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考虑安全间距的合流区可变限速协调控制方法

吉林大学学报（工学版） 2022年第6期52卷 1315-1323页

作者：吴文静战勇斌杨丽丽陈润超吉林大学交通学院长春130022 厦门市城市规划设计研究院有限公司福建厦门361012

针对匝道合流冲突的问题,分析了合流区车辆换道特性及运动轨迹,提出了满足车辆合流需求的车辆安全间距计算模型。首先,将其纳入可变限速的控制框架中,运用模型预测控制方法,建立了网联环境下合流区可变限速协调控制方法和模型。然后,利... 详细信息

针对匝道合流冲突的问题,分析了合流区车辆换道特性及运动轨迹,提出了满足车辆合流需求的车辆安全间距计算模型。首先,将其纳入可变限速的控制框架中,运用模型预测控制方法,建立了网联环境下合流区可变限速协调控制方法和模型。然后,利用元胞自动机搭建仿真环境,实现了网联车在上游控制区的速度协调控制。最后,将匝道与主道车辆到达率按照低、中、高进行27个场景的设置,选取交通量、速度、密度、行程时间作为评价指标,通过仿真分析了控制策略下的合流区交通状况。仿真结果表明:匝道车辆到达率会影响控制策略的实施效果,低密度时,效果不显著;中密度时,控制策略优势得以体现;高密度时,策略失效。

关键词：交通运输系统工程可变限速模型预测控制安全间距网联车

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消除高速公路运动波的可变限速控制方法

中国公路学报 2022年第1期35卷 151-158页

作者：韩雨郭延永张乐刘攀东南大学交通学院江苏南京211189 南京理工大学经济管理学院江苏南京210094

运动波是高速公路一种常见的交通拥堵,可通过可变限速控制有效消除。近年来,研究中提出了大量消除高速公路运动波的可变限速控制方法,却鲜有方法成功落地应用。可变限速控制方法的成功应用需满足3个基本条件,即模型预测的准确性,优化求... 详细信息

运动波是高速公路一种常见的交通拥堵,可通过可变限速控制有效消除。近年来,研究中提出了大量消除高速公路运动波的可变限速控制方法,却鲜有方法成功落地应用。可变限速控制方法的成功应用需满足3个基本条件,即模型预测的准确性,优化求解的实时性,以及控制方案的安全性,而当前研究中的方法难以同时满足上述基本条件。因此,为提高高速公路交通效率,保障高速公路交通安全,提出了消除高速公路运动波的可变限速优化控制方法。构建了模拟运动波传播的离散一阶交通流模型,解析了可变限速控制对交通效率及安全的影响机理,建立了提升交通效率、保障交通安全的可变限速优化控制方法。利用数值仿真模拟,测试了轻微拥堵与严重拥堵2种不同场景下限速控制方法的控制效果,评估了控制方法在提升交通效率和安全方面的表现,对比了所提方法与文献经典方法在控制效果上的优劣。结果表明:可变限速优化控制方法在2种场景下降低总行程时间分别为10.1%和10.6%,降低事故风险指标TET分别为72.6%和73.1%,降低事故风险指标TIT分别为92.4%和82.9%。与文献方法相比,在预测模型准确性以及对交通流效率与安全的改善方面均有提升,其中在严重拥堵测试场景下,效果提升更为显著。

关键词：交通工程运动波可变限速交通效率与安全优化控制

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基于强化学习的汇流瓶颈区可变限速策略研究

交通运输系统工程与信息 2015年第1期15卷 55-61页

作者：段荟刘攀李志斌汤斗南嘉兴学院浙江嘉兴314211 东南大学南京210096 加州大学伯克利947201714

为提高高速公路汇流瓶颈区的通行效率,本文结合强化学习无需建立模型,具有智能学习的特点,对瓶颈区的可变限速策略进行了优化,首次提出了基于Q学习算法的可变限速控制策略.策略以最大化系统总流出车辆数为目标,通过遍历交通流状态集合,... 详细信息

为提高高速公路汇流瓶颈区的通行效率,本文结合强化学习无需建立模型,具有智能学习的特点,对瓶颈区的可变限速策略进行了优化,首次提出了基于Q学习算法的可变限速控制策略.策略以最大化系统总流出车辆数为目标,通过遍历交通流状态集合,尝试不同限速值序列进行自适应学习.以真实路段交通流数据搭建了元胞传输模型仿真平台,通过将其与无控制和基于反馈控制的可变限速策略进行对比,对Q学习策略的控制效果进行评价.通行时间的降低和交通参数的变化表明,强化学习控制策略在提高汇流瓶颈区通行效率和改善交通流运行状况方面具有优越性.

关键词：智能交通可变限速强化学习高速公路汇流瓶颈区 Q学习算法

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考虑高速公路运行风险的雨天可变限速方法

中国公路学报 2022年第9期35卷 38-50页

作者：刘玮蔚刘建蓓余强骆中斌高健强长安大学汽车学院陕西西安710064 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 同济大学交通运输学院上海200092

为保证雨天环境下高速公路行驶安全,降低道路整体运行风险,结合雨天风险特征,开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型,标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度,并结合熵值理论,建立高速公路风险模型、计... 详细信息

为保证雨天环境下高速公路行驶安全,降低道路整体运行风险,结合雨天风险特征,开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型,标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度,并结合熵值理论,建立高速公路风险模型、计算风险系数、划分风险等级;之后,以空域自适应算法中可变限速推演变化规律为基础,考虑大、小型车的行驶特征,结合预期风险、雨天停车视距、水膜厚度等因素,优化可变限速模型,细化大、小型车辆的初始控制值,进而提出不同降雨强度、不同能见度下的可变限速推荐值;在此基础上,利用驾驶模拟实景仿真系统、心理生理检测设备、微观交通流仿真软件,开展可变限速系统控制值合理性及驾驶人行车适应性与交通流运行状态的实证分析。研究结果表明:随着能见度降低和降雨量增大,在可变限速控制下,驾驶人呈现出交感神经兴奋性减弱、副交感神经兴奋性增强、心理紧张度降低的状态,其平均心率、心率变异性高频值、心率变异性低频值、心率变异性差异值分别由74.13、0.121、0.643、2.37变为78.23、0.192、0.567、2.01,驾驶人对限速方案的适应性良好;同时,可变限速可保证道路整体通行效率,不会造成交通流风险震动,在小型车、大型车限速分别为80、60 km·h和小型车限速60 km·h、大型车禁止驶入场景下,碰撞时间均值、中值大于未限速场景,各车道的行车安全性均能得到保障;提出的雨天可变限速控制方法合理,且具有一定工程适应性,能为异常天气高速公路宏观车流主动防控提供理论支撑。

关键词：交通工程可变限速运行风险分析高速公路雨天环境

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提高高速公路通行效率的可变限速控制策略

吉林大学学报（工学版） 2013年第5期43卷 1204-1209页

作者：李志斌金茂菁刘攀徐铖铖东南大学交通学院南京210096 科技部高技术研究发展中心北京100044

为减少高速公路常发瓶颈区域车辆行驶延误,针对提高瓶颈区域通行效率的可变限速控制策略与控制效果进行了研究。阐述了瓶颈通行能力下降现象与通行效率的关系,提出防止瓶颈区域通行能力下降的可变限速控制策略,讨论了不同瓶颈类型的可... 详细信息

为减少高速公路常发瓶颈区域车辆行驶延误,针对提高瓶颈区域通行效率的可变限速控制策略与控制效果进行了研究。阐述了瓶颈通行能力下降现象与通行效率的关系,提出防止瓶颈区域通行能力下降的可变限速控制策略,讨论了不同瓶颈类型的可变限速控制方法与理论效果。以入口匝道交通瓶颈为例,对可变限速控制策略的效果进行仿真分析,结果表明该策略减少了车辆总通行时间25.5%,减少车辆总行驶延误56.1%,有效提升了高速公路常发瓶颈区域通行效率。

关键词：交通运输系统工程通行效率可变限速控制策略交通瓶颈

基于交通冲突的山区高速公路可变限速控制方法

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长安大学学报（自然科学版） 2018年第5期38卷 154-161页

作者：李传华吴昊孙一帆长安大学经济与管理学院陕西西安710064 长安大学汽车学院陕西西安710064

为了提高山区高速公路交通运行的安全性,将相邻路段速度差以及交通冲突风险最小化。针对以往研究缺乏从交通流稳定性层面对可变限速(VSL)系统控制效果分析的现状,提出基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制方法,建立山区高速公... 详细信息

为了提高山区高速公路交通运行的安全性,将相邻路段速度差以及交通冲突风险最小化。针对以往研究缺乏从交通流稳定性层面对可变限速(VSL)系统控制效果分析的现状,提出基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制方法,建立山区高速公路多目标限速优化控制模型并开发仿真环境进行测试,分析可变限速控制系统对山区高速公路交通运行安全性的影响。首先,构建基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制策略。通过METANET宏观动态交通流模型实现对交通流在时空域中运行态势的描述,以相邻路段速度差以及路段冲突风险,即替代型交通安全指标最小为优化目标,以交通系统运行效率以及限速值变化范围为约束条件,构建了可变限速多目标优化控制模型,采用基于群智能的差分进化算法求解计算可变限速值。应用VB与MATLAB混合编程技术,开发基于VISSIM COM的仿真平台测试控制效果。最后,以实测山区高速公路交通流数据对仿真模型进行校准,并综合考虑山区高速公路交通特性、驾驶人服从率等因素,运用VISSIM COM/MATLAB模拟环境对山区高速公路进行可变限速控制。研究结果表明:与未实施可变限速时相比,对山区高速公路实施可变限速控制,能够显著降低速度离散性,使可变限速路段各分段中心断面的速度标准差降低30%～40%,山区高速公路交通安全性得到了提高。

关键词：交通工程交通安全可变限速 METANET 交通冲突山区高速公路

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城市快速路可变限速策略

公路交通科技 2012年第11期29卷 98-103页

作者：孙静怡沈俊江刘拥华陈蜀乔昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500

对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究。在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及... 详细信息

对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究。在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件。利用积分调节器建立了入口匝道控制模型;提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数,利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大,行程时间最短;中密度状态下路段通行能力最大,入口匝道平均等待时间最短;以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短,主线车流行程时间延误最短。利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析,得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果,验证了可变限速控制策略的有效性。

关键词：交通工程城市快速路系统仿真可变限速控制策略

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高速公路瓶颈路段可变限速控制方法研究

北京交通大学学报 2012年第5期36卷 78-83页

作者：张乐飞浙江交通职业技术学院浙江杭州311112

为缓解高速公路瓶颈区域产生的交通拥堵,降低交通波对上游交通流的影响,首先对瓶颈区域上游路段进行区间划分,然后在已有宏观交通流模型基础上,引入速度调解率系数,将其作为控制变量建立可变限速控制系统模型;并采用禁忌搜索算法对建立... 详细信息

为缓解高速公路瓶颈区域产生的交通拥堵,降低交通波对上游交通流的影响,首先对瓶颈区域上游路段进行区间划分,然后在已有宏观交通流模型基础上,引入速度调解率系数,将其作为控制变量建立可变限速控制系统模型;并采用禁忌搜索算法对建立的模型进行求解.仿真结果表明,对高速公路瓶颈区域上游路段实施分区间可变限速联动控制,能有效地抵制瓶颈区域产生的交通波向上游快速传播,能够在一定时空范围内有效地缓解和消除交通拥堵.

关键词：高速公路可变限速禁忌搜索

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高速公路可变限速算法研究

公路交通科技（应用技术版） 2020年第1期16卷 349-352页

作者：史文杰巴林左旗公路工程质量监督所内蒙古赤峰025450

高速公路合流区一直是产生交通拥堵的瓶颈区域,在合流区上游路段选用可变限速算法是优化缓解合流区拥堵情况的有效方法之一。本文所以通过仿真模拟,选定可变限速应设定的地点并确定在不同车流量情况下的可变限速值,根据可变限速控制位... 详细信息

高速公路合流区一直是产生交通拥堵的瓶颈区域,在合流区上游路段选用可变限速算法是优化缓解合流区拥堵情况的有效方法之一。本文所以通过仿真模拟,选定可变限速应设定的地点并确定在不同车流量情况下的可变限速值,根据可变限速控制位置的确定及不同流量情况下的限速值,确定不同的可变限速控制方案。

关键词：高速公路可变限速合流区