基于瓶颈模型的交通出行行为分析与管理策略研究
2013年数学建模瓶颈路段通行能力分析
数据分析。依据道路瓶颈路段交通设计的基本原理，对实际调查数据及交通状况进行分析，得出制约交叉口通行能力的影响因数。
4、瓶颈路段交通组织设计探讨。
5、瓶颈路段交通组织设计策略研究。
1）.设计准备
(1)收集基础资料
(2)现场勘察及分析问题
(3)交通政策的研究
2）.概略设计
主要包括的设计内容有:
2.国内研究现状
目前国内外学者对城市交通优化控制方面的研究工作已进行的较为深入,出现了如神经网络控制、模糊控制、多Agent控制等多种控制算法。但总的来说,以上的研究工作多针对与路口相关路段交通流处于正常状态(包括饱和状态与非饱和状态)的情况,而在实际过程中,当某路口的相关路段因发生事故或占道施工而出现路段交通瓶颈的现象时,为避免发生交通混乱(如路口发生车辆拥阻或发生二次事故等) ,如何对路口的信号控制策略进行相应的改变,也是一个值得研究的问题。
仅仅依靠单一的交通控制或者交通管理已解决不了车流量的增加对道路的影响，应从系统优化的角度进行综合整治。对主干道瓶颈区段问题进行通行能力分析并提出相关的对策，分别从路段资源整合、主辅路结合以及禁左与单行线设置等交通组织优化设计方法来缓解主干道瓶颈区段的交通压力，并进行具体实例对交通组织优化设计方法进行多方案论证。
稳定流状态是指车辆行驶速度受到前车的制约,但车辆行驶状态比较稳定,车流本身具有一定的抗干扰能力,在该状态下交通流量可以达到最大流量值,但是当交通需求继续增加,就会使车流产生较大的波动,车流运行速度出现显著下降,流量呈现出很大的波动性。
强制流状态下,交通密度较大,速度受前车制约性强,车辆行驶自由度小,车速稳定性较差,显示出较大的波动性,当流量继续增加,车流会出现走走停停现象。
移动瓶颈理论研究进展
移动瓶颈理论研究进展杨晓芳;付强【摘要】混合交通条件下,低速货运车辆的存在形成了道路上的移动瓶颈,移动瓶颈导致的时空资源损失随时间、空间都是动态变化,在降低了道路的通行能力和服务水平的同时,引发了严重的安全问题.分析了移动瓶颈理论的原理、应用及其发展历程,并提出了当前移动瓶颈理论的不完善之处和应用局限性,给出了移动瓶颈理论在我国的研究方向.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2011(047)005【总页数】4页(P1-3,23)【关键词】交通工程;移动瓶颈;评论;混合交通;货车【作者】杨晓芳;付强【作者单位】上海理工大学,管理学院,交通系统工程研究所,上海,200093;上海浦东工程建设管理有限公司,上海,201203【正文语种】中文【中图分类】U491近年来，在我国某些快速道路（包括高速公路、城市快速路以及城区与郊区交界的快速环线）路段，常出现运行交通量并没有达到设计通行能力而实际交通状况却拥挤不堪的现象，并迫使这些快速道路提前进入改造期，大大影响这些快速道路作为重要交通基础设施其社会经济效益正常发挥。
有关方面在分析我国快速道路难以达到设计通行能力的原因时，已渐渐认识到该现象很大程度上为我国快速道路上较多超载超限、性能较差的重载货车与其他快速车辆混行，在快速道路沿线形成大量的“移动瓶颈”[1-2]所致。
高速公路重载货车移动瓶颈问题是连续流交通设施内由于性能差异、速度不一的车辆组成一类新的“混合交通”运行中所表现出的现象。
超载、超限重载货车本身行驶性能的差异导致相关车辆的跟车、变换车道、超车的行为与常规交通流不一致，并且移动瓶颈导致的高速公路时空资源损失随时间、空间都是动态变化，所以重载货车在高速公路上产生移动瓶颈是一个复杂的交通现象，是复杂交通流理论与实验研究的前沿研究课题。
和发达国家不同，交通移动瓶颈问题在我国快速道路中非常突出，已成我国经济发达、交通繁忙区域高速公路通行能力下降、交通拥堵和安全恶化的主因之一，并对我国快速道路交通基础设施的科学规划建设、高效运营管理造成很大冲击。
城市快速路常发性瓶颈交通流失效生存分析模型
收稿日期：2012-04-15基金项目：国家自然科学基金（51278362） 城市快速路瓶颈交通流失效生存分析研究孙剑，张娟（同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804）摘要：瓶颈处交通流失效（Breakdown ）是导致快速路拥堵的重要原因，其致因则是交通需求、驾驶行为及设施设计等多因素交互作用的结果。
针对快速路常发性瓶颈失效的随机特征，基于海量检测数据，提出了快速路瓶颈失效的生存分析模型。
该模型首先以速度、密度组合阈值法判断失效是否发生；然后统计失效发生时刻及发生前的交通流参数，利用生存函数描述失效发生概率与瓶颈通行能力的关系；进一步采用Cox 回归模型分析瓶颈失效的影响因素。
上海市内环3个典型双车道常发性瓶颈点277个交通流失效事件分析表明，在50%的失效概率下，3个瓶颈每车道通行能力分别为1341，1552，1662vehh -1；通过调控主线车速及驶入匝道流量可对瓶颈失效起到有效的保护作用。
利用该方法可精细化确定瓶颈点概率通行能力，并为快速路主动交通管理措施设计提供理论依据。
关键词：快速路；常发性瓶颈；失效；生存分析；通行能力 中图分类号：u121 文献标识码：A 文章编号：Survival Analyses of Traffic Flow Breakdownat Urban Expressway BottlenecksSUN Jian, ZHANG Juan(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering, Ministry of Education, Tongji University,Shanghai 201804, China)Abstract: One of the important factors causing Urban Expressway congestion was traffic flow breakdown at bottlenecks, which resulted from mutual effects of traffic demand, driving behavior and design of traffic facilities. Aiming at probabilistic nature of breakdown at Urban Expressway recurring bottlenecks, survival analyses models of breakdown were proposed based on large scale of detector data. Firstly, breakdowns were identified according to speed and density thresholds. Secondly, traffic parameters during and before breakdown interval were counted, and relationship between probability of breakdown and bottleneck capacity was described by survival function. Finally, factors of bottleneck breakdowns were analyzed by Cox regression models. 277 breakdown events were collected from three typical recurring bottlenecks in inner ring in Shanghai which had two lanes. Analyses results showed when the probability of breakdown was less than 50%, the single lane capacities of the three bottlenecks were 1341, 1552 and 1662vehh -1 respectively. It can effectively protect breakdown of bottlenecks to adjust or control speed of main lane and ramp volume. The probabilistic capacity of bottleneck would be quantified more precisely according to method from this article, which would supply theories for active traffic management strategies and designs.Key words: Urban Expressway; Recurring Bottlenecks; Breakdown; Survival Analyses; Capacity快速路是大都市交通的命脉，瓶颈则是快速路运行畅通与否的关键。
利用数据挖掘技术识别交通拥堵瓶颈分析
利用数据挖掘技术识别交通拥堵瓶颈分析交通拥堵是城市建设和发展难以避免的一个问题。
每天早晚高峰时段，道路上车辆排队等待的现象是司空见惯的。
交通拥堵的症结之一就是交通瓶颈，其存在使得路段难以通过并导致车流量增加。
利用数据挖掘技术，能够准确地识别交通拥堵瓶颈，并分析原因和解决方案，从而优化城市交通流动效率。
一、交通拥堵瓶颈的识别利用移动电话、车载GPS和道路监控设备等多源数据，能够获取大量的车辆运行轨迹数据。
这些大数据来源中蕴藏着宝贵的信息，可用于交通拥堵瓶颈的识别。
首先需要通过数据挖掘的方法对数据进行预处理，包括删除离群值、异常值和无效数据等。
对所得到的数据进行分析，可发现瓶颈路段的车流量呈现出显著的峰值，其中峰值点就是交通瓶颈点。
通过建立交通流量模型化对瓶颈点进行预测，并结合实际情况调整预测结果，得出瓶颈点的准确位置。
二、交通瓶颈的原因探究得到交通拥堵瓶颈的准确位置后，我们还需要进行进一步的探究，找出交通瓶颈的原因。
交通瓶颈的原因往往是多方面的，在交通网络中的道路、车辆、驾驶员和信号等因素都会影响交通的畅通和拥堵。
对于道路因素，我们需要通过实地调查考察路况的情况，寻找道路狭窄、交通流量过大的问题等。
对于车辆因素，我们需要收集车型、载荷等信息，通过模拟分析交通网络中的汽车行驶速度等参数，判断车辆因素对交通瓶颈的影响。
对于驾驶员因素，我们需要分析数据源中的驾驶行为数据，例如车速、变道频率等。
通过分析驾驶行为，可以发现某些驾驶习惯不良的行为，如频繁变道、紧急刹车等存在恶意操作，加大了道路拥堵的风险。
针对性地开展交通安全教育，可提高广大司机的交通安全意识，减少交通事故的发生。
对于信号因素，我们需要结合数据挖掘算法对城市交通信号灯进行优化。
根据交通流量、拥堵程度等因素，我们可以对信号进行调整，使得信号能够更好地指导车辆通行，减少交通瓶颈点的存在。
三、交通瓶颈的解决方案通过分析交通拥堵瓶颈的原因，我们可以得出一些解决方案。
道路交通瓶颈的分析、控制及模拟的开题报告
道路交通瓶颈的分析、控制及模拟的开题报告题目：道路交通瓶颈的分析、控制及模拟一、研究背景与意义交通瓶颈是指道路、交叉口、高速公路收费站等交通场所，由于交通量大，车辆需要按照一定的速度、时间和空间顺序通行，使得交通流在这些场所会受到一些限制，而形成的交通拥堵情况。
交通瓶颈又分为瓶颈断面和瓶颈延伸。
瓶颈断面是指由于道路路段宽窄、路口、交叉路口等地理因素造成交通流量的瓶颈，而瓶颈延伸是指由于车辆行驶速度、车速、车辆堵塞和停车等因素造成的车辆拥堵。
交通瓶颈给城市交通管理和道路建设带来了很大的挑战。
因此，对交通瓶颈的分析、控制及模拟研究具有非常重要的实践意义。
二、研究内容和方法本文将探讨道路交通瓶颈的分析、控制及模拟。
具体内容包括：1. 道路交通瓶颈的特点和原因分析2. 道路交通瓶颈的控制措施及机制研究3. 道路交通瓶颈模拟方法及模型建立4. 道路交通瓶颈模拟实例研究研究方法主要包括理论分析法和仿真模拟法。
理论分析法主要是基于现有的交通流理论，通过数据采集、观察和实地调查，深入实践，发现交通瓶颈的特点、原因和特征，为交通瓶颈问题的控制和解决提供理论支撑。
仿真模拟法主要是运用计算机技术和软件，通过建立交通流模型和参数，分析不同控制措施对瓶颈断面和瓶颈延伸的影响，以及优化交通流的方案，为交通瓶颈控制提供可靠的技术支持。
三、预期研究结果本文的预期研究结果主要包括：1. 道路交通瓶颈的特点和原因分析。
通过对现有瓶颈交通流理论和分析方法的研究，分析车流、路段、交叉口等交通场所的基本特征和瓶颈形成原因，为后续研究提供基础。
2. 道路交通瓶颈的控制措施及机制研究。
在分析道路交通瓶颈的基础上，提出一些解决瓶颈问题的控制措施和机制，如信号灯优化、车道控制、单向行驶等。
3. 道路交通瓶颈模拟方法及模型建立。
基于理论分析和交通流仿真软件，建立包括瓶颈断面和瓶颈延伸在内的交通流模拟模型。
4. 道路交通瓶颈模拟实例研究。
运用所建立的交通流模拟模型对不同车流密度、不同控制手段下的交通流运行状况进行测试和分析，为优化交通流提供方案和控制建议。
基于模型的城市交通拥堵分析与控制
基于模型的城市交通拥堵分析与控制城市交通拥堵是现代城市发展中的普遍问题，而随着车辆数量的不断增加，道路规划和交通管理已经无法有效地解决交通拥堵问题。
因此，基于模型的城市交通拥堵分析与控制已经成为解决交通拥堵问题的重要手段。
一、城市交通拥堵的成因城市交通拥堵的成因多种多样，如增长的人口和车辆数量，复杂的交叉口和道路系统，缺乏有效的交通管理和指导等。
其中，车辆数量的增长是造成城市交通拥堵的根本原因。
二、基于模型的城市交通拥堵分析方法基于模型的城市交通拥堵分析方法包括微观模型和宏观模型两种。
微观模型是对个体车辆和交通行为进行建模，可模拟交通拥堵的细节和交通变化；而宏观模型则是对交通流量进行建模，着重于分析大范围的交通拥堵趋势和影响。
在微观模型方面，经典的诱导、微观仿真等方法已经有了广泛的应用。
其中，仿真方法是基于离散事件模拟，通过模拟车辆和交叉口之间的交互作用来预测交通拥堵情况。
仿真方法不仅可以预测交通拥堵情况，而且能够评估不同的交通管理策略的有效性。
此外，计算流体力学（CFD）方法也被用于城市交通拥堵模拟中，通过数值模拟和分析交通系统的特征，提供了较为准确的城市交通拥堵分析结果，但该方法需要耗费大量时间和计算资源。
而在宏观模型方面，物理模型和统计模型是最常用的方法。
物理模型主要是基于流体力学理论，建立起交通流量模型，通过对交通流量进行建模，来研究城市交通拥堵的形成及其演化规律。
而统计模型是基于实际的交通数据对交通流量进行数据挖掘和分析，以找出与交通拥堵相关的关键指标，如交通密度、速度等。
三、基于模型的城市交通拥堵控制基于模型的城市交通拥堵控制主要包括两个方面：交通流量调控和交通管理策略。
交通流量调控是通过交通信号掌控和车道分配等措施来调整交通流量，以减少拥堵。
而交通管理策略则包括限制车辆通行、鼓励公共交通和促进非机动车等各种政策和措施，来减少车辆数量和促进公共交通的发展。
交通信号掌控是控制城市交通流量的有效手段之一。
交通控制理论和方法
交通控制理论和方法交通控制是指根据道路交通情况和交通需求，对交通流进行引导和调控，以确保交通有序、安全、高效的一种管理和控制方法。
交通控制理论和方法的研究可以使交通系统更加科学和合理，提高交通效率和安全性。
本文将从交通控制的目标、原则、理论模型和方法等方面进行探讨。
首先，交通控制的目标主要包括增加交通流量、减少交通拥堵、提高交通安全和减少交通事故等。
在实际交通控制中，要根据不同的目标制定相应的控制策略和措施。
其次，交通控制的原则主要包括合理性、安全性、效率性和灵活性等。
合理性是指交通控制方案要符合道路和交通需求的客观规律，安全性是指交通控制方案要保障交通安全，效率性是指交通控制方案要提高交通效率和减少交通拥堵，灵活性是指交通控制方案要适应交通需求和交通情况的变化。
在交通控制的理论模型方面，主要包括瓶颈理论、队列理论和控制论等。
瓶颈理论是指通过分析交通流中的瓶颈节点，确定并优化交通控制策略，以提高交通效率。
队列理论是指通过研究交通流的排队现象，确定并优化交通控制策略，以减少交通拥堵。
控制论是指通过建立交通控制系统的数学模型，分析和优化交通控制策略，以提高交通效率和安全性。
最后，交通控制的方法主要包括信号控制、导向控制、速度控制和交叉口优化等。
信号控制是指通过设置交通信号灯，引导车辆按照一定的优先级和时间间隔通行，以增加交通流量和减少交通事故。
导向控制是指通过设置交通导向标志和标线，引导车辆按照规定的路线和方向行驶，以减少交通拥堵和提高交通安全。
速度控制是指通过设置交通限速标志和测速设备，限制车辆的行驶速度，以减少交通事故和提高交通安全。
交叉口优化是指通过对交叉口的设计和布局进行优化，减少交通冲突和车辆等待时间，以提高交通效率和减少交通拥堵。
综上所述，交通控制理论和方法的研究对于提高交通系统的科学性和合理性非常重要。
通过制定合理的交通控制方案和采取适当的控制策略和措施，可以提高交通流量、减少交通拥堵、提高交通安全和减少交通事故等，从而实现交通系统的有序、安全、高效运行。
城市交通拥堵瓶颈分析与解决对策研究
城市交通拥堵瓶颈分析与解决对策研究城市交通拥堵是目前城市发展中的一个普遍问题，每天早晚高峰，大量车辆挤在道路上，造成严重拥堵，给人们的生活和工作带来很大的困扰。
为了解决这一问题，需要研究交通拥堵的瓶颈，并制定科学合理的对策。
一、交通拥堵瓶颈分析1、道路流量过大道路流量过大是造成交通拥堵的最主要原因，人们的出行需求增加，车辆数量急剧增长，而城市道路改造升级没有跟上，出现了瓶颈，难以满足城市快速发展的出行需求。
2、道路交通设施滞后城市交通设施建设滞后，导致道路交通拥挤。
比如城市的交通信号控制系统没有建设健全、交通设施（如地铁、公交车等）使用率较低，都会因为城市交通的瓶颈问题而给市民生活、工作带来极大不便。
3、机动车数量过多城市机动车数量和车辆类型、能耗、排放等因素都与交通拥堵有着密切关系。
由于机动车数量太多，交通拥堵问题愈加严重，尤其是交通洛阳路口、机场高速路等城市主要干道，每天都会出现长时间的交通拥堵，给人们日常生活带来很大困扰。
二、交通拥堵解决对策研究1、道路交通设施升级改造随着城市交通的不断发展，需要及时对道路交通设施进行升级改造。
比如，增加实时交通控制、提高各个道路的通行速度、建设公交专用道、在拥堵路口建立直行级左转渠道、统筹协调交通体系等，都可以缓解城市交通拥挤问题。
2、推广交通出行的集约化形态随着经济快速发展和城市化进程的推进，城市交通出行的集约化形态不断增多。
在已建成区域内，通过推广绿色出行、自行车出行、步行等方式，可以有效缓解城市交通拥堵问题。
而在建筑规划时，可以优化建筑设计，减少出行需求，并统筹规划出行车道等设施，旨在加强城市交通规划与建筑设计之间的协作，实现交通出行和城市空间构建的协同发展。
3、促进城市轨道交通的建设与使用随着人们的生活水平不断提高，城市轨道交通已经成为城市交通的重要组成部分。
城市轨道交通设施的建设及统一规划、坚持“产融并举”、加强住宅开发的建设与沟通、优化乘客的出行方案等都有助于缓解城市交通拥堵问题。
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基于瓶颈模型的交通出行行为分析与管理策略研究大城市的交通拥堵问题日益严重,已经成为制约城市可持续发展的主要因素之一,先进的交通需求管理理论是缓解城市交通问题的重要方法。
出行者作为出行的主体,其决策行为将直接影响整个交通系统的状态。
只有深入分析出行者的行为规律才能制定有效的交通管理策略。
而交通拥堵常常发生在道路的瓶颈处,特别是在早晚高峰期。
因此研究瓶颈模型有助于人们认识城市出行者的通勤出行规律,对于缓解交通拥堵具有重要的意义。
本文主要研究了在具有瓶颈的交通网络中,出行者的出发时刻选择行为。
具体的研究内容如下:(1)研究了基于个人感知的瓶颈模型。
针对出行者持有早到或者晚到的态度,可以将出行者划分为两类:积极主动者和不积极主动者。
根据出行者的个人感知状况,本文考虑了出行者可能出现的三种情况。
并详细分析了这三种情况中达到均衡状态时,出行者的出行选择行为。
相关数值算例表明,出行者的出发时刻选择不仅与每类出行者所占的比例有关,还与其出行感知系数的大小有关。
(2)研究了基于瓶颈模型的异质出行者早高峰出行问题。
本文针对高速公路(含有高承载力车道)和普通道路存在瓶颈时,研究了时间价值不同的出行者在早高峰的出行选择行为。
基于瓶颈模型的均衡条件,推导出不同收费标准下,出行者改变出行方式时个人早到时间的临界值。
研究发现,当收费较低时,时间价值较低的出行者使用高承载力车辆的数量会增加。
当收费达到一定程度时,即使是时间价值较高的出行者也会选择高承载力车辆出行。
数值算例表明设置恰当的收费标准可以降低系统出行时间。
(3)研究了双模式瓶颈网络中出行者的出行选择行为。
首先分析了基于边际成本定价和平均成本定价下,实施两种不同的阶段收费与补贴对于出行者选择出行方式的影响。
其次通过分析地铁站内的拥堵现象,基于地铁出行者的特性,建立了地铁瓶颈模型。
由于票价作为一种直接有效的经济手段,可以直接影响出行者的出行行为,因此,研究发现在地铁瓶颈模型中实施票价打折策略能够有效地改变出行者的出行选择行为。
最后分析了在双模式瓶颈网络中,同时实施道路收费与票价打折策略对于出行者的影响。
(4)建立了基于随机特性的早高峰通勤模型。
在普通道路上,受各种随机因素的影响,出行者在道路上的出行时间具有随机性。
基于这种不确定的情况,本文构建了基于随机出行时间的瓶颈模型。
根据出行者在同一时间出发,早到或者晚到的可能性,可以将出发时间区间分为三个子区间。
根据均衡条件,推导出了三个子区间的邻界点。
另一方面,通过考虑地铁发车间隔的不确定性,得到了出行者的等待时间和发车间隔之间的关系。
同时考虑了车厢内的拥挤效应对于出行者的出发时刻选择行为的影响。
在这两者的基础之上,提出了基于随机特性的早高峰通勤模型,并着重分析了随机因素对于出行者选择出发时间和出行方式的影响。