不同能见度条件下高速公路车辆速度特性研究

本文以京港澳高速公路湖北省内金山-武汉南路段内的交通流检测器及其附近设置于路侧的公路气象站的历史数据为主要研究数据,针对雾天低能见度等天气因素,分析有无雾及不同能见度条件对车辆速度均值及速度离散型的影响;研究在雾天条件下,不同车道位置、不同车辆类型、不同时间时段的车辆行驶速度的差异性;基于交通流Greenshield 经典V-K关系,采用非线性回归方法,建立雾天车辆平均行驶速度综合预测模型,模型的拟合优度达到80%.研究成果对研究公路沿线能见度因素对行车安全影响,分析雾天等低能见度条件下的公路通行能力,制定雾天等低能见度条件下可变速度控制等交通控制措施具有重要参考与借鉴意义.     

高速公路转弯匝道雨天小客车行车安全性及限速研究

为提升高速公路转弯匝道雨天行车安全,提出一种基于路段线形、行车速度、降雨影响的小客车行车安全性量化方法.面向人-车-路协同,基于CarSim建立行车仿真模型,以最大侧向偏移量、峰值反应时间、过渡反应时间为安全评价指标,采用单因素实验法分析雨天场景下圆曲线半径、超高、纵向坡度以及车辆目标速度对转弯匝道行车安全性的影响.结果表明:匝道行车安全性与圆曲线半径正相关,与目标速度、纵向坡度绝对值负相关;车辆速度较小时,过大超高将导致侧向偏移量增加,危害行车安全;坡度、圆曲线半径、超高、车辆目标速度对行车安全性的敏感度分别为0.67,0.92,0.99,0.99.最后,运用MATLAB多元回归,建立了转弯匝道小客车雨天行车安全度量化模型,获得了最大侧向偏移量与行驶速度的量化关系,并提出安全及限速建议.     

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山区高速公路连续长大下坡路段受道路条件和不利气候条件影响,发生交通事故的可能性和严重程度均相对较高.本文以提升连续长大下坡路段交通安全水平为出发点,通过典型山区高速公路连续长大下坡路段实车试验,采集驾驶员生理指标数据,并以心率增长率作为表征驾驶员心理变化的指标,建立了驾驶员心率增长率与车辆驶离连续长大下坡路段起点的距离、车辆所在坡段的曲率和车辆运行速度的关系模型;提出了基于驾驶员心率指标的连续长大下坡路段路线安全性评价方法;建立了评价标准和评价流程.本文模型充分考虑了连续长大下坡路段道路环境和车辆行驶特征,可以为山区高速公路路线安全设计提供理论支撑.     

基于仿真的城市道路交叉口最小安全间距研究

采用仿真的方法,研究了不同环境和交通流状态下,车辆驶出交叉口后在路段上的速度和车辆之间交互状态的变化规律.根据车队离散理论和交通冲突理论,以断面车辆速度标准差SD和交通冲突数量作为判断交通安全性的指标,通过判断车辆驶出交叉口后的运行状态,寻求车辆达到稳定状态时所需的距离,并以此距离作为道路交叉口之间的最小安全间距;最后建立了交叉口最小安全间距与各影响因素之间的函数关系.     

基于细胞自动机方法的车行运动模型及信号灯控制策略研究

采用细胞自动机方法研究了在单向道路上行驶的2辆不同性能(加速度能力、最大速度等)车辆的运动状态和相互关系,以及性能参数对行驶状态的影响.讨论了在设置路口和信号灯的情况下,不同信号灯控制策略(信号灯的时间周期及绿信比)对车辆运动状态的影响.细胞自动机方法通过JAVA编程进行数值模拟,得到车辆行驶时间-位置之间的关系,结果与预期相同.该模型退化为匀速运动状态情形时,所得结果与近期文献的结果相一致,也证明了文中所用方法的可靠性和合理性.     

山区公路回头曲线的车道偏移行为与自由行驶轨迹模型

为揭示山区公路回头曲线路段的车道偏移行为和轨迹特征，建立了自由行驶轨迹模型；在一条山区复杂线形公路上开展了实车驾驶试验，使用高精度车载设备收集自然驾驶状态下的车辆行驶轨迹、速度和偏移数据；基于轨迹相对位置曲线定义了回头曲线路段左右转车辆的自由行驶轨迹模式；以曲线转角180°为界，建立了回头曲线路段车辆相对位置拟合模型，设计了基于偏移量的自由行驶轨迹计算方法，并以其他道路的回头曲线作为算例进行模型验证。研究结果表明:回头曲线左转车辆呈现出4种轨迹模式，右转车辆呈现出3种轨迹模式；车辆轨迹在回头曲线的入弯、弯中和出弯阶段均出现了较大的偏移，偏移量大于40%，此时车身侵占对向车道，不同的轨迹模式具有不同的偏移特征；不同位置所对应的速度与偏移量的分布较离散，当速度折减小于6.5 km·h-1时，驾驶人可以通过占用对向车道来降低回头曲线行驶时的速度折损；基于横向偏移量建立的不同曲线转角下的轨迹拟合模型中，当回头曲线转角约为180°时，拟合模型的精度最大，左转拟合精度介于0.90~0.97，右转拟合精度介于0.65~0.97；当回头曲线转角大于180°时，拟合模型最大拟合精度0.97发生在右转，当回头曲线转角小于180°时，拟合模型最大拟合精度0.89发生在左转。可见，本文建立的轨迹模型具有较强的适用性，可为山区公路回头曲线的行驶轨迹预测提供手段和方法。      

高速公路车辆安全行驶速度仿真识别系统

对高速公路合理限速值的确定方法进行了研究,以多体动力学仿真软件ADAMS为平台,建立了车辆模型、道路模型、车-路耦合模型、车辆行驶过程仿真试验模块和车辆安全状态识别模块,并开发了高速公路车-路条件下安全速度仿真识别系统。运用该系统对车辆在弯道与下坡路段的行驶状况进行了虚拟仿真分析。试验结果表明:车辆在弯道与下坡路段的安全行驶极限速度仿真结果与标准标定的运行速度的相对误差为1.05%～3.80%,该仿真识别系统可行。     

恶劣气候对高速公路车辆出行的影响

针对恶劣气候条件下,出行概率与影响交通出行的气候条件、出行距离和安全设施等因素的内在关系,对出行概率与出行距离、气候特征等定量变量进行统计回归分析,并建立了模型。模型的复相关系数为84％,残差检验表明模型的线性假定成立。综合考虑安全设施对模型的影响,给出出行概率与各影响因素的综合数学模型。分析结果表明恶劣气候严重程度与交通出行概率成反比关系,恶劣气候条件下,出行距离与出行概率成正比关系,而不同的恶劣气候条件、车辆出行距离、道路安全设施完善程度对高速公路交通出行综合影响幅度在10％～50％之间。     

理想条件下路网临界速度的研究

运用最优化和跟驰理论，确定了车辆稳定跟驰行驶速度与车辆在该状态下的车头间距和行驶时间等关系。建立了路网临界速度模型，同时应用该模型和利用先进的地理信息定位系统（车载GPS）在北京市路网上采集的基础数据，计算出北京市路网达到理想容量状态时的临界行驶速度。     

B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在B型喇叭式立交环圈出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡需求、车辆变速行驶需求、横向加速度变化率适中等要求下的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR开普勒链式雷达测速仪,实测不同主线设计速度下环圈出口分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到满足不同需求的运行速度过渡段最小长度。结果表明:车辆变速行驶需求是B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度的主要控制因素;并基于满足车辆安全行驶需求,提出了运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

Study of Probe Sample Size Model in Probe Vehicle Technology

In this paper, market penetration of a probe vehicle for real-time traffic data collection is discussed. A new comprehensive probe sample size model that satisfies the need of traffic flow parameter estimation and traffic network coverage is established, in which many factors like location error, probe ‘report’ transmission interval, probe data analysis interval, traffic flow density, link length, and road type are included. Based on this model, this paper proves the relationship between market penetration of the probe vehicle and other indexes, when probe data is used for link average speed estimation based on VISSIM simulation. The simulation result shows that the sample size model can provide effective probe information to accomplish the estimation of link speed.     

非常发性瓶颈区可变限速控制方法

通过分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,结合路网均衡分配方法,研究快速路的可变限速控制方法。首先,分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,利用元胞传输模型(CTM)计算可变限速控制下主线通行效率和安全性指标。其次,以快速路主线、辅路和周边主次干道所组成的路网为研究对象,研究限速控制条件下的路网均衡问题。然后,建立可变限速控制条件下的路网均衡双层规划模型。最后,利用算法求解出模型并进行VISSIM仿真,仿真结果表明,可变限速控制能有效提高快速路主线出行的通行效率和安全性。     

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为定量研究高速公路路面状态与交通安全的关系,分别选取路面状态指数（PCI）和路面抗滑性指标（SRI）作为路面状态的表征指标、速度标准差系数（Cv）作为交通流表征指标.在考虑交通量影响的情况下,仿真实际路段沿线车速标准差系数的变化情况,结合已有的路面检测数据,建立高速公路路面状态与交通安全的关系模型.高速公路路面状态的安全等级根据Cv累计频率曲线划分为三级,确定了各安全等级的Cv阈值,并以沪宁高速公路为例进行分析.结果表明,从交通流运行特征的角度分析路面状态与交通安全的关系是可行的,PCI和SRI与Cv的关系模型可准确判断高速公路路面状态的安全等级.     

道路交通事故车速分析的探讨

速度是诱发道路交通事故的重要因素，为保证道路行车安全，车速控制非常必要。通过对行车速度与道路安全的关系进行探讨，分析了速度对事故的影响机理，重点强调了车速分布的离散性对事故的影响，并建立了车速模型，对车辆运行中如何控制车速提出了建议。     

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超车是交通流中不可避免的现象,超车和追尾,一个是正常行驶,一个是交通事故,但他们具有一个共同的原因,即都是由速度差引起的“占位冲突”。本文利用微观交通流仿真软件VISSIM,通过交通流仿真试验,研究在给定路段上车辆“占位冲突”与速度标准差的关系,论文还分析了交通流量对“占位冲突”的影响。仿真结果表明“占位冲突”与交通流速度标准差成正比关系;与交通流量成二次函数关系;最后根据以上研究提出单位时间和单位里程的占位冲突次数模型,该模型可以用来估算道路上的交通冲突问题,为评价道路安全提供一定的依据。     

基于日变交通配流的城市道路网络韧性评估

为有效评价重大扰动事件下的路网性能，提出以日变交通配流（day-to-day?traffic?assignment，DTA）为基础的城市道路网络韧性评估模型. 明确考虑重大扰动事件下交通流动态变化特性，构建了综合考虑出行者认知更新、行为惯性等因素影响的DTA模型，设计了启发式求解算法；定义了基于DTA的路网可达性指标，构建了可全面评价扰动事件生命周期内系统性能的韧性指标与评估模型，并在Nguyen & Dupuis网络上进行算例研究. 结果表明:在扰动事件后的前10天，路网韧性波动变化，此后随着交通流分布趋于稳定，路网韧性单调上升，从第10天的0.323上升到第50天的0.794，上升了145.77%；与传统随机用户均衡（?stochastic ?user ?equilibrium，SUE）模型相比，DTA模型获得的路网可达性与韧性指标存在显著差异，SUE模型下路网可达性随时间单调上升，而DTA模型下路网可达性在前15天剧烈波动，随后才单调增加，表明要获得准确的路网韧性指标，必须首先准确假定出行决策行为和相应配流模型；出行者行为惯性、路段通行能力退化程度与恢复速率以及路网拥挤程度等因素均对交通流量分布产生显著影响，进而影响路网可达性最终导致路网韧性指标发生显著变化，表明实际应用中应在充分调查的基础上合理标定相关参数.      

基于二流理论的宏观交通评价模型的建立

为研究宏观道路网络交通特性,以二流理论为基础,建立道路网络宏观交通特性的评价模型。该模型引入图论的分析方法,考虑可达性的评价指标和街道的实际交通情况,全面而抽象地描述城市道路网络路段与交叉口之间的关系,并给出道路网络宏观交通特性的评价指标,最后以一简单实例说明利用该模型评价城市道路网络宏观交通特性的过程。     

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本文旨在研究期望速度对速度—密度曲线的影响.通过引入期望速度建立了新的博弈表和相应的交通流中观模型,利用VBA和Matlab混合编程技术开发了相应的计算程序.对于一个期望速度类情况,分析了期望速度相同时不同的道路条件对应的速度—密度曲线,以及相同道路条件下,不同期望速度对应的速度—密度曲线.对于多个期望速度类的情况,研究了多个期望速度的变异系数对车流平均速度的影响,以及慢车比例对车流平均速度的影响.得出结论,驾驶员的期望速度差异是影响车流平均速度的主要因素之一.当密度较小时,交通流处于个体流模式,此时交通流平均速度主要由期望速度差异决定;当密度较大时,交通流处于集体流模式,此时交通流平均速度主要由密度决定.     

道路速度一致性评价指标模糊化评价方法

针对道路交通的安全问题,在道路线形速度一致性评价指标定量化的基础上,依据模糊数学原理,使指标的界限模糊化,采用隶属度最大化原则,构建道路线形安全模糊评价等级,将模糊安全评价运用于道路中,证明用模糊隶属度的安全等级指标进行评价能更充分的利用道路交通安全信息.