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大规模场景下网约车与城市交通拥堵交互影响仿真研究

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系统工程理论与实践 2022年第11期42卷 3079-3089页

作者：蒋阳升张俊胡路西南交通大学交通运输与物流学院成都610031 综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都610031

网约车为居民提供了便捷的出行服务,同时也给城市交通性能带来影响,受影响的城市交通环境又将反作用于网约车运营.为了在大规模场景中探究这种交互影响机制,本文首先基于宏观基本图理论和元胞传输模型建立了同时考虑交通需求时变性,状... 详细信息

网约车为居民提供了便捷的出行服务,同时也给城市交通性能带来影响,受影响的城市交通环境又将反作用于网约车运营.为了在大规模场景中探究这种交互影响机制,本文首先基于宏观基本图理论和元胞传输模型建立了同时考虑交通需求时变性,状态相关性和区域边界各项异性的交通动力学模型,将其集成到时间和事件混合驱动的模块化仿真组件中.其次,将考虑接驾半径约束的二部图匹配模型集成到出行模块中.最后,基于仿真结果,通过引入交互项的回归模型分析了出行延误率、网约车车队规模及其交互作用对网约车运营指标的影响机制与边际效应.结果表明,回归模型中各项指标的拟合优度均达到0.97以上.对于道路拥堵,网约车每增加1000辆,道路出行延误率全天平均增加1.59%,高峰期平均增加2.04%.对于网约车,不同的拥堵条件下都存在使网约车达到利润峰值的最佳车队规模,多项指标表明大型车队不利于网约车的运营.此外,在精度方面,仿真结果与真实数据差距较小.在效率方面,与微观仿真相比,仿真计算时间至少节约83.3%.

关键词：城市交通大规模交通仿真网约车拥堵效应交互影响宏观基本图

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拥挤传播对汽车共享系统运行影响的仿真分析

西南交通大学学报 2023年第3期58卷 499-510页

作者：胡路梁志梅蒋阳升西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031

随着共享汽车渗透率的不断增加,站点、路段层面的车辆溢出和拥挤传播现象日趋严重.为刻画拥挤传播对汽车共享系统运行的影响机理,首先,搭建具有时变性和状态相关性的汽车共享系统排队网络;其次,基于C#语言和O2DES离散事件仿真框架,提出... 详细信息

随着共享汽车渗透率的不断增加,站点、路段层面的车辆溢出和拥挤传播现象日趋严重.为刻画拥挤传播对汽车共享系统运行的影响机理,首先,搭建具有时变性和状态相关性的汽车共享系统排队网络;其次,基于C#语言和O2DES离散事件仿真框架,提出并设计考虑车路交互影响和拥挤传播现象的汽车共享系统仿真模型,分析动态随机环境下站点与路段层面的拥挤传播现象对汽车共享系统运行的影响;最后,以成都市三站点的小规模汽车共享系统为例,在不同转运比例、需求和道路拥堵场景下,将该模型与引入虚拟空间的无穷排队模型进行对比分析.研究结果表明:站点和路段层面的拥挤传播现象会导致系统服务率下降9.3%~16.9%,相比无穷排队模型,考虑拥挤传播现象的排队模型更能反映汽车共享系统的实际运营过程;当路网的道路占用率为70%(路网处于中度拥堵)时,考虑拥挤传播现象的汽车共享系统可实现最大收益;汽车共享系统的引入会为道路资源的动态分配带来新变化,当公共交通转向汽车共享系统的用户占比超过70%时,路网拥堵加剧,不利于汽车共享系统的有效运营和可持续发展.

关键词：共享交通排队网络离散事件仿真汽车共享系统拥挤传播车路交互

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基于模块化仿真的共享汽车联合调度优化

西南交通大学学报 2023年第1期58卷 74-82页

作者：蒋阳升李衍李皓胡路唐优华西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031

运营商在调度车辆时单独采用员工或顾客调度策略均难以有效解决共享汽车分布不均衡导致的盈利难问题.为此,在传统时空网络基础上,考虑道路拥堵和用车需求随时间变化对运营的影响,基于C#语言和O2DES(object-oriented discrete event simu... 详细信息

运营商在调度车辆时单独采用员工或顾客调度策略均难以有效解决共享汽车分布不均衡导致的盈利难问题.为此,在传统时空网络基础上,考虑道路拥堵和用车需求随时间变化对运营的影响,基于C#语言和O2DES(object-oriented discrete event simulation)离散事件仿真框架,建立由模块化站点和路段模型组成、可高效率运行的共享汽车仿真系统;在此基础上,提出一个以运营商日均净收益最大化为目标,联合决策车辆库存量阈值和行程定价的仿真优化模型,并为解决随机环境下的全局优化问题,设计了EGA-OCBA(elitist genetic algorithm with optimal computing budget allocation)算法;最后,以成都市的5个共享汽车站点为例,验证了仿真优化模型的有效性.仿真优化结果表明:在相同车队规模下,与采用固定价格的顾客调度策略相比,联合策略可使日均净收益提升10.37%~162.30%;与单独的员工调度策略相比,联合策略可使日均净收益提升15.34%.

关键词：共享汽车离散事件仿真动态定价阈值触发调度精英遗传算法(EGA) 最优计算量分配(OCBA)

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智能网联混合交通流稳定性解析方法综述

西南交通大学学报 2022年第5期57卷 927-940页

作者：蒋阳升顾秋凡姚志洪西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756

交通流稳定性分析是研究交通拥堵形成机理、车队队列控制的基础,面向智能网联环境下的混合交通流队列线性稳定性分析已成为近年来的研究热点.根据受到的扰动大小和范围,介绍了线性稳定性、非线性稳定性、局部稳定性和队列稳定性的相关概... 详细信息

交通流稳定性分析是研究交通拥堵形成机理、车队队列控制的基础,面向智能网联环境下的混合交通流队列线性稳定性分析已成为近年来的研究热点.根据受到的扰动大小和范围,介绍了线性稳定性、非线性稳定性、局部稳定性和队列稳定性的相关概念,并指出了交通流队列稳定性的基本判别准则.基于控制理论,回顾了交通流车队队列线性稳定性条件的经典解析方法,其中,特征方程法评估了交通流内部扰动的增长速度,传递函数法依托于拉普拉斯变换构建了扰动的传递关系.从经典跟驰模型、考虑时延的跟驰模型和考虑多前车驾驶信息反馈的跟驰模型出发,系统分析并总结了国内外学者对于混合交通流稳定性问题的研究现状,同时回顾了交通流稳定性理论研究在车队队列控制等方面的实验和工程应用.最后,展望了混合交通流稳定性分析领域的研究前景,指出了在后车跟驰行为、智能网联汽车的交互协同、复杂混合交通流等几个方面是今后需要重点研究的领域.

关键词：智能网联汽车混合交通流队列稳定性跟驰模型控制理论

基于聚类站点客流公共特征的轨道交通车站精细分类

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交通运输系统工程与信息 2022年第4期22卷 106-112页

作者：蒋阳升俞高赏胡路李衍西南交通大学交通运输与物流学院成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611756

已有城市轨道交通车站分类多基于定性分析,不能满足精细化设计和运营的需要。本文提出一种基于聚类站点公共特征的站点精细分类方法。首先,将来源于AFC(Automatic Fare Collection)的进站客流量数据处理为时间序列数据,并基于K-Means++... 详细信息

已有城市轨道交通车站分类多基于定性分析,不能满足精细化设计和运营的需要。本文提出一种基于聚类站点公共特征的站点精细分类方法。首先,将来源于AFC(Automatic Fare Collection)的进站客流量数据处理为时间序列数据,并基于K-Means++算法对各个站点的客流量进行聚类;其次,建立客流量聚类结果与土地利用特征多维参数的拟合方程,计算获得居住密集型、工作就业型以及区域中心型等5种大类站点的客流量公共特征。在此基础上,充分考虑属于同一大类站点不同站点的细分特性,使用5类客流量公共特征比重组合精细描述具体站点类型。实例结果表明,使用本文提出的精细分类方法计算得到的每个站的客流量拟合值与真实客流值间的平均绝对百分比误差控制在14%以内,说明该分类方法具有可行性。

关键词：城市交通时间序列聚类土地利用特征站点精细分类客流特征

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拥挤传播对汽车共享系统运行影响仿真分析

西南交通大学学报 2022年

作者：胡路梁志梅蒋阳升西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室西南交通大学交通运输与物流学院

随着共享汽车的渗透率不断增加，站点、路段层面的车辆溢出和拥挤传播现象日趋严重。为刻画拥挤传播对汽车共享系统运行的影响机理，首先搭建具有时变性和状态相关性的汽车共享系统排队网络；其次基于C#语言和ODES离散事件仿真框架，提...

随着共享汽车的渗透率不断增加，站点、路段层面的车辆溢出和拥挤传播现象日趋严重。为刻画拥挤传播对汽车共享系统运行的影响机理，首先搭建具有时变性和状态相关性的汽车共享系统排队网络；其次基于C#语言和ODES离散事件仿真框架，提出并设计考虑车路交互影响和拥挤传播现象的汽车共享系统仿真模型，分析动态随机环境下站点与路段层面的拥挤传播现象对汽车共享系统运行的影响；最后以成都市三站点的小规模汽车共享系统为例，在不同转运比例、需求和道路拥堵场景下，将该模型与引入虚拟空间的无穷排队模型进行对比分析。研究结果表明：1)站点和路段层面的拥挤传播现象会导致系统服务率下降9.3% ～ 16.9%，相比无穷排队模型，考虑拥挤传播现象的排队模型更能反映汽车共享系统的实际运营过程；2)当路网的道路占用率为0.7(路网处于中度拥堵)时，考虑拥挤传播现象的汽车共享系统可实现最大收益；3)汽车共享系统的引入会为道路资源的动态分配带来新变化，当公共交通转向汽车共享系统的用户占比超过0.7时，路网拥堵加剧，不利于汽车共享系统的有效运营和可持续发展。

关键词：

基于虚拟车队的自动交叉路口车辆时序优化模型

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中国公路学报 2022年第8期35卷 291-303页

作者：蒋阳升蒋浩然姚志洪王逸西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756

智能网联汽车可通过彼此交互协同安全地通过交叉路口,自动交叉路口控制已成为未来发展趋势。为解决现有基于预约的自动交叉路口控制模型未全局优化车辆通过顺序及模型非线性导致求解效率低等问题,提出一种基于虚拟车队的自动交叉路口车... 详细信息

智能网联汽车可通过彼此交互协同安全地通过交叉路口,自动交叉路口控制已成为未来发展趋势。为解决现有基于预约的自动交叉路口控制模型未全局优化车辆通过顺序及模型非线性导致求解效率低等问题,提出一种基于虚拟车队的自动交叉路口车辆时序优化模型,实现车辆通过时序的高效全局优化。首先,为构建到达安全时间间隔约束,基于车辆冲突分析计算交叉口进口道停车线到各相互作用点的距离。其次,为便于建模和求解,基于时间维度构建虚拟车队并形成车辆索引序列。然后,以交叉口车辆总延误最小为优化目标,车辆通过控制区段的最小行程时间和到达冲突区域边界的安全间隔为约束条件,构建自动交叉路口车辆通过时序非线性优化模型。在此基础上,引入0-1变量将该模型转化为混合整数线性规划模型,并基于开源求解器CBC对模型进行求解。最后,设计数值仿真试验验证模型的有效性并进行了模型的参数敏感性分析。研究结果表明:所构建模型在不同交通需求下优化效果均优于基于“先到先服务”规则的模型,车均延误和最大单车延误能够减少61.50%和39.73%;当安全间距和优化周期较大时,构建模型的延误控制效果更为显著;模型和算法为未来智能网联环境下自动交叉路口控制提供了一种可选的方法。

关键词：交通工程智能网联汽车最优时序混合整数线性规划自动交叉路口控制虚拟车队

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智能网联环境下信号交叉口车辆轨迹重构模型

西南交通大学学报 2022年

作者：杨涛马玉琴刘梦姚志洪蒋阳升西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室中南勘察设计院集团有限公司中铁第一勘察设计院集团有限公司西南交通大学交通运输与物流学院西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室

车辆轨迹数据提供了大量的时空交通流信息，可用于各类交通研究。传统车辆轨迹模型多以人工驾驶环境为研究对象，普遍未考虑由常规车（Regular Vehicle，RV）、网联人工驾驶车（Connected Vehicle，CV）以及智能网联车（Connected Autom...

车辆轨迹数据提供了大量的时空交通流信息，可用于各类交通研究。传统车辆轨迹模型多以人工驾驶环境为研究对象，普遍未考虑由常规车（Regular Vehicle，RV）、网联人工驾驶车（Connected Vehicle，CV）以及智能网联车（Connected Automated Vehicle，CAV）组成的混合交通流的影响。为解决该问题，本文构建了智能网联环境下信号交叉口全样本车辆轨迹重构模型。首先，分析并介绍了智能网联环境下城市道路交叉口处车辆组成及排队通过情况；然后，构建了城市道路混合交通流轨迹数量估计模型，并针对前后车的排队情况提出虚拟车的概念用于估计不同车辆的交通状态。最后，设计数值仿真实验分析交通流密度和网联车渗透率对模型的影响，并基于NGSIM数据进行实例验证。结果表明：轨迹重构模型的数量误差和位置误差均随着交通流密度和网联车渗透率的增大而减小；与网联人工驾驶车渗透率相比，智能网联车的渗透率对模型结果的影响更大。

关键词：

考虑时延的智能网联汽车混合交通流稳定性分析

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控制与决策 2022年第6期37卷 1505-1512页

作者：姚志洪顾秋凡徐桃让蒋阳升涂丹西南交通大学交通运输与物流学院成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室成都611756 四川城市职业学院教育学院成都610101

为研究时延对交通流稳定性的影响,构建考虑时延的人工驾驶汽车和智能网联汽车混合交通流稳定性分析模型.首先,分析并确定混合交通流中不同类型跟驰模式的比例关系和时延取值;然后,在此基础上采用不同的跟驰参数和时延值区分车辆的跟驰模... 详细信息

为研究时延对交通流稳定性的影响,构建考虑时延的人工驾驶汽车和智能网联汽车混合交通流稳定性分析模型.首先,分析并确定混合交通流中不同类型跟驰模式的比例关系和时延取值;然后,在此基础上采用不同的跟驰参数和时延值区分车辆的跟驰模式,并由此推导出混合交通流线性稳定条件;最后,以智能驾驶员模型为例,通过设计数值实验分别讨论智能网联汽车的渗透率、驾驶员的感知时延和车辆通信时延对混合交通流稳定性的影响.结果表明,智能网联汽车能够提高混合交通流的线性稳定性,而驾驶员的感知时延和车辆通信时延均不利于混合交通流系统平衡;与人工驾驶汽车相比,自动驾驶汽车对混合交通流稳定性影响仍较小,实验表明智能网联汽车在一定程度上能够减缓对混合交通流系统的干扰.

关键词：交通工程智能网联汽车混合交通流跟驰模型稳定性时延