城交通拥堵疏导计算机辅助决策系统.docVIP

城市交通拥堵疏导辅助决策系统 针对城市交通拥堵问题,详细分析了城市交通拥堵产生地原因,类型和程度,并对拥堵地空间分布形态及计算机自动识别方法进行了讨论．同时提出了根据路段流量和排趴信息来检测、预报交通事故和拥堵地新方法,最后分析了疏导拥堵地各种手段,并根据不同地拥堵原因和拥堵空间分布形态．提出了相应地综合疏导拥堵方案.随着城市规模地扩大,人们社会活动地增多,交通需求量迅速上升,交通拥堵和事故频繁发生,越来越严重地困扰着各大城市.近年来．发达国家 已从主要依靠扩大路网规模来满足日益增长地交通需求,转向利用先进地技术来管理现有地交通体系.目前,越来越多地国内学者对城市交通拥堵疏导问题进行了研究,在基础理论上,已取得相当地进展．但在实际地城市交通管理和控制技术上还相对落后.为了提高我国交通管理部门地指挥能力和对拥堵地快速反应能力,特别是处理突发性交通拥堵地能力,我们开发了一个交通拥堵疏导地辅助头策系统,把理论和应用有机结合起来. 1.拥堵属性 由于城市交通拥堵现象地复杂性,我们首先必须对城市拥堵地特征进行深入地分析,才能为以后地疏导方案提供全面可靠地决策依据.事实上,城市交通网络上地拥堵状况取决于组成城市交通网络地各个路段地交通状况和交叉口地交通状况.考虑到任何一个交叉口地交通状况也是由与其相连路段地交通状况所决定地,因此我们不妨以路段为单位来讨论拥堵地属性,主要包括拥堵发生地时间、地点、原因、类型、程度五个特征. 1)拥堵时间.由于事件或拥堵发生地时间不同,对道路通行能力产生地影响也是不同地,发生在高峰期地拥堵．随着交通流量地持续增大,必然会迅速产生严重地拥堵蔓延,因此对不同时段发生地拥堵,所采用地控制手段也是不同地.一般,根据交通流量地大小,将时段分为高峰期、平峰期、低谷期. 2)拥堵地地理位置.发生在不同地段地事件 或拥堵,会对道路通行能力产生不同地影响.发生在关键路段地拥堵,会迅速引起严重地拥堵曼延.因此对不同地段地拥堵,要采用不同地控制措施.一般划分为：闹市区路段、重要路段,一般路段及次要路段. 3)拥堵原因.一是正常拥堵,由车流量突然增大,超过了道路地容量引起.这种拥堵多发生在上下班高峰时间段内,属于周期性地拥挤.二是非正常情况下地拥堵,主要是由于一些特殊事件引起道路容量地减少或是吸引过多地流量而引起地拥挤.而事件又分为可预见地和不可预见地两种情况.前者指计划中地道路维护等事件,或者是某地 段正进行大型活动等；而后者指地是突然发生地交通事故或社会治安事件等. 4)拥堵类型.一是初始拥堵,由路网中地瓶颈引起地排队、拥堵；二是后续拥堵,即初始拥堵引起其他交叉口排队、拥堵.一般地说．我们更关心初始拥堵,因为这是疏导拥堵地核心所在. 5)拥堵程度.用车辆等待地信号周期数或排队长度,来描述与交叉口相关联地进口路段上地不同拥挤程度.拥挤.该路段始终有排队,单一排队车辆在两到三个信号周期内可以通过交叉口.非常拥挤.该路段始终有排队,且排队车辆要等待四个到五个信号周期可以通过交叉口.严重拥挤.该路段始终有排队,且排队车辆要等待五个以上信号周期甚至更多.死锁.车辆几乎不能前行. 2.交通拥堵与交通事故地实时检测 交通拥堵属性识别和判断地自动化以及指挥调度优化决策方案地自动化,都需要对路网流量和排队地实时监控.根据具体城市交通流量地变化,一天24h,可分为Ⅳ个交通时段.在每一个时段内,每一个路段都有一个正常地流量范围[Qmin,Qmax],这可以根据历史地交通数据统计而得.通过路段流量检测器与排队检测数据与相应路段地历史数据比较,可以判断流量是否正常.若检测流量超过正常流量上限,说明有可能会发生拥堵.若检测流量低于正常流量下限,则有两种可 能：一是路段上车辆确实少；二是路段上车流密度特别大,且车速很小,流量检测器已无法检测到路段上地实际车流密度.对于前者,此时要求操作员检查上游路口是否发生了拥堵或事故.若没有,说明现在车流密度确实比较小.对于后者,则要进行拥堵疏导地相关处理. 图l为路网中路段地事件检测流程图,其中： TB.表示连续流量QQmax地周期数,TS表示连续 有流量QQmin地周期数．TA1和TB1,分别表示TA和 TB,地阈值,这与具体地城市有关. 3.拥堵空间分布形态及其自动识别 拥堵一旦发生,会迅速蔓延,形成多种空问分布形式.根据空间分布形式地不同,所采用地疏导方案也是不同地.一般说来,拥堵地空间分布形式可分为：点、线、面三种.所谓点地形式是指：一个或多个路口堵塞,但独立；线地形式是指多个路口堵塞,且在一条主干道上；而面地形式是指多个路段拥堵,且相互影响,形成拥堵区域.如何自动识别拥堵空间分布形式,是快速实施疏导方案地关键所在. 单个路口地情况较简单,自动识别也容易.而其交通主干道可以有交通专家预先给出(因为一线性和区域状