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城市道路交叉口间歇式公交专用道设置方案研究

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交通信息与安全 2023年第5期41卷 158-166页

作者：张文会朱鸿涛宋子文东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040

公交优先政策造成了社会车辆的延误。在保证公交优先的前提下,提高社会车辆在信号交叉口的行驶效益,实现车道通行能力的最大化,研究了1种城市道路交叉口间歇式公交专用道(intermittent bus lane,IBL)运行模式,在公交车辆通行不受干扰时... 详细信息

公交优先政策造成了社会车辆的延误。在保证公交优先的前提下,提高社会车辆在信号交叉口的行驶效益,实现车道通行能力的最大化,研究了1种城市道路交叉口间歇式公交专用道(intermittent bus lane,IBL)运行模式,在公交车辆通行不受干扰时允许社会车辆驶入公交车道。通过设置预信号实时控制进口道的车辆类型,实现公交专用道的分时共享。考虑信号协同和换道规则,建立3车道元胞自动机模型,采用改进的速度效益模型模拟公交专用道运行状态,引入换道压力模型模拟清空区域强制换道规则。以车辆的平均速度、排队和延误时间等作为评价指标,验证交叉口间歇式公交专用道的设置效果。研究结果表明:(1)相较于传统公交专用道,交通量未达到车道通行能力的50%时,IBL模式下社会车辆平均延误时间和排队时间分别降低6.9%和4.9%,公交车辆平均速度提高3%,平均延误时间降低5%;(2)当交通量达到车道通行能力50%~80%时,社会车辆平均速度提高15%~37%,平均延误时间降低8%~20%,但是公交车辆平均速度降低3.4%,平均延误时间提高5.7%;(3)当交通量大于车道通行能力的80%时,社会车辆平均速度提高6.7%,平均延误时间降低5.8%,而公交车辆平均延误时间提高28.2%。最后,选取实际道路交叉口作为应用案例验证IBL的可行性。结果表明,在平峰时段、中等交通量条件下,IBL模式具有良好的适用性,可以显著降低排队时间。

关键词：城市公共交通公交优先间歇式公交专用道微观仿真元胞自动机

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设置间歇式公交专用道的道路路段通行能力

交通信息与安全 2012年第4期30卷 34-38,47页

作者：谢秋峰李文权邱丰张建东南大学交通学院南京210096

为了计算设置间歇式公交专用道的路段通行能力,在介绍间歇式公交专用道系统的基础上,应用移动瓶颈理论对路段通行能力进行了研究,给出了通行能力的计算公式;然后构建了设置间歇式公交专用道前后双车道元胞自动机交通流模型,对比了公式... 详细信息

为了计算设置间歇式公交专用道的路段通行能力,在介绍间歇式公交专用道系统的基础上,应用移动瓶颈理论对路段通行能力进行了研究,给出了通行能力的计算公式;然后构建了设置间歇式公交专用道前后双车道元胞自动机交通流模型,对比了公式计算与模型模拟的结果。研究结果表明:通行能力随公交车运营车速的降低而下降;只有当发车间隔大于集结流的集结消散时间时,公交车的发车间隔才会影响路段的通行能力,此时通行能力随发车间隔的增大而增加。

关键词：间歇式公交专用道路段通行能力移动瓶颈元胞自动机

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停靠站附近间歇式公交专用道适用条件探究

华东交通大学学报 2020年第1期37卷 132-142页

作者：董友邦李锐曹怡陈悦新河海大学土木与交通学院江苏南京210024 江苏省交通基础技术工程研究中心江苏南京210024 南通理工学院建筑工程学院江苏南通226002

基于STCA模型和公交优先权的概念,结合直线式公交停靠站附近的交通流运行特性,在优化车辆跟驰规则和换道规则的基础上,建立三车道元胞自动机车辆换道模型。运用建立的模型,分别对设置完全式公交专用道(DBL)和间歇式公交专用道(IBL)的道... 详细信息

基于STCA模型和公交优先权的概念,结合直线式公交停靠站附近的交通流运行特性,在优化车辆跟驰规则和换道规则的基础上,建立三车道元胞自动机车辆换道模型。运用建立的模型,分别对设置完全式公交专用道(DBL)和间歇式公交专用道(IBL)的道路交通运行情况进行局部仿真。考虑车辆换道率和公交发车频率,从基本图、时空图、平均速度和速度稳定性方面对比分析,进一步探究IBL策略的适用条件。结果表明,当车辆密度大于20 veh/km且公交车辆发车频率小于200 veh/h时,IBL策略较DBL策略效果更好。此时允许部分社会车辆进出公交专用道,虽然车辆换道率更高,但并不会对路段交通流造成负面影响,反而能提升车辆通行效率和道路资源利用率,减轻交通拥堵。

关键词：直线式停靠站间歇式公交专用道车辆换道元胞自动机

基于元胞传输模型的间歇式快速公交专用道控制方法研究

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基于元胞传输模型的间歇式快速公交专用道控制方法研究

作者：王恒西南交通大学

学位级别：硕士

城市道路资源日益紧缺,设置有独立路权车道的公交专用道系统却经常出现效率低,整条车道闲置的情况。本文探讨的间歇式公交专用道系统允许普通车辆能够在公交专用道闲置的情况下以及在不影响公交车正常运行的前提下,使用公交专用道行驶... 详细信息

城市道路资源日益紧缺,设置有独立路权车道的公交专用道系统却经常出现效率低,整条车道闲置的情况。本文探讨的间歇式公交专用道系统允许普通车辆能够在公交专用道闲置的情况下以及在不影响公交车正常运行的前提下,使用公交专用道行驶。该系统能够充分利用公交专用道空闲的通行能力,实现道路整体通行能力最大化。本文以宏观元胞传输模型为基础,考虑公交车和小汽车的异质性,引入序列向量记录公交专用道上的车辆次序,将宏观仿真与微观仿真相结合,构建了间歇式公交专用道元胞传输模型。由于公交车道和普通车道的限速不同,从元胞分布、流量传输、延误计算等方面进一步对间歇式公交专用道元胞传输模型进行了拓展,构建考虑不同车道类型的全路段仿真的模型理论。除构建模型进行仿真外,本文设计了优化算法求解模型中的重要控制参数——准入比例,该变量控制普通车辆进入公交专用道的数量。本文应用遗传算法,以系统延误最小为目标函数,寻求最优的个体。间歇式公交专用道系统的前提条件为公交车运行不受影响,为保证此基础条件,本文对遗传算法进行改进,根据“优胜劣汰”的思想,在种群选择与择优阶段,淘汰不符合条件的个体,得出满足系统要求的控制参数。本文以成都二环高架公交专用道为研究对象,选取了单入口单出口的基础路段以及双入口双出口的扩展路段分别构建仿真模型,模拟车辆在间歇式公交专用道系统中的运行。针对不同主干道流量和匝道流量的组合,通过改进的遗传算法求解出间歇式公交专用道系统在不同交通流量范围下的控制参数与优化效果,并针对公交车发车频率与公交车停靠车站时间对系统优化效果的影响进行了灵敏度分析。结果显示:当主干道和匝道流量之和超过道路通行能力,主干道饱和度处于1-1.2之间时,准入控制允许部分车辆进入公交专用道,主干道路段可以重新恢复到畅通状态,从而大大降低了路段的整体车辆延误,此时也是系统最佳的流量控制范围。随着流量的增加,当主干道饱和度超过1.2时,间歇式公交专用道取得优化效果逐步降低,延误下降比例减少为35%-55%。在扩展场景的研究中发现,随着路段长度的延伸、准入口准出口数量的增加,除主干道饱和度1-1.2的最佳流量控制范围以外,当主干道每条车道的交通流量处于1800pce/h以下,间歇式公交专用道均能发挥良好的优化效果。因此场景的扩展能有效地增加间歇式公交专用道最佳的流量控制范围。

关键词：间歇式公交专用道元胞传输模型微观仿真模型遗传算法

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公交时分复用车道设置条件及交通临界模型

浙江大学学报（工学版） 2021年第4期55卷 704-712页

作者：赵晨馨董红召郝伟娜浙江工业大学智能交通系统联合研究所浙江杭州310014

为了提供可靠的间歇式公交专用道设置标准和依据,研究公交时分复用车道(BLTDM)的设置条件.基于车道的设置目的及特性,对车道的道路设置条件和交通设置条件进行定性分析,得到道路设置条件为单向3车道以上路段,交通设置条件为高交通饱和... 详细信息

为了提供可靠的间歇式公交专用道设置标准和依据,研究公交时分复用车道(BLTDM)的设置条件.基于车道的设置目的及特性,对车道的道路设置条件和交通设置条件进行定性分析,得到道路设置条件为单向3车道以上路段,交通设置条件为高交通饱和度和低公交车流量.为了获取明确的交通设置条件量化区间和设置指标,以路段出行者总时耗临界最大为目标函数,综合考虑混行车道、公交专用道和公交时分复用车道3种方式下的交通效率和车道设置约束条件,建立公交时分复用车道的交通设置条件临界模型.通过求解模型获取车道交通设置条件的临界值,得到车道的交通设置条件量化区间.以杭州市某路段为案例,验证该模型的可行性,评估设置公交时分复用车道的运行效果.

关键词：间歇式公交专用道公交时分复用车道设置条件交通临界模型量化区间

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基于混合行驶的公交专用道运行效率提升研究

基于混合行驶的公交专用道运行效率提升研究

作者：周胤希重庆交通大学

学位级别：硕士

随着社会经济飞速发展,私家车拥有量持续上涨,给居民的出行方式带来了更加多样的选择。在这样的大环境下,我国大城市公交分担率持续下降。尤其是随着轨道交通的发展,传统的公交交通分担率下降更为明显。为了缓解城市交通拥堵响应低碳出... 详细信息

随着社会经济飞速发展,私家车拥有量持续上涨,给居民的出行方式带来了更加多样的选择。在这样的大环境下,我国大城市公交分担率持续下降。尤其是随着轨道交通的发展,传统的公交交通分担率下降更为明显。为了缓解城市交通拥堵响应低碳出行,发展公交优先是有效解决手段,截至2020年年底,我国公交专用道总里程将超过12000公里。而设置公交专用道会导致社会车辆车道数减少,社会车辆拥堵更加严重,与此同时公交专用道上存在较长时间内车道上都没有公交车经过,造成了道路资源的闲置,从整体路网角度分析,城市交通拥堵问题并没有得到解决。为解决这一问题,国内外学者做了大量研究,之前的研究大部分从公交信号控制入手在交叉口处进行优化,忽略了道路资源利用方面的研究。学者专家等针对混合车流下的交通状态进行了大量研究,发现在道路饱和度较低时,公交车的车速不受小汽车的干扰,混合行驶时可以保障公交的运行。基于这样的观点有学者提出公交专用道的时分复用方法,即在公交专用道“空闲”时,允许社会车辆在公交专用道上临时行驶。同时,还有部分学者提出了公交间歇优先的概念,即不限制社会车辆在公交专用道上行驶,但当公交车来临时,社会车辆换道对公交车进行避让,以此提供公交车的间歇行驶优先权。也有部分城市开始允许出租车在公交专用道上行驶。本文选取重庆市的10条公交专用道进行调查分析,对公交专用道的运行效率和特征进行分析总结。构建一套切实可行的公交专用道运行效率评价体系,对公交专用道的运行现状进行评价,也为后文的方案设计是否有优化作用进行评价。针对现目前公交专用道运行效率较低,专用道上仍有大量的运行空间的现象,作者考虑通过两种方案对公交专用道的运行效率进行提升,第一种基于间歇式公交专用道的原理对专用道效率提升进行研究,利用前文的构建体系进行评价,研究确定间歇式公交专用道的设置技术标准。第二种考虑出租车在公交专用道上行驶,通过实测数据研究出租车在公交专用道上行驶是否可行,同时利用混合流行驶下交通流模型计算出目前路段出租合用专用道的流量适用条件,为方案的实施提供有效的理论支撑。从信号优化控制的角度对间歇式公交专用道和出租车合用专用道两种方案进行优化控制,提出动态绿波控制方案并仿真分析其优化效果。

关键词：公交专用道城市公交专用道运行效率评价间歇式公交专用道出租车

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基于元胞自动机的联网车辆专用车道设置研究

基于元胞自动机的联网车辆专用车道设置研究

作者：赵鑫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着5G的实现,联网车辆的占有比例在未来交通组成中逐渐增加,联网车辆与非联网车辆混行的状态必将长期存在,导致车联网技术的优势短期内难以体现。同时,在现有的城市交通运行环境下,公交车辆常受其他社会车辆影响而延误通行,其优先权未... 详细信息

随着5G的实现,联网车辆的占有比例在未来交通组成中逐渐增加,联网车辆与非联网车辆混行的状态必将长期存在,导致车联网技术的优势短期内难以体现。同时,在现有的城市交通运行环境下,公交车辆常受其他社会车辆影响而延误通行,其优先权未能得到充分发挥。鉴于此,本文提出采用专用车道同时解决公交车辆与联网车辆的通行,充分利用道路资源,期望为缓解城市交通问题提供一种经济、有效的手段。首先,在交通流由普通车辆为主逐渐演变为联网车辆为主的过程中,车辆行驶特性发生改变,造成现有交通流特性研究成果不再适用。本文在分析混合交通流特性的基础上提出联网环境下设置专用车道的通行策略。其次,元胞自动机模型的构建是交通领域中重要的研究方法,模型能否准确仿真实际交通流状况将影响后续研究。本文考虑驾驶员对刹车灯和车联网车载系统反应的相似性,解析了车联网环境下各种类型车辆驾驶行为变化和交通特征,通过改进刹车灯模型,建立了适用于车联网环境的交通流元胞自动机模型,并依据通行策略构建了设置联网车辆专用车道的多车道模型。最后,利用MATLAB开发仿真程序,模拟输出交通数据,采用统计学的方法分析数据,研究出不同道路与交通环境下联网车辆专用车道的设置方法与设置方式,并选取评价指标评估专用车道设置的效益性。仿真效果表明,所构建的元胞自动机模型能够再现联网车辆专用车道设置前的交通流状态,且能够得出联网车辆专用车道的具体设置方法。数值模拟结果表明,设置联网车辆专用车道后联网车辆延误降低了78.8%、在饱和度基本不变的情况下交通量提高了4.8%、设置借用公交车道的联网车辆专用车道后交通量提高了13.1%、提高了车辆速度,有效改善了道路运行效益。本文的研究对道路资源的利用以及元胞自动机模型在交通领域的发展有重要的理论意义,并对交通智能化发展以及车联网优势的发挥有重要的现实意义。

关键词：专用车道车联网元胞自动机交通流特性间歇式公交专用道

基于元胞自动机模型的可变信息标志（VMS）对交通流特性影响研究

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基于元胞自动机模型的可变信息标志（VMS）对交通流特性影响研究

作者：朱久平北京交通大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展,以及人们的生活水平的提高,交通需求也不断增长,这使得城市道路上的机动车数量剧增,并引起交通拥挤,严重制约了城市的发展。解决交通拥堵问题不仅仅需要交通基础设施的修建,尤其在人口稠密的城市,还应从有效的交通... 详细信息

随着经济的快速发展,以及人们的生活水平的提高,交通需求也不断增长,这使得城市道路上的机动车数量剧增,并引起交通拥挤,严重制约了城市的发展。解决交通拥堵问题不仅仅需要交通基础设施的修建,尤其在人口稠密的城市,还应从有效的交通管理和控制方面着手。其中城市交通诱导系统作为现代城市主要的交通管理控制措施之一,可以有效的缓解交通拥堵问题。因此本文将对城市诱导中的可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)对交通流特性的影响展开研究,为缓解城市道路交通拥堵提供建议,具体工作如下：1针对前人关于双通道系统交通流特性研究中双通道系统的不合理性,本文提出了一个更符合实际的双通道系统,并且提出以平均车头间距和平均车头时距作为路径诱导信息,分析了它们对双通道系统路径的交通流特性的影响,并与传统的行程时间反馈、速度信息反馈方法进行了对比。研究表明,在不同进车概率和不同动态车比率时,本文改进的信息反馈策略都可以有效地使双通道交通流保持在较稳定状态从而优于以前的行程时间反馈和平均速度反馈。2针对完全式公交专用道设置导致道路利用率降低的问题,本文将用元胞自动机模型方法对含有VMS诱导的间歇性公交专用道进行研究,并对采用完全式和间歇式两种公交专用道时的道路交通流特性进行对比研究。研究表明间歇式公交专用道可以有效地提高道路流量和道路利用率;本文还研究了VMS分段设置长度(相邻两个VMS之间的距离)对交通流的影响,通过数值模拟给出在可以既不增加公交车延误又提高道路利用率时的最佳分段设置长度。3城市道路的突发事故时常造成严重的交通堵塞,如何缓解交通拥堵成为人们研究的重要课题。本文提出一种通过设置VMS来改善含有事故的双车道道路交通,并用元胞自动机模型进行模拟分析。模拟结果表明VMS的设置可以有效缓解事故引起的交通堵塞并提高道路流量。此外,本文还研究了VMS诱导前后进车概率、慢车比率对道路交通流特性的影响。

关键词：元胞自动机模型可变信息标志双通道系统间歇式公交专用道交通事故