多种交通流状态下的交通波模型

为方便描述多种车流状态下的交通波速度传播过程,基于车辆跟驰的物理机制和车辆运动学特性推导出交通波速度传播统一模型.采用高点视频拍摄和视频车辆轨迹提取的数据采集方法获取实际调查数据,得到了停车波和起动波的波速计算值.通过与实测数据比较,结果表明交通波模型的波速计算值与实测值的相对误差为5%左右,证实了模型的有效性.通过对模型进行分析,得出车辆速度和车头间距对交通波波速的影响区别,为城市交通控制与管理提供了理论依据.     

信号交叉口起动波的运动学模型

为寻求一种符合实际且参数意义明确的信号交叉口起动波模型,根据起动波传播的运动学特性建立了起动波的运动学模型。设计了数据采集方案和数据处理方法。利用长春市实际调查数据标定了模型,并得到了波速计算值。按照起动波传播特性,由实际调查数据计算了波速观测值。结果表明,运动学起动波模型的波速理论值与实际观测值的相对误差约为5％。该模型不依赖于传统交通波模型,参数意义明确,标定方法简单,波速计算值与观测值接近,为城市交通信号控制提供更可靠的理论依据。     

信号交叉口起动波的运动学模型

为寻求一种符合实际且参数意义明确的信号交叉口起动波模型,根据起动波传播的运动学特性建立了起动波的运动学模型。设计了数据采集方案和数据处理方法。利用长春市实际调查数据标定了模型,并得到了波速计算值。按照起动波传播特性,由实际调查数据计算了波速观测值。结果表明,运动学起动波模型的波速理论值与实际观测值的相对误差约为5%。该模型不依赖于传统交通波模型,参数意义明确,标定方法简单,波速计算值与观测值接近,为城市交通信号控制提供更可靠的理论依据。     

考虑路边停车带影响的非机动车压缩交通波模型

为了解析设置于物理分隔非机动车道的路内停车带对于非机动车交通运行的影响,以非机动车集群通行和压缩特性为基础,基于流体力学中的气流分析理论,分别提出了描述机动车辆停放过程影响条件下的非机动车流减速-跟驰和停车的压缩系数计算方法,进而建立了非机动车压缩交通波模型.应用该模型,提出了非机动车流由于路内停车带设置引起的最不利时刻的排队长度计算方法,并以此为依据,建立了路内停车泊位与上游交叉口最短距离设置方法.以苏州市东中市路实测交通数据为基础,将压缩交通波模型与实际停车波速进行对比,发现相对误差的平均值为8.57％,而合理控制非机动车停车干扰的时间及非机动车流密度两个参数,可以有效降低排队自行车流延伸至上游交叉口,从而缓解交通拥堵和降低交通安全隐患.     

信号交叉口停车次数

利用交通波理论研究了信号交叉口的停车次数模型。通过交叉口停车线前停车波和启动波的分析划分出车辆在信号控制下的聚集-释放模式,得出稳定输入下不存在完全一次排队,并研究了不同聚集-释放模式与车辆停车次数的关系。针对三种模式中的稳定模式的车辆行驶轨迹作了分类,计算了其停车率,并对几种重要的停车率计算方法进行了比较分析。算例表明,传统停车率计算模型的估计结果总是偏大,且随着饱和度的变大对停车率的估计偏差也变大。这种偏差的根源在于其采用了点排队的假设。     

基于运动学方程的停车波模型

为描述连续交通流中的停车波现象,分析了停车波传播的运动学特性,基于运动学方程建立了停车波模型。研究表明,该模型与基本交通波模型推导的停车波模型一致。为验证该模型,设计了数据采集方案及参数标定方法。利用长春市的调查数据标定了模型,得到停车波波速理论值与实测值之间的相对误差为3.85%。结果表明,基于运动学方程的停车波模型可以描述连续交通流中的停车波现象,参数标定方法简单可行。     

多线港湾式公交站点高峰期通行能力模型修正

基于高峰期多线港湾式公交站点的公交车辆呈车队离站的重返延误特性,通过排队论和间隙理论计算车队离开的重返延误值,对HCM通行能力模型的重返延误进行修正,并给出车队重返延误、平均车队长度和平均等待间隙时间的计算方法。最后,通过修正模型和HCM模型计算八宝街港湾式公交站点通行能力,结果表明实际观察值大于HCM模型结果,修正模型的结果更接近实际情况,且其平均的离开车队长度1.3辆,重返延误值10.8 s。     

工程场地浅层剪切波速结构反演

目的反演工程场地浅层剪切波速结构,验证中美联合地脉动台阵观测记录适合应用于实际工程场地的浅层剪切波速结构.方法对唐山地区两个实际场地观测,从地脉动台阵观测竖向记录中提取了Rayleigh波相速度频散曲线,从地脉动台阵3分量记录中提取了Love波相速度频散曲线,采用Haskell矩阵计算理论的Rayleigh波和Love波相速度.结合遗传算法与单纯形结合的反演算法对唐山地区的两个具体场地浅层剪切波速度结构进行了反演,并与实际的钻孔资料进行了对比.结果场地1提取的相速度频散曲线与理论计算结果有一定的差别.场地2提取的相速度频散曲线与理论计算结果符合较好,场地2的剪切波速结构反演结果较好,与钻孔资料的平均误差均在20%以内.结论利用从地脉动记录中提取Rayleigh波和Love波相速度频散曲线,反演场地剪切波速结构效果较好,适用于实际工程场地的浅层剪切波速度结构反演.     

基于SPS软件的原油管道压力波传递特性分析

采用SPS软件建立了西部某原油管道仿真模型并与管道实际运行工况进行对比,验证了模型的准确性。在该模型基础上,通过关闭B热泵站1号泵产生压力波动,并根据沿线压力变化模拟研究了管道压力波的传递特性。揭示了传递距离、出站油温、原油密度、出站压力、管径、壁厚、管道弹性模量等对压力波传递速度的影响,拟合 修正得到了针对该西部原油管道的压力波传递速度计算公式。最后通过与实际工况下压力波传递速度的对比,验证了公式的准确性。     

变压吸附制氧过程传质特性数值分析

研究了变压吸附制氧过程中吸附时间对制氧性能的影响,提出了利用浓度波传递模型分析变压吸附制氧过程传质特性、计算最佳吸附时间的方法。结果表明,吸附过程中吸附床内氮气浓度波形状随着时间和轴向位置而变化,理想传热传质条件下,氮气浓度波传递速度比实际吸附过程浓度波传递速度快,实际过程中由于传质和传热阻力,浓度波传递速度减少26%。基于浓度波传递模型计算的最佳吸附时间与实验值误差在0.5 s以内。     

一种新的车队离散模型及其应用

为分析车队离散模型在实际中的适用性,以长春市交通调查数据为基础,分析并验证了经典车队离散模型,建立了基于无变换正态分布的车队离散模型。验证结果表明,本文建立的车队离散模型预测效果更佳。同时,根据不同位置的检测器数据和车队离散模型提出交通流量反馈机制预测方法,验证表明该方法能够提高流量预测精度,对城市交通控制具有重要的理论意义和实用价值。     

相邻信号交叉口临界协调间距计算方法

为了计算相邻两交叉口可以划入同一控制子区的最大临界间距,在进口道停车线前布设线圈检测器获取车流驶离图式;基于罗伯逊车队离散模型,建立了下游交叉口车队到达图式与交叉口间距的关系函数;根据HCM2000中对协调控制效益等级的划分,以下游协调相位每周期绿灯期间到达车辆数占到达总车辆数的40%作为临界条件,分别研究了单向协调与双向协调情况下临界间距指标的动态计算方法,该指标与车队流量、信号配时等动态要素密切相关;最后以算例形式对所建算法的应用情况进行了分析.     

基于车队D-Q模型的交通信号控制算法

用D-Q模型对单交叉口的车队形成、消散进行了描述,D(discharging)代表车队的消散过程、Q(queuing)代表车队的形成过程.在交通信号控制中,设计了一种以车队总延误时间为优化目标的实时的onestep控制算法.编制交通仿真系统平台,对该方法的控制效果与定时控制进行了模拟比较,仿真试验的结果说明该方法的控制效果明显优于传统的控制方式.     

信号控制下的路段行程时间

通过交叉口停车先前停车波和启动波的分析,划分出车辆在信号控制下的聚集-释放模式,得出稳定输入下不存在完全一次排队。针对稳定模式中车辆行驶轨迹作了分类,并分别研究了它们各自的行程时间。并用算例表明,路段行程时间(即路阻)不仅是路段流量的增函数,同时它还会受到信号控制的影响。流量很低时的车辆行程时间有可能比流量高时的还要长。     

考虑车速分布区间限制的车队密度离散模型

假设车速为在最小速度和自由流速度之间的截断正态分布,从交通流密度的角度分析了上游交叉口的排队车辆在绿灯放行后在下游道路行驶过程中的离散特性。构造了车队在时空坐标上的交通流密度函数的分段计算公式。给出了整个车队通过和未通过下游断面的车辆数计算公式,以及上下游断面的流量分布模式,得出了车队密度离散模型。基于此,本文推导了车队头尾部离散模型,以方便在信号灯协调控制中应用。最后,以相邻交叉口信号协调控制为例,验证了模型的有效性。     

网联交通环境下的车-车通信故障诊断方法

以智慧交通场景中的车辆编队为应用背景, 建立基于智能驾驶员模型的车辆队列控制模型, 分析车-车通信中延时对队列控制稳定性的影响。提出基于车-车通信更新延迟的故障诊断方法, 利用中值和均值的统计特性计算用于判断是否发生故障的决策变量, 设计两层滑窗对决策变量进行平滑, 实现决策变量实时、自适应计算; 利用Jarque-Bera检验一段时间内接收端延迟更新统计分布的正态性, 若该分布显著偏离正态分布, 则认为通信质量恶化。在测试场地采集车辆行驶速度数据和车-车通信延时数据, 对不同场景下车-车通信更新延迟的统计分布特性进行仿真试验, 验证车-车通信中延时对智能网联汽车协同控制的影响。研究结果表明, 车-车通信延时会导致协同控制过程中控制率的剧烈变化, 基于更新延迟的通信故障诊断方法可以对车-车通信质量是否恶化进行有效诊断。     

标定交通流模型时最小统计间隔的选择

利用广佛高速公路的数据,首先比较了以15min、5min和1min为统计间隔统计的各流率区间内的速度、密度均值,以及最高频率出现的速度、密度值,然后比较了以15min、5min和1min为统计间隔的统计结果标定的Greenshields模型和Underwood模型,认为：标定交通流模型时,可采用的最小统计间隔为5min;当模型精度要求为10％时,最小统计间隔为1min．