高速公路瓶颈区域可变限速控制方法

高速公路交通流处于高峰时,公路主线路段可能出现拥挤的瓶颈路段,导致车辆运行时间增加,路段运行效率降低等问题.本文从高速公路瓶颈区域路段交通流运行的时空特征出发,对现有的Papageorgiou模型进行扩展并考虑速度控制因素,使其适用于可变限速控制环境下的真实交通流运行状态,提出了适用于高速公路瓶颈区域的可变限速控制条件的改进模型,以控制周期内总通行量最大和车辆总行程时间最小为目标,建立高速公路主线可变限速控制优化模型.仿真结果表明,相对于固定限速控制,本文提出的可变限速控制方法可降低总行程时间7.45%,提高平均速度8.78%,表明该可变限速控制模型能在一定程度上缓解高速公路瓶颈区域的拥堵问题.     

灾害性天气高速公路事故多发路段限速对策

天气条件是引发高速公路交通事故的重要因素之一,通过分析灾害性天气对高速公路运营安全造成的不利影响,结合对国内外现有限速政策的借鉴,提出一种基于可变限速系统的限速对策,综合考虑事故多发路段实时的环境和路面状况,采用动态的车速控制,有效降低灾害性天气下高速公路事故多发路段的安全风险,最终提升高速公路安全运营水平。     

高速公路施工区路段车速分布特性研究

以双向四车道高速公路行车道封闭施工区路段的车辆实测速度数据为分析对象,利用单样本K-S 检验方法对各检测断面大型车、小型车的车速分布形式进行了检验, 利用概率密度曲线分别拟合了不同检测断面大型车、小型车的车速分布,定量分析了施 工区内不同交通控制区域的车速分布形式及其变化规律,并分析了不同交通控制分区对 车速分布的集中趋势和离散程度的影响.结果表明,高速公路施工区路段车速服从正态分布,施工区交通控制分区对车速集中趋势和离散程度影响显著.研究成果为高速公路施工 区交通安全管理和车速控制提供科学依据和数据支持.     

高速公路瓶颈区域可变限速阶梯控制方法

针对高流量条件下高速公路主线瓶颈路段交通流运行态势恶劣导致通行效率降低的问题,从高速公路瓶颈路段交通流时空特性出发,对元胞传输模型进行扩展,使其能够对瓶颈路段和可变限速条件下交通流运行情况进行描述;在此基础上,构建可变限速控制模型,并采用阶梯限速控制方法对主线交通流进行控制,防止限速路段车辆排队上溯影响上游匝道车辆的正常通行.算例仿真结果表明:本文提出的瓶颈区域可变限速阶梯控制方法能够有效缩短车辆行程时间,在可变限速条件下,与无控制和仅单路段主线控制相比,车均延误分别减少了13.78%和1.60%.      

基于信息感知的高速公路事故路段限速方案及仿真

事故现场的存在改变了交通流状态,影响车辆的安全行驶,如果事故现场处置不合理,易诱发二次交通事故.根据车辆行驶特征以及驾驶员行为特性,将高速公路事故路段进行区域划分;参考驾驶员的动视力和视野范围,建立基于信息感知的高速公路事故路段限速逻辑模型.在仿真环境下,选取通行能力、最大排队长度、平均速度和速度样本标准偏差等评价参数,比对限速方案和不限速方案,结果表明:在各特征交通流量下,通行能力变化不大,限速方案下平均速度降低,最大排队长度和速度标准差也降低.     

高速公路非强制性限速设施的车辆减速效果研究

高速公路非强制性限速设施包括彩色铺装、振动标线、减速标线三种。通过使用测速雷达对车辆通过测速断面时不同车速状况进行测量,统计小型客车通过其前后两端的运行速度差等数据,分析得出不同限速设施的车辆减速效果。     

基于路段车速特征的高速公路交通安全分析

为评价高速公路的交通安全性,可构建路段车速特征指标,从而对高速公路的交通安全性进行量化分析。运用统计法从车辆轨迹数据中提取速度特征,包括85%位车速、标准差以及变异系数等,建立以时间间隔为断面数的路段车速离散度指标,并使用同济道路轨迹数据平台中公开的山西五盂高速公路数据,对指标进行实例验证。结果表明:隧道路段与纵坡桥梁组合路段的变异度分别为0.495与0.569;弯坡组合路段的路段车速离散度达到0.087 99,而全路段相应值为0.032 10。研究表明:路段车速离散度可表征断面车速离散度缺失的车速纵向离散程度,能够对高速公路的交通安全进行定量分析,且基于路段车速特征的高速公路交通安全分析方法与路侧设备的轨迹数据采集手段优势互补。     

ETC环境下驾驶行为对车辆排放的影响分析

为分析ETC收费环境下驾驶行为特征对车辆排放量产生的影响,通过对驾驶员基本特性的实际问卷调查分析出ETC收费环境下驾驶员的驾驶行为,得出影响车辆排放的显著驾驶行为因素。根据不同驾驶员驾驶捷达轻型车通过北京西红门ETC收费站上游500m路段实地尾气排放测试,利用车载排放测试系统SEMTECH-DS对车辆进行排放统计,得出驾驶员的行驶速度与车辆尾气排放率之间的关系。结果表明,不同驾驶员在车辆速度控制方面是存在差异性的,而这种差异性是导致车辆尾气排放量不同的主要原因。因此通过规范驾驶员的驾驶行为,培养良好的驾驶习惯,有利于驾驶员能够更为合理地控制车辆的速度和加速度,从而使车辆完成ETC收费的整个过程尾气排放达到最优。     

高速公路如何限速

针对高速公路的特点,以及现实情况,详细介绍了高速公路上的车辆行驶速度特点、影响因素,车速调查方法以及车辆限速值的确定方法等。     

大风雨雪气象条件下高速公路车辆稳定行驶的临界车速研究

为保证车辆在大风及雨雪气象条件下的行驶安全,构建了车辆模型、气象环境模型和道路模型,利用Carsim软件进行仿真模拟分析,考虑不同风级条件下车辆在降雨积水路面、积雪路面和降雪结冰路面上,以特定线形组合为例,选取侧向力系数和侧向偏移量作为评价指标,研究车辆稳定行驶的临界车速.研究给出了不同气象条件下车辆在直线和圆曲线上的限速建议,结果表明:车辆在5级风以上的雨天积水路面,路段线形为直线时,车速应不高于80 km/h,当路段为圆曲线时,应将车速控制在50 km/h以下;车辆在5级风以上的积雪或结冰路面,路段线形为直线时,安全限速值为60 km/h;当路段为圆曲线时,应将车速控制在30 km/h以下.研究结果对恶劣天气下安全驾驶和道路限速提供一定参考,并提供风雨雪作用下车辆安全行驶临界车速的计算方法.     

信号交叉口绿色驾驶车速控制方法

信号交叉口是整个城市交通路网中的瓶颈区域.车流经常在路口停车等候造成怠速行驶,严重降低交叉口的通行效率,同时造成严重的汽车尾气排放污染.为了减轻交叉口对交通流的阻断,合理降低信号交叉口的车辆延误、燃油消耗和污染物排放,本文提出了一种基于多级可变速度限制的信号交叉口绿色驾驶控制方法.该方法以可变速度限制值为控制变量,并基于固定式检测器获取的交叉口附近道路交通状况信息对车辆进行速度限制值的实时发布,以实现在不增加旅行时间的基础上平滑车辆驶近交叉口过程中的时空轨迹.通过MATLAB对该方法进行仿真验证,结果表明,其能够有效地降低交叉口的车辆延误,并减少车辆的燃油消耗与污染物排放量.     

车联网环境下信号交叉口车速控制策略

为了减轻城市道路上信号交叉口对交通流的阻断,针对车联网环境下个体车辆可 以与路侧设施及交叉口中心控制系统实时信息交互的特征,提出了信号交叉口车速控制策 略,在提高交叉口通行效率的基础上兼顾驾驶舒适性与环境友好性.为验证车速控制模型的有 效性,基于多智能体技术建立了车联网环境下信号交叉口车速控制仿真系统,以典型十字交 叉口为例,模拟对比分析了传统驾驶和车联网2 种环境下车辆通过交叉口的行程时间、燃料消 耗与污染物排放.结果表明,该速度控制策略下车辆通过交叉口的平均行程时间减少了约 60%,燃料消耗减少了约40%,污染物的排放也有显著减少.     

���ڽ�ͨ���Ʋ���������΢�۽�ͨβ��ģ����ʵ������

许多研究表明机动车的尾气排放量与车辆的瞬时速度、加速度密切相关。为了制定控制机动车尾气排放的有效策略，必须建立一个能够模拟车辆瞬间运行状况的微观模拟平台来评估机动车尾气排放。本文结合微观交通模拟模型VISSIM和微观尾气模型CMEM，建立了微观交通尾气模拟平台。选取北京市海淀区的部分主要道路构建实例分析路网，并对其交通运行状况和尾气排放进行评价。本文首先建立了车辆的瞬间尾气排放率、燃料消耗率与瞬时速度、加速度之间的关系；然后，对研究路网的各种车型的尾气排放量进行分析和计算；最后，通过两个假设方案，对不同的交通管理与控制策略对于尾气排放的影响进行分析。     

网联环境下信号交叉口车速控制策略及优化

为实现车辆在信号交叉口区域的节能减排及提高道路通行效率,本文构建基于目标车速关联的油耗排放模型,建立生态驾驶诱导车速控制策略。在加减速通过场景下以油耗、排放和通行时间为优化目标,以道路限速和不停车通过车速为约束,利用多目标遗传算法优化生态驾驶目标车速;基于MATLAB与交通仿真软件VISSIM进行不同算法渗透率及道路饱和度场景下的联合仿真,将仿真结果导入微观排放模型MOVES测算能耗排放。仿真结果表明：控制策略与无控制时相比,在高算法渗透率、低道路饱和度场景下,车辆平均速度提高13.8%,怠速工况比例下降 33%,中速巡航工况比例上升18%,能耗及N2O、NOX、HC、CH4排放分别减少6.6%及12.2%、4.0%、 6.3%、2.9%,CO排放增加2.5%。最后,依据仿真得到不同控制策略下的速度轨迹在底盘测功机上完成实车实验,实验结果表明,基于交通流优化的控制策略与无控制场景相比,能耗及 CO、 CO2、PN排放分别减少53.1%及47.6%、50.4%、39.8%,NOX排放增加13.6%。     

分道路类型的不同速度行驶工况开发方法

针对传统行驶工况建立方法存在的问题,提出基于逐秒浮动车数据的分道路类型和速度的行驶工况的建立方法,并提出利用机动车功率分布选择短行程的方法。应用上述方法建立的行驶工况能够反映不同交通状态之下油耗和排放测算的机动车行为特征。     

面向实际交通状态的混合动力汽车能耗和CO2排放模型

由于混合动力汽车与传统燃油车的能耗排放因子具有差异性，导致机动车交通路网能耗排放的量化评估存在不确定性。本文建立混合动力汽车在实际交通状态中的能耗和CO2排放因子测算模型，基于车辆比功率VSP(Vehicle Specific Power)作为车辆行驶状态与能耗排放之间耦合关系的表征参数。通过引入内燃机转速区分内燃机开启和关闭工作状态，并计算内燃机开启状态下VSP对应的平均能耗率，同时，建立能够解析混合动力汽车能耗排放产生机理的VSP分布。通过收集典型行驶工况下车辆测试油耗数据和北京市车辆实际行驶轨迹数据，验证了模型的准确性，并应用模型测算混合动力汽车不同速度区间下的油耗和CO2排放因子。研究结果表明：在城市行驶工况(UDDS)和高速行驶工况(HWY)中，模型测算能耗排放因子与真实值的平均相对误差分别为3.7%和-1.7%，与不考虑内燃机开启状态相比，测算误差减少5.6%和4.3%；在实际交通状态下，采用传统燃油车的测算方法会导致混合动力汽车行驶平均速度为高速区间时油耗和CO2排放量被低估，当行驶平均速度为低速区间时油耗和CO2排放量会被高估。     

轻型车与重型车高速公路比功率分布特征研究

在机动车油耗排放测算中,机动车比功率已经成为一个重要的参数.目前主要的油耗排放模型均采用比功率分布（VSP分布）结合油耗排放率的方法来进行微观油耗排放测算.为了将交通流状态与机动车油耗排放相结合,之前的研究已经对轻型车在城市道路上的行程速度与VSP分布之间的关系进行分析.本文将通过实例研究轻型车和重型车在高速公路上的VSP 分布特征.首先,采集轻型车和重型车在高速公路上实际运行的数据并以此建立轻型车和重型车的VSP分布;其次,对两种车型在高速公路上的VSP分布特征进行比较分析;最后,利用MOVES中提取到的油耗率,分析使用轻型车的VSP分布来进行重型车油耗测算所产生的误差.     

基于遗传算法的某款汽油车油耗和排放综合优化

利用AMESim软件建立整车模型,并以各级传动比为设计变量,燃油消耗量最少以及整车的污染物排放量最小为目标函数,设定各级传动比的范围和整车动力性为约束条件,采用遗传算法对传动比进行优化。优化结果表明:优化后整车的燃油经济性和排放性能得到一定改善。     

城市混合道路行驶工况的能量利用率研究

随着机动车保有量的不断增加,汽车燃油消耗迅速增加,能源短缺问题越来越严峻。汽车的污染物排放、燃油消耗量和运行经济性受汽车实际行驶工况的影响较大。在分析国内外行驶工况研究现状的基础上,根据车辆在城市混合道路上经历加速、匀速、减速、怠速各种工况变化的行驶情况,定义能耗、能态、能量利用率的概念,利用车辆没有制动行驶克服空气阻力和滚动阻力下的自由行驶距离构建能量利用率模型,并将此模型在我国市区的行驶工况下进行应用,计算出标准工况下的能量利用率。研究表明:车辆的能量利用率不到40%,提升空间较大,为减少能源消耗提供新的研究方向。     

混合交通流环境下单交叉口自动驾驶车辆轨迹优化

信号交叉口对城市道路的通行能力以及车辆的燃油消耗具有重要影响。本文提出一种在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流环境下的自动驾驶车辆的轨迹优化方法。基于交叉口信号灯的配时方案,构建车辆旅行时间估计模型,并以自动驾驶车辆燃油消耗最小以及通行效率最大为目标,构建自动驾驶车辆轨迹优化模型,对车辆进行动态轨迹规划和控制。车辆轨迹滚动优化模型采用高斯伪谱法进行离散化求解,并基于SUMO仿真平台对模型结果进行验证。仿真结果表明,自动驾驶车辆可以通过优化自身控制变量影响人工驾驶车辆的运行状态,减少交通流的排队以及时走时停现象。本文提出的车辆轨迹优化方法对于降低车队整体燃油消耗、提升车队平均速度、缩短平均行程时间具有重要作用。