bào)告,面向科研提供共享交流服務(wù),內(nèi)容要求客觀真實(shí)、準(zhǔn)確完整、層次清晰,本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)讀者依據(jù)這些描述能重復(fù)研究過(guò)程、評(píng)議研究結(jié)果。二、格式要求文字簡(jiǎn)練;報(bào)告的密級(jí)與課題規(guī)定的密級(jí)相同;報(bào)

2、告文本第一次出現(xiàn)外文名稱(chēng)時(shí)要寫(xiě)清全稱(chēng)和縮寫(xiě),再出現(xiàn)時(shí)可以使用縮寫(xiě)。三、編制程序及時(shí)間要求課題完成后一內(nèi),由課題組根據(jù)課題的完成情況編制,按照填報(bào)課題任務(wù)書(shū)時(shí)的用戶(hù)名和 ,登陸 科技計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)中心 ()填寫(xiě)課題驗(yàn)收?qǐng)?bào)告及課題驗(yàn)收申請(qǐng)表,經(jīng)管理員審核并提交科技部審核確認(rèn)后,進(jìn)行打印,用 A4 幅面紙打印和復(fù)印,用普通訂書(shū)針裝訂,勿用其他裝訂材料。涉密課題自驗(yàn)收?qǐng)?bào)告請(qǐng)?jiān)诳萍加?jì)劃項(xiàng)目申報(bào)中心word 模板進(jìn)行填寫(xiě)和打印,不得填寫(xiě)。打印后由課題簽字、財(cái)務(wù)部門(mén)簽章、課題承擔(dān)蓋章后作為正式驗(yàn)收材料。專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi) 1000 萬(wàn)元及以下的課題,應(yīng)在科技部認(rèn)定的會(huì)計(jì)師事務(wù)所范圍內(nèi)自行選擇一家會(huì)計(jì)師事務(wù)所對(duì)課題經(jīng)費(fèi)的

3、使用情況進(jìn)行審計(jì),并將審計(jì)報(bào)告與自驗(yàn)收?qǐng)?bào)告(一式二份)一并報(bào)至課題任務(wù)書(shū)中注明的甲方地址。1第一部分:課題技術(shù)總結(jié)(科技報(bào)告)2科技報(bào)告基本信息表31.報(bào)告名稱(chēng)中文:特殊需求下區(qū)域交通協(xié)同管控技術(shù)英文:Traffic Management and control Technology for Network under unconventional situations2.報(bào)告作者及中文:吳兵 同濟(jì)大學(xué);胡建軍 北京通達(dá)交安科技發(fā)展中心 ;葉朝輝;李軍 中山大學(xué);劉劍鋒 北京交通發(fā)展研究中心 ;英文: Wu Bing Tongji University;Hu JianjunTongda Jia

4、oan Technology Development Center;Ye Zhaohui Tsinghua University;Li Jun Sun Yat-sen University;Liu JianfengTranportation Research Center ;3.公開(kāi)范圍公開(kāi)4.編制時(shí)間2013-12-305.報(bào)告編號(hào)425006125-2011AA110305/016 備注7. 摘要中文:本課題面向交通需求處于特殊狀態(tài)、交通供給處于特殊狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境處于特殊狀態(tài)三種情形,研究城市道路網(wǎng)絡(luò)交通管控技術(shù)。特殊交通需求作用下的交通流特征提取與狀態(tài)辨識(shí)問(wèn)題,研究了不可預(yù)知特殊需求(交

5、通事故)的自動(dòng)檢測(cè)方法。從交通需求特征、交通供給特征和交通運(yùn)行特征三個(gè)方面,給出了交通流特征參數(shù)提取的方法;提出了基于宏觀基本圖(MFD)的交通網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分區(qū)方法;研究了基于極大熵模型的小區(qū)動(dòng)態(tài)OD 反推方法;采用宏觀和微觀分析相結(jié)合的方法,分析特殊需求的影響范圍和影響持續(xù)時(shí)間。以網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵路徑識(shí)別為基礎(chǔ),研究了全局性擁堵的判別方法及擁堵閾值。交通需求的激增或者設(shè)施通行能力的大幅衰減,顯著地改變了相關(guān)區(qū)域的交通供需對(duì)比關(guān)系,這種交通供需的結(jié)構(gòu)性不匹配僅僅通過(guò)信號(hào) 等常規(guī)時(shí)間優(yōu)化措施常難奏效?;跁r(shí)空協(xié)同優(yōu)化的思想,從節(jié)點(diǎn)、連線(xiàn)、通道和網(wǎng)絡(luò)等不同層面,對(duì)網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)協(xié)同 技術(shù)進(jìn)行了探討,建立了一系

6、列應(yīng)對(duì)特殊需求的方法;面向交通擁擠及其形成和演變過(guò)程;研究并提出了一套較為完整的特殊需求下交通擁擠預(yù)防與疏解技術(shù)體系和可行的交通信號(hào) 方法特殊交通流優(yōu)先通行需求,在充分考慮降低特殊交通流對(duì)背景交通影響基礎(chǔ)上,研究了特殊交通流分級(jí)優(yōu)先通道協(xié)同 技術(shù),建立了一系列應(yīng)對(duì)特殊需求的方法。在前述交通狀態(tài)辨識(shí)和特殊需求下交通 模型與 研究理論成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研發(fā),包括 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì), 方案各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì) 策略?xún)?yōu)化軟件的整體架構(gòu)和完整的邏輯流程設(shè)計(jì)以及軟件開(kāi)發(fā)和集成。面向特殊需求下策略及系統(tǒng)的評(píng)價(jià),建立了特殊需求建模流程與方法,分析了五類(lèi)特殊需求對(duì)道路條件、交通管理與、車(chē)輛性

7、能、交通需求、4駕駛?cè)诵袨榈葏?shù)的影響,研究了相關(guān)參數(shù)在中的實(shí)現(xiàn)方法,建立了北京地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試路網(wǎng)模型,構(gòu)建了交通硬件在環(huán)平臺(tái)。分別五類(lèi)特殊需求建立了小區(qū)域的案例。運(yùn)用所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng),對(duì)特殊需求條件下的路網(wǎng)運(yùn)行特征和策略運(yùn)行效果進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià)。英文:This project focuses on study of traffic management and control technology for network at unconventional situations, such as high traffic situation, significant drop of road c

8、apacity, and dramatically changes of driving environment.Unconventional traffic situations are divided into 2 types: predictable demand and unpredictable demand, then automatic incident detection (AID) methods for the unpredictable demand (traffic accident) have been studied. According to the existi

9、ng conditions of traffic data collection systems, parameter extraction method of traffic flow characteristic is proposed in 3 aspects: traffic demand, traffic supply and traffic operation. A zone division method for traffic state analysis is proposed based on micro fundamental diagram (MFD). A dynam

10、ic OD estimation method based onum entropy m has been studied for traffic state analysis. Macro traffic mhas been applied toanalyze the influence area and duration of special traffic demands. Overall congestion of urban road network and the threshold of overall congestion have been studied based on

11、the method of critical path identification.For the congestion problem caused by significant unbalance of supply and demand, it is hard to be handled by signal timings optimization alone. Based on the coordination optimization of lane reorganization and traffic control concept, a series of variable s

12、tructure control for network traffic have been proposed. They are discussed in three different levels, including node, arterial, and network. A complete traffic signal control method and a feasible implementation overall framework were proposed to prevent or mitigate urban road traffic congestion un

13、der special events. A degree-of-priority based preemption control strategy for emergency vehicles operation is proposed to decrease the impacts of emergency vehicles on normal traffic.A software package for network traffic management under unconventional situations is developed including: overall sy

14、stem architecture, data flow design, overall software architecture, operation logic design, software development and system integration. A standard simulation test network has been developed. The efficiency of the proposed traffic control method and the corresponding system have been validated by ca

15、se studies.8.中文:交通;特殊需求;交通網(wǎng)絡(luò)英文:Traffic control; Unconventional situation; Traffic network9.支持渠課題名稱(chēng)特殊需求下區(qū)域交通協(xié)同管控技術(shù)主管部門(mén)科學(xué)技術(shù)部計(jì)劃名稱(chēng)863 計(jì)劃課題編號(hào)2011AA110305技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域5道承擔(dān)同濟(jì)大學(xué)合作;中山大學(xué);北京市通達(dá)交通設(shè)施安裝服務(wù)中心;北京交通發(fā)展研究中心;總經(jīng)費(fèi)711.00國(guó)撥經(jīng)費(fèi)711.00課題吳兵起始日期2011-09-08 00:00:00.0截止日期2013-12-3000:00:00.010.人吳兵wubing#ed 同濟(jì)大

16、學(xué)目錄目 錄I插圖 VI附表 VII第 1 章 引 言11.1 背景與意義11.2 研究基礎(chǔ)11.3 研究范圍與目標(biāo)21.4 研究思路與方案3第 2 章 特殊需求特征提取與狀態(tài)辨識(shí)62.1 概述62.2 特殊需求的交通流參數(shù)特征提取與判別技術(shù)研究62.2.1 交通供給特征參數(shù)提取62.2.2 交通需求特征參數(shù)提取82.2.3 異常交通判別技術(shù)92.3 網(wǎng)絡(luò)交通流狀態(tài)分區(qū)和全局性擁堵判別技術(shù)研究302.3.1 基于 MFD 的網(wǎng)絡(luò)分區(qū)技術(shù)302.3.2 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵路徑識(shí)別332.3.3 全局性擁堵閾值342.3.4 全局性擁堵判別方法342.4 特殊需求作用下的網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)分析技術(shù)研究352.4.

17、1 局部異常作用下的網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)分析方法352.4.2 緊急交通條件下的網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)分析方法392.4.3 惡劣天氣條件下的網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)分析方法412.4.4 大型活動(dòng)作用下的網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)分析方法43第 3 章 特殊需求下的網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)協(xié)同 463.1 概述4663.1.1 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)管控的基本內(nèi)容463.1.2 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)管控方法463.1.3 特殊需求與方法對(duì)應(yīng)關(guān)系473.2 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)需求判別與啟動(dòng)閾值483.2.1 基本概念及需求分析483.2.2 啟動(dòng)閾值543.3 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法573.3.1 節(jié)點(diǎn)變結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法573.3.2 連線(xiàn)及通道變結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法693.

18、3.3 網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法773.4 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)駕車(chē)人適應(yīng)性分析803.4.1 適應(yīng)性分析的必要性803.4.2 研究?jī)?nèi)容813.4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備813.4.4 場(chǎng)景設(shè)計(jì)823.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果823.5 網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)恢復(fù)技術(shù)83第 4 章 特殊需求下交通擁擠疏解預(yù)防與疏解 854.1 概述854.2 交通擁擠預(yù)防與疏解技術(shù)啟動(dòng)及策略需求分析864.2.1 擁擠預(yù)防與疏解技術(shù)啟動(dòng)要素864.2.2 擁擠預(yù)防與疏解技術(shù)啟動(dòng)閾值874.2.3 擁擠策略與交通擁擠的匹配關(guān)系884.3 基于交通小區(qū)動(dòng)態(tài)劃分的區(qū)域管控策略894.3.1 區(qū)域管控的目標(biāo)及總體思路894.3.2 交通小區(qū)動(dòng)態(tài)劃分的調(diào)

19、整方法904.3.3 區(qū)域策略的啟動(dòng)904.3.4 小區(qū)邊界交叉口策略904.3.5 非小區(qū)邊界交叉口策略9474.3.6 區(qū)域策略的終止944.3.7 案例分析954.4 關(guān)鍵路徑動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略964.4.1 關(guān)鍵路徑的擁擠類(lèi)型判別964.4.2 關(guān)鍵路徑局部擁擠下的交通信號(hào)策略974.4.3 關(guān)鍵路徑全線(xiàn)擁擠下的交通分流與信號(hào)組合策略994.4.4 案例分析1004.5 單交叉通擁擠策略1054.5.1 排隊(duì)檢測(cè)器布設(shè)及單個(gè)交叉通擁擠狀態(tài) 1054.5.2 基于改進(jìn)的等排隊(duì)強(qiáng)度的半擁擠交叉口信號(hào) 1094.5.3 基于多目標(biāo)優(yōu)化的全擁擠不溢出交叉口信號(hào) 1114.5.4 基于需求的全擁擠有溢

20、出交叉口信號(hào) 113第 5 章 特殊交通流分級(jí)優(yōu)先協(xié)同 1165.1 概述1165.1.1 特殊交通流分級(jí)優(yōu)先 1165.1.2 研究目的和意義1165.1.3 在整體技術(shù)中的 1185.2 特殊交通流特征與需求分析1195.2.1 安全需求1205.2.2 效率需求1205.3 特殊交通流分類(lèi)及屬性1205.4 特殊交通流優(yōu)先級(jí)劃分與動(dòng)態(tài)更新1225.4.1 信號(hào)優(yōu)先級(jí)別劃分模型1225.4.2 優(yōu)先級(jí)別劃分模型驗(yàn)證1265.4.3 關(guān)鍵通道動(dòng)態(tài)組合與最優(yōu)路徑選擇1295.5 特殊交通流通道優(yōu)先方法1355.5.1 信號(hào)優(yōu)先 1355.5.2 單向協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)1355.6 特殊交通流優(yōu)先恢復(fù)

21、方法1438第 6 章 特殊需求下策略建模1446.1 概述1446.1.1 分析的背景和意義1446.1.2 分析的主要內(nèi)容1446.2 特殊需求建模1456.2.1 特殊需求對(duì)交通運(yùn)行參數(shù)的影響1456.2.2 特殊需求建模流程1456.2.3 五類(lèi)特殊需求建模方法1486.3 硬件在環(huán)分析系統(tǒng)1516.3.1 交通的硬件在環(huán)系統(tǒng)1516.3.2 硬件在環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1526.3.3 基于硬件在環(huán)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)158第 7 章 面向特殊需求的網(wǎng)絡(luò)管控優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1607.1 概述1607.1.1 系統(tǒng)總體目標(biāo)1607.1.2 數(shù)據(jù)條件1607.1.3 業(yè)務(wù)功能需求1617.2 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

22、1627.2.1 特殊交通管控向?qū)Я鞒?627.2.2 并發(fā)處理邏輯164第 8 章 案例分析1688.1 大型活動(dòng)交通管控案例分析1688.1.1 案例背景1688.1.2說(shuō)明1688.1.3 影響范圍1688.1.4 優(yōu)化策略1698.1.5 優(yōu)化方案實(shí)施效果1698.2 占路施工條件下交通管控案例分析17198.2.1 案例背景1718.2.2 案例地點(diǎn)1728.2.3說(shuō)明1728.2.4 影響范圍1728.2.5 優(yōu)化策略1728.2.6 優(yōu)化方案實(shí)施效果1728.3 惡劣天氣下交通管控案例分析1808.3.1 案例背景1808.3.2 案例地點(diǎn)1808.3.3說(shuō)明1808.3.4 優(yōu)

23、化策略1818.3.5 優(yōu)化方案實(shí)施效果1818.4 交通事故下單點(diǎn)交通信號(hào)案例分析1838.4.1 案例背景1838.4.2 案例地點(diǎn)1838.4.3 現(xiàn)狀方案1838.4.4 優(yōu)化策略1838.4.5 優(yōu)化方案實(shí)施效果1848.5 緊急交通流優(yōu)先案例分析1848.5.1 案例背景1848.5.2說(shuō)明1858.5.3 影響范圍1868.5.4 現(xiàn)狀方案1868.5.5 優(yōu)化方案實(shí)施效果1878.6 特勤交通分級(jí)優(yōu)先案例分析1898.6.1 案例背景1898.6.2說(shuō)明1898.6.3 影響范圍1898.6.4 現(xiàn)狀方案190108.6.5 優(yōu)化方案實(shí)施效果190第 9 章 總 結(jié)1929.1

24、 課題研究成果1929.2 應(yīng)用前景分析1949.3 后續(xù)研究展望194參 考 文 獻(xiàn)195插圖圖 1-1 研究范圍界定3圖 1-2 課題總體研究思路5圖 2-1 快速路異常檢測(cè)算法流程12圖 2-2 影響范圍分析方法流程15圖 2-3 貝葉斯網(wǎng)結(jié)構(gòu)16圖 2-4模型流程示意圖18圖 2-5 不同 K 近鄰值與誤差關(guān)系曲線(xiàn)19圖 2-6模型檢驗(yàn)結(jié)果19圖 2-7 影響范圍分析方法流程36圖 3-1 動(dòng)態(tài)車(chē)道功能優(yōu)化流程48圖 3-2 雙停車(chē)線(xiàn)交叉口運(yùn)行過(guò)程示意圖50圖 3-3 EFL 交叉口布局示意圖51圖 3-4 菱形立交動(dòng)態(tài)可逆車(chē)道示意圖52圖 3-5 可逆車(chē)道干道交通優(yōu)化示意圖53圖 3

25、-6 含有不同變結(jié)構(gòu)策略的道路網(wǎng)絡(luò)示意圖54圖 4-1 面向交通擁擠預(yù)防與疏解的動(dòng)態(tài)交通信號(hào)總體框架86圖 4-2 調(diào)用截流、卸載策略示意圖91圖 4-3 上游區(qū)域邊界交叉口截流圖 4-4 區(qū)域下游邊界交叉口卸載示意圖92示意圖93方案95圖 4-5 北京公園路網(wǎng)圖 4-6 關(guān)鍵路徑上信控交叉口名稱(chēng)和間距10111圖 4-7 各交叉口通行能力平均提高 15%102圖 4-8 各交叉口西進(jìn)口道直行車(chē)道平均排隊(duì)長(zhǎng)度變化103圖 4-9 交通分流與交通信號(hào)組合策略測(cè)試路網(wǎng)103圖 4-10 驗(yàn)證路網(wǎng)簡(jiǎn)圖105圖 4-11 半擁擠信號(hào)叉口每周期排隊(duì)長(zhǎng)度減少總量. 104叉口排隊(duì)方差對(duì)比112策略實(shí)施后

26、展南圖 4-12 全擁擠不溢出策略使用前后展南圖 4-13 全擁擠有溢出策略實(shí)施后展南口各方向排隊(duì)長(zhǎng)度變化情況114圖 5-1 特殊交通流優(yōu)先. 119的圖 5-2 急救車(chē)反應(yīng)時(shí)間分布圖120圖 5-3 特殊交通流優(yōu)先級(jí)多層模糊劃分流程123圖 5-4 急迫度隸屬度函數(shù)125圖 5-5 城市道路等級(jí)vdj 和飽和度 xj 的隸屬度函數(shù)125圖 5-6 數(shù)學(xué)模型計(jì)算曲面圖133圖 5-7數(shù)據(jù)曲面圖133圖 6-1 建模流程146圖 6-2 動(dòng)態(tài)交通分配原理148圖 6-3 交通硬件在環(huán)系統(tǒng)的組成示意圖153圖 6-4 基于板卡的硬件在環(huán)系統(tǒng)實(shí)物連接示意圖153圖 6-5 單片機(jī) CID 硬件在環(huán)

27、系統(tǒng)的連接示意圖156圖 6-6 工控機(jī) CID 硬件在環(huán)系統(tǒng)的連接示意圖158圖 6-7 硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)159圖 7-1 系統(tǒng)主界面160圖 7-2 特殊交通系統(tǒng)運(yùn)行流程164圖 7-3 多隊(duì)列邏輯167附表表 2-1 各類(lèi)型路段對(duì)應(yīng)的檢測(cè)率和平均檢測(cè)時(shí)間13表 2-2 交通持續(xù)時(shí)間樣本總體描述14表 2-3 節(jié)點(diǎn)描述與值域15表 2-4持續(xù)時(shí)間的參數(shù)學(xué)習(xí)結(jié)果誤差分析(部分)1712表 2-5 第 6 區(qū)間非參數(shù)回歸變量權(quán)重系數(shù)表18表 2-6 模型的結(jié)果24表 2-7 ACTRA 系統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)變量及變量域25表 2-8 ACTRA 系統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)變量取值表25表 2-9 SCOOT 系統(tǒng)貝

28、葉斯網(wǎng)絡(luò)變量及變量域27表 2-10 SCOOT 系統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)變量取值表27表 2-11 模型的結(jié)果30表 2-12 各個(gè)數(shù)量小區(qū)的NS 值32表 2-13 影響區(qū)域判別標(biāo)準(zhǔn)37表 2-14 路段服務(wù)水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)41表 2-15 不同天氣條件下路段通行能力改變情況42表 3-1 特殊需求與方法對(duì)應(yīng)關(guān)系47表 3-2 MUTI 交叉口分析類(lèi)型51表 3-3 交叉口車(chē)道功能優(yōu)化啟動(dòng)閾值55表 3-4 通行能力提升 10%時(shí)的左轉(zhuǎn)交通比例閾值55表 3-5 交通需求輸入59表 3-6 服務(wù)水平評(píng)價(jià)60表 3-7 常規(guī)信號(hào)停車(chē)線(xiàn)方法的配時(shí)優(yōu)化結(jié)果62方法和采表 3-8 交通需求64表 3-9 交叉口

29、信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果64表 3-10 交通需求68表 3-11 信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果68表 3-12 不同類(lèi)型交叉口流量系數(shù)對(duì)比68表 3-13 運(yùn)行效益分析的交通需求70表 3-14 交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果71表 3-15 各階段交通需求73表 3-16 干道流量系數(shù)優(yōu)化結(jié)果76表 3-17 不同方案對(duì)比77表 3-18 不同策略交通運(yùn)行效益對(duì)比8013表 4-1 特殊需求對(duì)應(yīng)的作用對(duì)象和影響結(jié)果86表 4-2 擁擠影響范圍等級(jí)劃分86表 4-3 擁擠等級(jí)判定表87表 4-4 擁擠等級(jí)描述及分布形式88表 4-5 特殊需求對(duì)應(yīng)的擁擠等級(jí)啟動(dòng)閾值88表 4-6 擁擠時(shí)期、目的與策略的對(duì)應(yīng)關(guān)系88表 4

30、-7 目標(biāo)小區(qū)測(cè)試路段不同策略實(shí)施前后效果對(duì)比94表 4-8 本方法給出的各交叉口相位的有效綠燈時(shí)間100表 4-9 M2 模型優(yōu)化結(jié)果103表 4-10 展南表 4-11 展南叉口半擁擠時(shí)各方向的流量設(shè)定值(pcu/h)109叉口全擁擠不溢出各方向的流量設(shè)定值(pcu/h)111表 4-12 全擁擠不溢出策略使用后展南叉口排隊(duì)長(zhǎng)度變化量(m)111表 4-13 展南叉口全擁擠有溢出時(shí)各方向的流量設(shè)定值113表 5-1 急救車(chē)出行時(shí)間分布表121表 5-2 上海市火災(zāi)救援統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)121表 5-3 消防車(chē)輛在道路上的行駛速率表121表 5-4 優(yōu)先需求強(qiáng)度判別的模糊規(guī)則123表 5-5 優(yōu)先影響

31、強(qiáng)度判別的模糊規(guī)則124表 5-6 特殊交通流優(yōu)先級(jí)別劃分模糊規(guī)則125表 5-7環(huán)境下特殊交通流優(yōu)先策略選擇127表 5-8 采用特殊交通流優(yōu)先級(jí)劃分方法的優(yōu)先結(jié)果對(duì)比128表 5-9 特殊交通流策略選擇135表 6-1 占路施工在 VISSIM 中的實(shí)現(xiàn)方法149表 6-2 緊急交通在 VISSIM 中的實(shí)現(xiàn)方法149表 6-3 惡劣天氣的影響及其在VISSIM 中的實(shí)現(xiàn)方法150表 6-4 晴天和雨天模型駕車(chē)人行為參數(shù)表150表 6-5 交通事故在 VISSIM建模中的實(shí)現(xiàn)151表 7-1 數(shù)據(jù)來(lái)源及內(nèi)容161表 7-2 兩個(gè)并發(fā)處理邏輯(優(yōu)先級(jí)劃分為高/低)16514表 8-1 各方案

32、延誤對(duì)比表169表 8-2 優(yōu)化方案評(píng)價(jià)結(jié)果169表 8-3 各方案延誤對(duì)比表173表 8-4 優(yōu)化方案一評(píng)價(jià)結(jié)果173表 8-5 優(yōu)化方案二評(píng)價(jià)結(jié)果178表 8-6 惡劣天氣通行能力折減系數(shù)181表 8-7 交叉口流量輸入182表 8-8 對(duì)比方案(現(xiàn)狀配時(shí)方案)182表 8-9 管控方案182表 8-10 交叉口流量輸入184表 8-11 對(duì)比方案(現(xiàn)狀配時(shí)方案)184表 8-12 新方案185表 8-13 展南口在新舊策略下交通評(píng)價(jià)指標(biāo)變化185表 8-14 現(xiàn)狀方案評(píng)價(jià)結(jié)果186表 8-15 關(guān)鍵交叉口各方案排隊(duì)長(zhǎng)度(表 8-16 各個(gè)交叉口各總平均延誤(:輛)187:s)188表 8

33、-17 各主要交叉口延誤(:s)19015第 1 章 引 言1.1 背景與意義城市道路網(wǎng)絡(luò)的特殊需求,如異常、大型活動(dòng)、緊急救援、道路養(yǎng)護(hù)維修以及惡劣天氣等已經(jīng)成為造成交通供需結(jié)構(gòu)性不匹配,導(dǎo)致短時(shí)突發(fā)交通擁擠的主要成因,有效應(yīng)對(duì)特殊需求是當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。以往特殊需求的交通策略,大多基于有限區(qū)域(特殊需求直接影響區(qū)域)和有限信息(直接影響區(qū)域交叉口的檢測(cè)信息等),進(jìn)行局部信號(hào)方案的優(yōu)化。交通網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)等宏觀信息的獲取,交通關(guān)聯(lián)技術(shù)的進(jìn)步等為應(yīng)對(duì)特殊需求提供了更完備的信息和基礎(chǔ)條件。面向特殊需求的特征和要求,基于完備或準(zhǔn)完備信息,充分利用網(wǎng)絡(luò)時(shí)空,進(jìn)行特殊需求下區(qū)域交通管控策略的協(xié)同優(yōu)化,

34、實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊需求主動(dòng)而快速的響應(yīng),是網(wǎng)絡(luò)交通優(yōu)化技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容和方向。課題研究對(duì)于動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)交通供需關(guān)系,實(shí)現(xiàn)面向特殊需求的主動(dòng)與管理,交通系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力具有重要的意義;對(duì)于開(kāi)發(fā)面向交通信息化、智能化的新一代大區(qū)域、多功能的城市道路交通管控系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。1.2 研究基礎(chǔ)特殊需求下區(qū)域交通協(xié)同管控技術(shù)涉及特殊需求刻畫(huà)與界定、交通網(wǎng)絡(luò)分析、協(xié)同管控策略及其評(píng)價(jià)分析等多方面內(nèi)容。文獻(xiàn)綜述表明:(1)國(guó)內(nèi)外對(duì)于特殊需求下交通管控策略的研究大多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或局部區(qū)域進(jìn)行分析,且多從宏觀交通管理或微觀交通參數(shù)變化的角度展開(kāi),缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)交通流綜合調(diào)控策略的研究;(2)缺乏對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)背景交通

35、流和特殊交通相互作用的深入分析;進(jìn)行特殊交通流時(shí),對(duì)背景交通流的考慮不足。因而在實(shí)際中,特殊交通流的運(yùn)行常造成背景交通流的擁擠;(3)以往相關(guān)研究,大多集中于某一管控策略的優(yōu)化,缺乏綜合利用網(wǎng)絡(luò)時(shí)空特殊需求進(jìn)行快速響應(yīng)的研究;對(duì)(4)協(xié)同優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)時(shí)空,采取動(dòng)靜態(tài)結(jié)合管控策略,應(yīng)對(duì)特殊需求帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)供需結(jié)構(gòu)性不匹配或短時(shí)突發(fā)擁擠,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交通流運(yùn)行狀態(tài)的最優(yōu)化,已是本領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)?;陂L(zhǎng)期以來(lái)對(duì)這一問(wèn)題的探索和分析,在如下方面形成了相關(guān)的研究基礎(chǔ),這項(xiàng)目的展開(kāi)創(chuàng)造了條件:(1)需求方面:特殊需求下交通問(wèn)題的提出源于城市交通研究與實(shí)踐中的總結(jié)和提煉,大型活動(dòng)、交通、緊急救援、施工作業(yè)、不良天氣等

36、典型特殊需求已經(jīng)對(duì)交通運(yùn)行產(chǎn)生了深刻的影響,所出來(lái)的問(wèn)題和交通調(diào)控的需求已經(jīng)明確。這使得本研究具有很強(qiáng)的性,和系統(tǒng)的研究具有明確的實(shí)踐背景與應(yīng)用前景。(2)研究環(huán)境方面:北京等大城市已有長(zhǎng)期、豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累,并已經(jīng)建立相關(guān)的基礎(chǔ)信息系統(tǒng),已建成并正在運(yùn)行包括 SCOOT 等多個(gè)信號(hào)系統(tǒng),能夠研究提供相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行環(huán)境。此外,同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部已經(jīng)建設(shè)了交通,交通,并已經(jīng)積累了多個(gè)城市大型活動(dòng)(如世博會(huì))、交通、緊急救援、VIP 通道等多個(gè)特殊需求場(chǎng)景的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這課題研究提供了堅(jiān)實(shí)而充分的支撐。16(3)理論研究基礎(chǔ)方面:課題承擔(dān)由長(zhǎng)期在交通及其關(guān)聯(lián)領(lǐng)域進(jìn)行研究的大學(xué)和科研

37、、企業(yè)組成,各自在理論研究和交通實(shí)踐中有豐富的積累,參與完成的成果有:“七五”科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目“城市交通實(shí)時(shí)自適應(yīng)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)工程”;重點(diǎn)基礎(chǔ)研究(973)項(xiàng)目子項(xiàng)“城市交通與管理系統(tǒng)”、“十五”科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目子項(xiàng)“具有我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的城市交通系統(tǒng)優(yōu)化軟件研究”,“城市道路網(wǎng)絡(luò)交通小區(qū)動(dòng)態(tài)智能劃分技術(shù)”等。(4)研究隊(duì)伍方面:根據(jù)課題研究?jī)?nèi)容,組織了涵蓋技術(shù)研發(fā)(同濟(jì)大學(xué)、中山大學(xué))和應(yīng)用兩方面(北京交通發(fā)展研究中心、北京市通達(dá)交通設(shè)施安裝服務(wù)中心)單位研究團(tuán)隊(duì),研究覆蓋交通工程、工程、自動(dòng)化、信息工程等多專(zhuān)業(yè),且研究長(zhǎng)期從事本領(lǐng)域技術(shù)研究、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等工作,知識(shí)結(jié)構(gòu)合理,技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)。特別是對(duì)

38、團(tuán)隊(duì)主要成員均長(zhǎng)期從事交通經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備。與管理領(lǐng)域研究工作項(xiàng)目研究積累了相當(dāng)?shù)难邪l(fā)1.3 研究范圍與目標(biāo)課題以我國(guó)城市特別是大城市的一類(lèi)典型且影響嚴(yán)重的“特殊需求”交通問(wèn)題為展開(kāi)研究。特殊需求下交通管控的問(wèn)題,結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述,確立研究目標(biāo)和內(nèi)容。課題面向交通需求特殊狀態(tài)、交通供給特殊狀態(tài)和交通運(yùn)行環(huán)境特殊狀態(tài)三種情形,首先進(jìn)行特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通流特征提取與狀態(tài)辨識(shí)研究,隨后展開(kāi)特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)協(xié)同,特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通擁擠預(yù)防與疏解以及特殊交通流分級(jí)優(yōu)先協(xié)同三個(gè)研究。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行特殊需求下交通管控策略?xún)?yōu)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),如圖 1-1 所示。圖 1-1 研究范圍界定研究目標(biāo)如下:1

39、7(1)面向我國(guó)大城市道路網(wǎng)絡(luò)交通和典型特殊需求特征,研究建立面向特殊需求的區(qū)域交通協(xié)同管控優(yōu)化技術(shù)體系。(2)在特殊需求下網(wǎng)絡(luò)特征提取、面向特殊需求的網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)技術(shù)、擁擠預(yù)防與疏解及分級(jí)優(yōu)先等方面實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)新。(3)研發(fā)具有應(yīng)用前景的軟件系統(tǒng),能夠有效支持各種典型特殊需求下的交通管控。(4)形成一支具有競(jìng)爭(zhēng)力的交通技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。1.4 研究思路與方案本課題旨在對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與趨勢(shì)扎實(shí)分析研究的基礎(chǔ)上,以搶占新一代交通系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)前沿和戰(zhàn)略制高點(diǎn),面向交通需求處于特殊狀態(tài)(如大型活動(dòng)等引起的交通需求劇烈變化,緊急救援、公交優(yōu)先等造成的交通流優(yōu)先等級(jí)的分化等)、交通供給處于特殊狀態(tài)(如占路施工

40、養(yǎng)護(hù)造成的通行能力衰減,交通事故造成局部路段通行能力喪失等)和運(yùn)行環(huán)境處于特殊狀態(tài)三種情形,基于網(wǎng)絡(luò)化信息環(huán)境與條件進(jìn)行交通管控技術(shù)的研究。促進(jìn)特殊需求下道路交通從適應(yīng)到主動(dòng)調(diào)控,從局部?jī)?yōu)化到網(wǎng)絡(luò)時(shí)空動(dòng)靜態(tài)一體優(yōu)化的,實(shí)現(xiàn)特殊需求下交通效果最佳化,重點(diǎn)研究:(1)特殊需求下的網(wǎng)絡(luò)交通流技術(shù)特征提取與狀態(tài)辨識(shí)技術(shù),包括特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通特征參數(shù)提取技術(shù),特殊需求及其影響判別與分析技術(shù),特殊需求影響下網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)演化規(guī)律等;(2)特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通變結(jié)構(gòu)協(xié)同技術(shù);(3)特殊需求下網(wǎng)絡(luò)交通擁擠預(yù)防與疏解技術(shù),包括交通擁擠狀態(tài)評(píng)估及其與策略的相互作用分析,基于網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)和交通小區(qū)的擁擠疏解戰(zhàn)略技術(shù)等;(4)

41、特殊交通流分級(jí)優(yōu)先通道協(xié)同技術(shù),包括特殊交通流優(yōu)先級(jí)劃分;關(guān)鍵通道動(dòng)態(tài)優(yōu)先控制技術(shù)等(5)特殊需求下的交通管控策略?xún)?yōu)化系統(tǒng)研制、路如圖 1-2。分析與評(píng)價(jià)技術(shù)等,研究思18技術(shù)圖 1-2 課題總體研究思路19系統(tǒng)研發(fā)與驗(yàn)證分析與驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)構(gòu)建面向特殊需求的交通管控優(yōu)化系統(tǒng)研發(fā)特殊交通流分級(jí)優(yōu)先通行技術(shù)(通道與節(jié)點(diǎn)優(yōu)化)網(wǎng)絡(luò)交通擁擠動(dòng)態(tài)預(yù)防與緩解技術(shù)(戰(zhàn)略調(diào)控戰(zhàn)術(shù)優(yōu)化)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)管理與技術(shù)(動(dòng)/靜態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化)對(duì)象特殊需求(特征提取與狀態(tài)辨識(shí))交通供給特殊狀態(tài)交通需求特殊狀態(tài)運(yùn)行環(huán)境特殊狀態(tài)(施工作業(yè)、等)(大型活動(dòng)、救援疏散等)(惡劣天氣等)特殊交通流 優(yōu)先目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交通流交通突發(fā)/短時(shí)

42、擁擠交通供需短時(shí)結(jié)構(gòu)性不匹配視覺(jué)環(huán)境特殊道路環(huán)境特殊需求等級(jí)分化需求總量激增交通功能短時(shí)喪失交通供給衰減網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)數(shù)據(jù)交通誘導(dǎo)策略依據(jù)網(wǎng)絡(luò)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)信息集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息第 2 章 特殊需求特征提取與狀態(tài)辨識(shí)2.1 概述本課題的研究對(duì)象包括:交通事故、占路施工、緊急交通、大型活動(dòng)和惡劣天氣 5 種典型特殊交通需求。其中,占路施工、緊急交通、大型活動(dòng)和惡劣天氣是交通管理部門(mén)事先可以預(yù)知的,可以提前制定交通預(yù)案;而交通事故是不可預(yù)知的。本部分首先研究如何利用歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)特殊需求作用區(qū)域的交通流特征參數(shù)進(jìn)行提取的方法;然后,利用實(shí)時(shí)交通檢測(cè)數(shù)據(jù),研究交通事故(不可預(yù)知特殊需求)的自動(dòng)檢測(cè)方法;接著,根據(jù)

43、交通流的分布特征,采用宏觀基本圖(MFD)方法對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行分解;基于關(guān)鍵路徑,研究全局性擁堵的判別方法;最后,根據(jù)以上研究成果,采用宏觀和微觀相結(jié)合的方法,研究特殊需求的影響范圍和持續(xù)時(shí)間。2.2 特殊需求的交通流參數(shù)特征提取與判別技術(shù)研究2.2.1 交通供給特征參數(shù)提取2.2.1.1 交叉口飽和流量交叉口進(jìn)口道經(jīng)車(chē)道劃分并加以渠化以后,進(jìn)口道飽和流率隨進(jìn)口道車(chē)道數(shù)以及渠化方案而異,所以在實(shí)際中獲取交叉口某一進(jìn)口道的飽和流率時(shí),必須分別計(jì)算各條進(jìn)口車(chē)道的飽和流率,然后再把各條車(chē)道的飽和流量累加成進(jìn)口道的飽和流率。各車(chē)道的飽和流率可以通過(guò)飽和車(chē)頭時(shí)距得到:S = 3600 / h式中:S 為飽和流

44、率(veh/h/ln),h 為飽和車(chē)頭時(shí)距(s)。(2-1)在實(shí)際研究中,取隊(duì)列中的第幾輛車(chē)作為計(jì)算飽和車(chē)頭時(shí)距的起點(diǎn)并沒(méi)有一個(gè)確切的結(jié)論,飽和車(chē)頭時(shí)距的計(jì)算起點(diǎn)取第 47 輛車(chē)的研究文獻(xiàn)都存在,一般認(rèn)為隊(duì)列中初始的 15 輛車(chē)存在啟動(dòng)延誤, 即飽和車(chē)頭時(shí)距的計(jì)算起點(diǎn)取第 46 輛車(chē)比較符合實(shí)際情況(KHOSLAK 等,2006),在本研究中取第 4 輛作為飽和車(chē)頭時(shí)距的計(jì)算起點(diǎn)。另外,為了保證足夠的樣本數(shù)量,在提取飽和車(chē)頭時(shí)距時(shí),要求能夠提取飽和車(chē)頭時(shí)距的車(chē)道必須滿(mǎn)足周期內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛數(shù)不少于 7 輛,而且處于飽和流狀態(tài)的車(chē)輛數(shù)不少于 4 輛。當(dāng)前周期的飽和車(chē)頭時(shí)距提取算法如下:Step1:當(dāng)

45、該周期綠燈開(kāi)啟時(shí), 綠燈開(kāi)始時(shí)間t0 ,用以計(jì)算第一輛車(chē)的車(chē)頭時(shí)距;Step2: 各輛車(chē)輛依次經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈的到達(dá)時(shí)間和離開(kāi)時(shí)間,第 i 輛車(chē)的到達(dá)與離開(kāi)時(shí)間分別為 ti、Ti;Step3:檢驗(yàn)周期內(nèi)該車(chē)道到達(dá)的車(chē)輛數(shù)是否大于或等于 7 輛,如果周期內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛數(shù)少于 7 輛,則停止計(jì)算,否則繼續(xù);Step4:根據(jù)車(chē)輛到達(dá)和離開(kāi)線(xiàn)圈的時(shí)間,計(jì)算各輛車(chē)占用線(xiàn)圈的時(shí)間 O,第 1 輛車(chē)的占用時(shí)間取車(chē)輛離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間減去綠燈開(kāi)啟時(shí)間,后續(xù)其他車(chē)輛的占用時(shí)間用該車(chē)輛離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間減去車(chē)輛到達(dá)線(xiàn)圈時(shí)間,即:O1 = T1 - t0(2-2)20Oi = Ti - ti(2-3)式中:O1 為第 1 輛車(chē)線(xiàn)圈占用時(shí)

46、間(s),T1 為第 1 輛車(chē)離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間(hh:mm:ss),t0為綠燈開(kāi)始時(shí)間(hh:mm:ss),Oi 為第 i 輛車(chē)的線(xiàn)圈占用時(shí)間(s),Ti 為第 i 輛車(chē)離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間(hh:mm:ss),ti 為第 i 輛車(chē)到達(dá)線(xiàn)圈時(shí)間(hh:mm:ss);Step5:根據(jù)車(chē)輛離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間計(jì)算飽和車(chē)頭時(shí)距,即以車(chē)尾通過(guò)線(xiàn)圈為準(zhǔn),第 1 輛車(chē)的車(chē)頭時(shí)距取該車(chē)輛離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間減去綠燈開(kāi)啟時(shí)間,后續(xù)其他車(chē)輛的車(chē)頭時(shí)距為該車(chē)輛離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間減去前一輛車(chē)離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)間,即:h1 = T1 - t0(2-4)hi = Ti - Ti-1式中:hi 為第 i 輛車(chē)的飽和車(chē)頭時(shí)距(s);(2-5)Step6:根據(jù)車(chē)輛的

47、線(xiàn)圈占用時(shí)間大于小型車(chē)平均占用時(shí)間的 2 倍時(shí),該車(chē)輛是否為大型車(chē),當(dāng)該車(chē)輛的線(xiàn)圈占用時(shí)間經(jīng)過(guò)車(chē)輛為大型車(chē),否則為小型車(chē),小型車(chē)平均占用線(xiàn)圈時(shí)間取上一周期處于飽和狀態(tài)的小型車(chē)的線(xiàn)圈占用時(shí)間的平均值;Step7:在車(chē)輛類(lèi)型的基礎(chǔ)上,根據(jù)大小車(chē)型的飽和車(chē)頭時(shí)距閾值分別車(chē)輛是否處于飽和流狀態(tài),小型車(chē)的飽和車(chē)頭時(shí)距的閾值定為歷史平均飽和車(chē)頭時(shí)距加1s,大型車(chē)的飽和車(chē)頭時(shí)距的閾值為歷史平均飽和車(chē)頭時(shí)距加 5s,從第 4 輛開(kāi)始的各車(chē)輛的車(chē)頭時(shí)距是否為飽和車(chē)頭時(shí)距,如果該車(chē)輛的車(chē)頭時(shí)距超過(guò)了設(shè)定的飽和車(chē)頭時(shí)距閾值,則認(rèn)為從此輛車(chē)開(kāi)始,之后的車(chē)流為非飽和車(chē)流;Step8:處于飽和流狀態(tài)的車(chē)輛數(shù)量是否大于或等

48、于 4 輛,如果滿(mǎn)足此條件,則繼續(xù)計(jì)算,如果此條件不成立,則停止計(jì)算;Step9:計(jì)算從第 4 輛車(chē)開(kāi)始的各飽和車(chē)頭時(shí)距的平均值,作為此周期的飽和車(chē)頭時(shí)距:nh = 1 åh(2-6)n - 3ii=4式中,n 為處于飽和流狀態(tài)的最后一輛車(chē)的位置。由于交通狀況等條件的影響,例如大型車(chē)的比例突然增加,會(huì)造成當(dāng)前周期的飽和車(chē)頭時(shí)距產(chǎn)生突變,如果直接將通過(guò)這樣的飽和車(chē)頭時(shí)距計(jì)算出來(lái)的飽和流率用于交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)或信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)等方面,會(huì)產(chǎn)生很大偏差。因此,為了減少當(dāng)前周期飽和車(chē)頭時(shí)距突變帶來(lái)的不良影響,采用指數(shù)平滑的方法對(duì)歷史平均飽和車(chē)頭時(shí)距和當(dāng)前周期飽和車(chē)頭時(shí)距進(jìn)行平滑處理:h = 0.

49、25 h + 0.75 H(2-7)式中,h 為當(dāng)前周期平滑處理后的平均飽和車(chē)頭時(shí)距(s),h 為當(dāng)前周期飽和車(chē)頭時(shí)距(s),H 為歷史平均飽和車(chē)頭時(shí)距(s),對(duì)于當(dāng)前周期而言,H 取前一周期平滑后的平均飽和車(chē)頭時(shí)距h(s)。根據(jù)式(2-7)可以得到飽和流率為:S = 3600 /h(2-8)2.2.1.2 啟動(dòng)損失在交叉口綠燈啟亮?xí)r,排頭的幾輛車(chē)由于存在反應(yīng)時(shí)間、啟動(dòng)以及時(shí)間,因而前幾輛車(chē)存在啟動(dòng)損失。在前文中已經(jīng)得到當(dāng)前周期的飽和車(chē)頭時(shí)距 h,根據(jù)啟動(dòng)損失的一般計(jì)算方法,可以得到綠初啟動(dòng)損失:213LT = åhi - 3hi=1(2-9)式中,LT 為綠初啟動(dòng)損失(s)。2.2

50、.2 交通需求特征參數(shù)提取2.2.2.1 流量隨著交通管理信息化水平的不斷提高,城市道路系統(tǒng)中布設(shè)了大量的交通檢測(cè)器,如環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器、微波檢測(cè)器、檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器等,這些交通檢測(cè)器幾乎都可以直接檢測(cè)斷面流量,因而,流量可以直接由檢測(cè)器輸出的原始數(shù)據(jù)提取得到。2.2.2.2 車(chē)速與交通流量一樣,地點(diǎn)車(chē)速也可以采用人工測(cè)量或自動(dòng)測(cè)量的方式來(lái)通過(guò)大多數(shù)交通檢測(cè)器獲取,如感應(yīng)線(xiàn)圈檢測(cè)器、微波檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器、。地點(diǎn)車(chē)速能檢測(cè)器等。有的檢測(cè)器能夠直接檢測(cè)地點(diǎn)車(chē)速,如雙環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器、微波檢測(cè)器等,有的檢測(cè)器需通過(guò)檢測(cè)器直接檢測(cè)到的其他交通參數(shù)推導(dǎo)或者通過(guò)多個(gè)該檢測(cè)器的配合計(jì)算來(lái)間接檢

51、測(cè)地點(diǎn)車(chē)速,如紅外檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器等。因而,地點(diǎn)車(chē)速也可以直接由大多交通檢測(cè)器輸出的原始數(shù)據(jù)提取得到。2.2.2.3 飽和度飽和度是反映道路交通狀況的一個(gè)重要指標(biāo),也是評(píng)判道路服務(wù)水平的一個(gè)重要基準(zhǔn), 飽和度可通過(guò)交通流量和通行能力得到,即x = q / C式中,x 為飽和度,q 為交通流量(pcu/h),C 為通行能力(pcu /h)。(2-10)2.2.3 異常交通判別技術(shù)異常交通具有不確定性,需要根據(jù)實(shí)時(shí)交通流檢測(cè)數(shù)據(jù),判別發(fā)生的位置、類(lèi)型,并對(duì)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行分析。下面從快速路、地面道路兩個(gè)方面,對(duì)交通究。的判別方法進(jìn)行研2.2.3.1 城市快速路異常交通判別方法1)單元密度差模型將城市快速路分解為 5 類(lèi)基本單元:基本路段、車(chē)道數(shù)不守恒路段、上匝道路段、下匝道路段和交織路段,由于不同路段本身的交通流特性差別明顯,因此對(duì)不同基本單元分別進(jìn)行建模。(張淼,2010)基本路段上下游交通量守恒,通行能力相同。上下游的交通流密度有如下關(guān)系:kd (t) = ku (t) 1(t)(2-11)式中,ku (t)為

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