不同信号过渡方式对交叉口驾驶行为选择的影响

为掌握黄灯、绿闪和倒计时等不同信号过渡方式对驾驶行为选择的影响,通过对驾驶人黄灯期间交叉口驾驶行为决策过程及其因素的分析,采用现场视频摄录观测方法,对苏锡常地区的若干信号交叉口黄灯期间的机动车驾驶行为选择进行深度调查,对比了闯黄灯车辆行驶速度和初始位置,分析了前3辆机动车的驾驶行为选择.结果表明,信号交叉口采用绿闪和倒计时提示对驾驶行为选择影响较大,其闯黄灯行为发生率明显低于黄灯提示方式,但是倒计时提示会诱发机动车驾驶人加速通过交叉口并增加安全隐患.     

黄灯启亮时的驾驶行为及影响因素研究

通过建立黄灯启亮时驾驶员的行为决策模型,分析黄灯启亮时的驾驶行为及其影响因素.利用视频观测的方法,采集分析了黄灯启亮时的车辆行驶数据,并建立了黄灯启亮时的驾驶行为决策模型,通过模型分析了影响黄灯启亮时驾驶行为的关键因素.结果显示,黄灯启亮时车辆到停车线的距离、车速,以及有无前后车是影响驾驶行为的显著变量:有前车的情况下,驾驶员更倾向于选择通过交叉口;无后车时,即车辆位于排队队尾时,驾驶员加速时加速度的绝对值更大,减速时加速度的绝对值更小.驾驶员在黄灯启亮时表现出的上述行为特征十分危险,需要制定有效措施加以控制,以减少交叉口黄灯期间的交通事故.     

面向交叉口主动安全的车路协同辅助决策系统设计

针对交叉口红灯启亮前10 s,驾驶行为不稳定造成的交通秩序混乱、安全性差和效率低等问题,为控制交叉口处的行驶车速,辅助驾驶员准确决策,开发了一种面向交叉口主动安全的车路协同辅助决策系统。采用系统分层模块化设计,将系统分为信息采集、决策控制、智能埋地灯3个模块;根据交叉口信号相位、驶近车辆的速度信息,在分析两难区动态特性的基础上建立辅助决策模型,对当前驾驶行为的安全性进行判断;根据判断结果控制智能埋地灯状态与动态黄灯时间。通过智能埋地灯在熄灭、启亮红色、红色闪烁3种状态间灵活切换,对驾驶员进行视觉提醒,同时结合动态黄灯时间,能够有效规避交叉口事故发生的风险,缩短保守型驾驶行为带来的时间延误,整体提高路网的鲁棒性。     

城市道路中黄灯期间的驾驶行为研究

在信号灯设置中,黄灯起到过渡的作用.理解黄灯期间的驾驶行为对于黄灯期间的安全保护,以及黄灯时长的设置具有重要意义.对比了国内外相关研究的数据获取方法、分析方法,对我国城市道路中2种常见的信号控制的十字交叉口与路段人行横道进行实地调查,利用视频拍摄的方法获取实验数据,分别分析车辆在黄灯期间的驾驶行为.根据车辆行驶速度、与停车线的距离这2个因素,以Spss为分析工具,利用二元Logistic模型,建立了车辆在黄灯期间的驾驶行为模型.其中基于时间变量建立的模型精度为15.9％,由模型得出其犹豫区的时间分布为1.89～4.86 s.     

困境区域引起的无意闯红灯违规分析

本文分析了车辆在交叉口由于车辆的行驶速度较高或野蛮驾驶造成的闯红灯行为,其中除了应当给予惩处的驾驶员的故意行为以外,也包括无意闯红灯行为。无意闯红灯的原因和特点同城市交叉口的宽度、理想速度、车辆动力学特点、交通信号灯的黄灯间隔时间以及困境区域有关。本文给出了由困境区域引起的无意闯红灯违规的数学描述, 建立了用于城市道路交叉口闯红灯违规的模型,利用该模型对西安部分地区的数据进行仿真和评价。     

信控交叉口多绿尾相位切换模式下驾驶行为的对比研究

针对中国城市道路交叉口控制实践中,绿灯信号相位多种切换方式同时存在而未有详细优劣对比的现状开展研究.设计1组驾驶模拟器实验,对绿灯闪烁(GSF)与绿灯倒计时(GSC)2种典型的相位切换模式下的驾驶行为进行对比观测和分析,建立驾驶员在2种切换模式下的"通过/停止"决策行为模型.研究结果表明,驾驶员在不同模式相位切换期间的驾驶行为具有一定复杂性,与驾驶环境(如车速、黄灯启亮时与停车线的距离)和个体特征(如性别、年龄、驾龄)等密切相关.驾驶环境方面,GSC模式对驾驶员有较为强烈的催促作用,驾驶员在GSC模式下的平均通过率提高了10% ~20%,且陷入两难区的概率比GSF模式下提高了7.2%.黄灯通过率和黄灯启亮时车辆与停车线的距离呈负相关关系,且与黄灯启亮时的车速在不同相位切换模式下表现出相反的趋势:在GSC模式下呈现正相关关系,而在GSF模式下呈现负相关关系.驾驶员个体特征方面,男性、20~30岁、3~4年驾龄的驾驶员通过率明显高于其它分组.      

无信号T型交叉口的转弯速度特性及预测模型

以舟山的一条二级公路为对象,采集车辆在自由形式状态下通过无信号T型交叉口的速度曲线,分析了车辆转弯通过无信号T型交叉口时的速度特性。重点分析了距离进口道线80 m处车速、进口道线处车速分布以及减速位置的分布,初步确立速度采集设备布设位置方案。通过选取距离交叉口进口道线80 m,50 m,30 m,20 m位置处的速度值,用指数函数、高斯函数、二次多项式函数和三次多项式函数分别预测进口道线处的速度,确定了最佳函数预测模型。     

基于轨迹数据的交叉口相位切换期间危险驾驶行为实证分析

基于交叉口相位切换期间的车辆轨迹数据,分别根据单车和跟车行驶状态,识别和分析了相位切换期间可能发生的危险驾驶行为。通过视频拍摄和图像处理的方式,提取了曹安公路沿线3个交叉口共312条单车状态和四平路-大连路交叉口共449条跟车状态的高精度车辆轨迹数据。针对交叉口相位切换期间的危险驾驶行为特征,利用速度、加减速度、减速度变化率、潜在碰撞时间（TTC）等指标,研究在此期间车辆发生危险驾驶行为的特点和类型。对于单车状态下行驶的车辆,按停止、通过分类,依据减速度、减速度变化率、减速度变化率的峰值差等指标将停止车辆的危险驾驶行为分为紧急减速型、增强减速型和持续急减型,依据过停车线时间、速度、加速度等指标将通过车辆分为闯红灯型、超速过线型、激进加速型和持续高速型。对于在跟车状态下行驶的车辆,按前、后车不同的停止、通过决策组合分类,依据连续5个时间间隔（0.12 s）的TTC分析前、后车的危险驾驶行为及发生追尾事故的危险程度。针对识别出的危险驾驶行为类型,讨论车辆的关键行为参数与危险驾驶行为之间的内在关联。研究结果表明：单车状态下有17%的车辆存在危险驾驶行为,其中53%为紧急减速行为;跟车状态下有19%的跟车行为是危险的,其中停止车辆的比例是通过车辆的2倍以上。研究成果可进一步应用于驾驶行为模型的参数标定、基于车辆轨迹的交叉口安全评价以及预防危险驾驶行为的主动安全控制策略等。     

考虑自动驾驶平稳性的交叉口通行能力研究

为研究考虑自动驾驶平稳性的城市十字交叉口通行能力问题,建立了自动驾驶汽车模型,采用VISSIM软件对十字交叉口在混合交通流下的交通状况进行仿真实验,分析了不同自动驾驶汽车比例和驾驶偏好对十字交叉口的行程时间、平均车速和延误的影响规律。结果表明:在自动、手动驾驶汽车车速分别为30km/h和50km/h的场景下,增大自动驾驶汽车比例,平均车速下降且波动大,汽车行程时间与平均延误增加,延误由十字交叉口向外扩散;提高自动驾驶汽车车速至50km/h并改变信号配时,汽车行程时间最高缩短24%,平均车速提高且保持稳定,十字交叉口延误扩散情况得到改善;对比不同驾驶偏好的研究发现,限制最大加/减速度时,减小停车间距与车头时距能够提升十字交叉口通行能力。     

Probe Data-based Identification of Vehicle Behaviors at Intersection

交通控制策略制定过程中,对于车辆在交叉口进口道前行为规律的把握至关重要.准确辨识进口道车辆行为模式,是研究下一代基于车路协同的交通控制理论的基础之一.基于车路实验平台的实时车载数据,运用加权平均法对交叉口的车辆换道和转向行为进行了观察分析,并通过建立线性规划模型及求解对辨识过程中的匹配误差进行了处理.最后实地的案例研究显示,本研究的方法对交叉口驾驶转向行为识别精度达100％,对换道行为识别的误差为8.33％,基本能够满足交通控制的要求.     

两难区安全改善问题的感应控制方法研究

在信号控制交叉口处,黄灯时间的正确设置能理论上消除两难区,但由于驾驶行为等因素的影响,实际中两难危险区域并不能完全消除。从信号控制角度解决两难区引发的交通安全问题,基于理论消除两难区的研究基础,提出了以降低危险概率和提高安全保障为目标的相位切换的逻辑判断,采取感应控制策略从信号控制角度改善信号控制交叉口两难区的交通安全问题,并通过微观仿真建模分析,从而验证了感应控制的改善效果。     

基于混行跟驰仿真的CAV专用进口道动态设置方法

信号交叉口是影响交通系统运行安全和效率的关键。在国家新基建战略的提出以及车路协同技术不断发展的环境下,合理设置网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)专用进口道,对信号交叉口进口道处不同网联类型的车辆进行科学的交通组织,能够提高交叉口的通行能力,降低行车延误,促进城市交通系统效率与安全的双提升。建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型和GM (General Motor)模型分别描述混行环境下网联车辆与非网联车的跟驰行为,以提高进口道通行能力、降低延误和油耗为优化目标,采取敏感度分析方法,提出不同CAV比例、进口道车道数、交通量和信号配时方案组合情况下CAV专用进口道的动态设置条件,适用于不同交通状况的信号交叉口,具有较强的普适性。数值仿真结果表明：采用该方法设置CAV专用进口道能够提高混行信号交叉口的通行能力、降低延误和车均油耗;在实际应用时,可视交叉口类型和交通智能化程度灵活选取CAV专用进口道设置方式,为混行交通流环境下交叉口进口道的交通组织优化提供理论依据和模型支持,对车路协同系统的相关研究具有参考意义。     

城市道路多车道交织区的微观驾驶行为特性

为明确城市道路立交交织区的微观驾驶行为特征,在重庆市主城区南山立交开展小客车实车试验,通过车载高精度GPS和Mobileye采集了32名驾驶员在自然驾驶状态下的交织区实测数据,获得了交织区以及邻近路段范围内的行驶轨迹特征、速度特征、车辆汇入行为、换道时间等微观驾驶行为的变化规律和分布特性,并分析了驾驶人性别、气质类型对微观驾驶行为的影响.结果表明,驾驶人在交织区范围内会经历减速和加速2个阶段,内敛型驾驶人进入交织区时的减速长度显著大于外向型驾驶人,交织区内的加/减速度幅值在±0.5m/s2范围内,交织区进口速度高于出口速度.在交织区范围内,男性驾驶人比女性驾驶人更早执行换道操作;另一方面,男性驾驶人穿越三角区再汇入车流的危险行为占比较大,容易导致交通事故的发生.男性驾驶人和外向型驾驶人通常更偏向以较高的速度通过交织区,并且换道持续换道时间较短;女性和内敛型则相反,速度普遍偏低,且需要更长的换道时间.      

有倒计时的信号控制交叉口的绿灯间隔时间

车辆在有倒计时的信号控制交叉口上“抢绿灯”的安全隐患其实在于未正确设置交叉口绿灯间隔时间,并不在于倒计时本身.通过理论推导与分析,建立了有倒计时条件下信号控制交叉口绿灯间隔时间的计算模型.研究认为,驾驶员在有倒计时的信号控制交叉口上的驾驶行为发生变化,有倒计时的信号控制交叉口上不存在“两难区”,原来根据“两难区”确定绿灯间隔时间的方法并不适用于有信号倒计时的情形,有倒计时的信号控制交叉口的绿灯间隔时间应该全部作为全红时间.算例分析表明,有倒计时的信号控制交叉口的全红时间随着计算车速增加而减少,但不少于3 s.     

基于博弈论的完全信息下的驾驶行为研究

为了提供必要的理论依据来定量分析信息服务下的驾驶行为,提出了符合驾驶行为特征的理论模型。在完全信息的假设条件下,基于驾驶员个人对速度的期望,分析了驾驶过程中的博弈行为和相应驾驶行为意图的变化,建立了前后车之间的博弈矩阵模型。通过分析实例中的速度收益变化发现:基于原车道前后车的驾驶行为只决定了驾驶行为意图,其换道比例大于实际行驶中的换道比例;如果同时考虑邻道前后车的影响,换道比例更接近实际情况;不同速度区间的速度收益随时间推移逐渐接近期望速度,所处的速度区间越小,收益幅度越大,所需达到稳定的时间越久。     

倒计时信号灯对交叉口交通安全影响研究

针对倒计时装置对信号交叉口交通安全的影响进了研究。采集了9个信号交叉口共计13个进口道的相关数据,以红黄灯时段车辆通过停车线情况及交通冲突数作为替代安全评价指标,对比设置及未设置信号倒计时装置的交叉口进口道数据,量化了信号倒计时装置对城市信号交叉口交通安全的影响。结果表明,在交叉口直行和左转2个方向上,受到信号倒计时装置影响,车辆在交叉口进口道处的冒险通行频次以及交通冲突数均有显著提升,对交叉口交通安全水平存在负面影响,建议在工程应用中谨慎使用信号倒计时装置。      

基于车路协同环境的信号交叉口车速引导方法

针对现有的车速引导模型存在未综合考虑车辆跟驰行为、引导场景划分较粗略等问题，研究了4种基于车路协同环境下实时优化各车的车速引导模型。对车辆进行所属车辆列队划分，考虑车速引导影响对FVD跟驰模型进行改进。以车辆列队为引导单元，将车辆可能面临的交通状况细分为8种引导场景，以引导车辆不停车或少停车通过交叉口为目标，直接优化车辆加/减速度，建立车辆列队后车根据改进的跟驰模型计算目标跟驰加/减速度，并与头车组成列队以同一目标车速通过交叉口停车线的4种车速引导模型。以南昌市海棠北路/枫林西大街交叉口为例进行仿真验证，结果表明，所提出的车速引导模型能使车辆行程时间减少18.9%，最大排队长度减少58.8%，延误减少60.8%，燃油消耗减少36.4%，且适用于不同交通饱和状态，对提高信号交叉口通行效率和减少车辆燃油消耗有显著效果。      

面向复杂环形交叉口的共享位移转换道设置方法

为在不影响环形交叉口通行效率下满足进口道左转车辆通行需求，提出了面向复杂环形交叉口左转车辆的共享位移转换道设置方法。首先，根据起点、转换点及终点控制方式不同，将其分为内侧共享位移转换道(方案A)、外侧转换共享位移转换道(方案B)、内外侧转换共享位移转换道(方案C)等三类；然后，利用德尔菲-优序图法剔除非必要指标并建立含5个指标的评价体系并确定权重；其次，以出口道所有车辆通行时间为目标函数建立优化模型，提出了基于Transmodeler仿真建模的起点及转换点参数寻优算法，最终以重庆市两路口环道为例进行效果验证。结果表明：方案C综合得分79.6排名最高，左转车辆通行时间较实施前缩短80.4%,环道、进口道行程车速分别提升5.5%、27.2%,在出口道饱和度低于0.6情况下，共享位移转换道能有效提升环道及进口道通行效率，且对出口道不利影响在可接受范围内，同时Transmodeler仿真模型对环道行程车速MRE(Mean Relative Error, MRE)为4.0%,预测精度达到工程应用要求。     

人机混驾交通流交织区换道模型切换控制策略

因交织区的强制换道存在紧迫性, 车辆换道行为在交织区后半段会出现因换道意愿强烈而产生的激进换道行为, 这种微观的换道行为将给交通流带来一定影响; 在人机混驾情形下, 不同类型换道切换控制模型同样可能影响交织区通行能力。在分析人机混驾交通流交织区换道行为特性的基础上, 将换道类型分为保守型换道和激进型换道; 在可接受安全间隙模型的基础上结合自动驾驶车辆间的协同行为, 构建自动驾驶车辆在保守状态下的协同换道模型; 以及在激进型状态下考虑目标车道后车类型影响下, 构建激进型换道模型。通过分析津保立交桥实地调研轨迹数据和NGSIM中US-101交织路段轨迹数据, 分别拟合了保守型、激进型换道模型切换点分布函数; 考虑不同车辆驾驶行为特性及其相互作用, 提出人机混驾条件下换道模型切换控制逻辑决策。以SUMO仿真软件搭建实验平台, 考虑人工驾驶车辆换道模型切换点分布特性, 以优化最大流率、交织区整体车辆运行速度、换道车辆速度等为目标, 确定不同自动驾驶车辆渗透率下自动驾驶车辆的最佳保守型-激进型换道模型切换点。仿真结果显示: 在交织区长度为250 m, 自动驾驶渗透率分别为0.2, 0.5, 0.8时, 自动驾驶换道模型切换点分别在180, 80, 50 m处达到最佳, 即随着自动驾驶渗透率的提高, 换道切换点最佳位置将向交织区入口处逐渐移动, 且在自动驾驶渗透率较低时这种换道切换点的变化较为明显; 在较高渗透率下, 由于协同换道出现频率增高, 自动驾驶强制性换道行为比例降低, 换道模型切换点对交织区通行能力的影响逐渐变小。本项研究对人机混驾条件下高速公路交织区自动驾驶车辆的换道控制提供决策依据      

基于犹豫区的倒计时信号灯安全效应分析

国内城市道路交叉口大量使用倒计时信号控制,而国外在试验探索阶段发现倒计时信号灯可能导致“加速抢灯”的安全隐患,因此没有广泛应用.对于倒计时信号灯的利弊,目前缺乏充分科学的论证.文中基于驾驶犹豫区理论,选择2个相似的分别有无倒计时信号灯的交叉口作为研究对象,通过摄像法测得在黄灯开始时刻车辆距离停车线的位置和车速,判别车辆是否处于犹豫区中,并用单因素方差分析评价倒计时信号灯对减少犹豫区的产生是有显著性的影响的.