针对城市道路交通事件影响愈发明显、对其智能化管理措施不到位且相关基础理论研究不足的现象,提出从满足网络中出行者行程时间可靠性的角度出发,以城市区域路网为主要研究对象,研究交通事件状况下区域交通信号控制与可变信息板信息服务的多层次协同优化理论与方法。首先以调查分析和仿真实验为支撑,主要从实际数据出发探索交通事件情况下信息服务模式对驾驶员路径选择和路网交通流分布影响的定量分析方法,以多智能体规划技术为核心基础理论,运用多智能体复杂决策理论、自适应动态规划等技术研究交通事件情况下单点及区域交通信号协调控制方法、信息服务优化模型、应对交通事件管理的区域交通信号控制与信息服务延续式协同优化机理及交通控制与信息服务多层次协同作用模型及体系框架。本研究对揭示智能交通管理技术与交通流网络分布及交通系统可靠性之间的相互作用机理、提高城市交通事件管理的效率具有重要的理论和应用意义
traffic incident management;travel time reliability;information guidance;coordination;traffic signal control
总体而言,本课题完成预定的研究内容,且在研究过程中结合研究过程中的思考和感受,形成了相关的其他方面的成果内容。正式发表论文12篇(5篇EI检索),在投3篇,培养研究生3名。本研究在获得资助后,结合申请内容及所获得数据确定研究主线,首先基于所获得的实时交通流数据,从研究旅行时间可靠性的角度入手,提出基于模糊逻辑的旅行时间可靠性评价方法以及基于Monte Carlo的行程时间可靠性分析方法,从旅行时间的变化性、旅行时间的偏移分布等方面入手,采用模糊逻辑的方法来判断旅行时间的可靠性。从分析行程时间可靠性的概念及其重要性入手,提出了路段、路径、OD对以及系统行程时间可靠性的定量计算方法,基于Monte Carlo仿真建立了行程时间可靠性的求解算法,考虑到行程时间可靠性与出行者路径选择的相互作用,该方法将基于行程时间可靠性的交通分配纳入到行程时间可靠性的评价之中,这方面的研究为后续研究提供了支撑。同时,针对影响旅行时间可靠性的最主要因素——交通事故,研究了使用决策树及顺序probit模型进行事故持续时间预测的方法,为旅行时间可靠性分析提供基础支撑。同时,针对影响交通信号控制与路径诱导协调的道路交通流状态分析与预测技术,研究了基于粗糙集-模糊识别技术的交通流状态识别算法并进行了短时交通流预测方法的研究。在上述研究的基础上,进行了基于旅行时间可靠性的交通信号控制方法的研究,首先研究了单点交叉口基于旅行时间可靠性的控制模型,提出了基于遗传算法的交叉口信号控制可靠性优化模型并进行了仿真分析,在此基础上,针对公交信号优先需求,以提高公交车辆运行可靠性为目标,提出了基于规则的公交信号优先控制优化模型并进行了仿真分析。在单点信号控制研究的基础上,结合交通网络优化需求,从信息服务优化模型、应对交通事件管理的区域交通信号控制与信息服务延续式协同优化机理及交通控制与信息服务多层次协同作用模型及体系框架等角度入手,首先展开基础理论的研究工作,以交通分配和路径规划基础,通过对出行者在控制节点和未控制节点的路径选择行为的假设,建立了混合交通配流模型。同时建立了带转向延误和通行能力限制的交通网络配流模型,模型中路段和转向通行能力约束条件的Lagrange乘子等于因交通拥堵而产生的排队延误。在理论研究的基础上,对用于交通网络管理的交通信号控制与信息服务的协同模型体系进行了相应的研究。