区域交通控制诱导和管理的协调机制与优化方法

Being aimed at various causes of regional traffic congestion, governors and traffic researchers have proposed lots of measures, such as traffic control, road guidance, and demand management and so on. These regimes can make the flow much evenly being distributed, the system capacity being improved and the demand being reduced. Then the regional system efficiency is enhanced. However, different regimes could lead to distinct traffic flow patterns and make travelers’ response in different ways, and then have coupling effects. Thus, it is difficult for a certain approach to realize its objective individually. It is essential for traffic managers to make clear the comprehensive influences and coupling effects among these regimes and how to make these regimes cooperate to optimize traffic efficiency. The present project aims at combining regional traffic control, road guidance, vehicle restriction, and public transport priority, and then investigating empirical data and survey data to analyze the interactive influences of different regimes on regional travelers’ behaviors and traffic flow patterns. Then traffic evolution models are built up under the combination of these regimes. The dynamical evolution process and coupling mechanism are deeply explored by using control theory, systems science, traffic science, and nonlinear science etc. Finally, we will deeply study the cooperation and optimization of various regimes to improve regional system efficiency.

针对不同的区域交通拥堵根源，管理者们提出了区域的交通信息诱导、交通控制以及需求管理等措施，来调整交通流的分布、提高道路通过能力、影响交通需求。不同管理措施都会改变道路的流量时空分布和出行者的出行行为，且会产生耦合效应；因此，管理控制措施的单独实施很难达到其预期目标。探寻这些措施对区域交通系统的综合影响和耦合机制，是有效实施区域交通协同管理控制的重要问题。本项目拟从区域交通控制、信息诱导、车辆限行以及公交优先等不同管理角度出发，通过数据调查与实测数据相结合，系统地分析不同区域交通管理控制方法和出行者行为特点、系统流量时空分布特征之间的互动机制；进一步构建综合管理体系下的区域交通系统动态演化模型，融合控制理论、系统科学、交通科学等多学科领域的理论和方法，探讨区域交通系统的动态演化规律与不同管理控制策略的耦合协同机制，最后对区域内管理控制策略进行协调优化，以提高交通系统的运行效率。

项目组根据研究计划，从宏观道路网络和微观车辆个体的角度出发，分析了不同管理控制方法对出行者行为与交通状态的影响机制，构建动态信息诱导的交通演化模型，探讨了动态信息诱导策略对交通网络的稳定性的影响；从微观车辆个体的角度，研究了不同驾驶员驾驶行为与交通风险、交通状态的关联特性，进一步提出了避免高驾驶风险的控制策略，构建了考虑驾驶风险的交通流模型，并仿真分析了考虑驾驶风险对交通状态的影响。进一步，结合国内外前沿研究，从交通系统的不同层面，提出了控制方法来改善交通系统的效率、安全性和稳定性等。从道路交通系统的信息交互控制的层面，分析了不同信息控制方法对交通系统运行规律的影响，构建由无人驾驶与人工驾驶组成的新型混合交通流模型，探讨了不同自动驾驶控制策略对交通系统的稳定性的影响和交通拥堵状态的改善。在道路层面，从车队角度构建了局域信息和全局性控制策略下混合交通流模型，对交通系统运行效率和交通波动性进行了分析，探讨了不同信息控制策略对交通系统的稳定性和交通波动幅度的改善；在区域交通层面，研究了不同区域交通拥堵状态的时空关联机制，提出了分析交通拥堵传播路径的方法；在交通网络层面，考虑了不同交通方式的影响，构建了周期演化交通流动态模型，研究了不同交通方式选择行为对交通网络状态的影响，理论推导了平衡态的稳定性条件，探讨了稳定区域和状态波动幅度的变化规律。各项研究工作开展均比较顺利，已取得了一系列研究成果。项目已取得的成果包括：发表标注论文8篇，其中：SCI检索8篇。申请国家发明专利3项，参加国际学术会议3人次，培养博士生2名，硕士生4名。