多车道高速公路门架式交通标志遮挡概率研究

基于车辆车头坐标、与前车跟车距离等动态数据,确定多车道高速公路驾驶人在视认区域内视线被遮挡的最大和最小临界距离;建立多车道高速公路门架式交通标志遮挡模型,借助VISSIM软件获取基础计算数据,实现高速公路门架式交通标志遮挡概率计算过程的动态化。对计算结果进行统计分析得出:在交通量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率和驾驶人错过标志的概率随着大型车混入率的增大而增大;在大型车混入率一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率和驾驶人错过标志的概率随着交通量的增大而增大;在同样的交通条件下,驾驶人视线遮挡概率相对驾驶人错过交通标志概率稍微偏高,并不是所有被遮挡的驾驶人都会错过交通标志信息。     

城市干路交叉口路侧交通标志遮挡失效研究

为了分析外侧车道中大型车对城市干路交叉口路侧交通标志遮挡的影响,基于空间遮挡模型存在缺陷,研究了交叉口路侧交通标志时间遮挡模型.通过驾驶人最大视域角及小型车、大型车在路段上运行时与交通标志存在的几何关系,确定了遮挡模型的开始计数条件、停止计数条件及遮挡判定条件.以驾驶人视认交通标志需要的最小时间为依据,建立驾驶人错过交通标志的概率模型.利用Vissim仿真获取仿真时间、车辆编号、路径编号以及小型车、大型车车头坐标等数据,依据遮挡模型的3个条件进行小型车驾驶人错过交通标志的概率计算.从外侧车道中大型车比例和行驶速度2个方面分析其对交通标志遮挡的影响.结果 表明,原始数据下得到小型车驾驶人错过交通标志的概率为0.042 6.在交叉口进口道交通量、绿信比等参数不变的条件下,将外侧车道中大型车比例由0.10增加至0.40时,小型车驾驶人错过交通标志的概率由0.021 3增加至0.117 6,二者呈正相关;外侧车道大型车行驶速度增大,驾驶人错过交通标志的概率并非一定降低,还取决于外侧车道中大型车的数量.      

路侧交通标志设置数量及位置研究

高速公路和城市快速路通常将内侧车道设置为小车道,外侧车道设置为大车道,这将有可能导致内侧小车驾驶员视线被遮挡,无法及时获得路侧交通标志的信息采取相应的措施,从而引发交通事故。通过对驾驶员对路侧交通标志视认过程的分析,提出了计算单个路侧交通标志被遮挡概率的计算方法,并运用概率论的知识建立了求解连续多个路侧交通标志设置数量的数学模型和标志设置位置的计算公式,提出了路侧交通标志设置的具体步骤。通过计算示例证明理论模型及算法实用可行。     

基于时间的高速公路路侧标志遮挡概率计算模型研究

在多车道高速公路上,小型车辆驾驶员视认路侧交通标志时,视线经常会被外侧车道上大型车辆所遮挡而漏看交通标志,为此建立了基于时间的路侧标志遮挡概率计算模型。与以往模型相比,该模型能够动态地分析大车对标志的遮挡情况,最大程度地还原遮挡发生条件;同时将标志的幅面及设置情况、驾驶员行为、交通流状态等影响因素加入到模型中,更加全面地考虑视线遮挡及漏看标志发生的外部条件。     

高速公路避险车道诱导系统改善研究

为减少失控车辆驾驶人错过避险车道的概率,基于驾驶人因及驾驶任务理论,提出避险车道多层次视线诱导系统,利用3 ds Max软件构建高速公路避险车道路段仿真模型,通过采集驾驶人的视认距离数据作为实验度量指标,并对数据进行统计分析,结果表明:白天的视认距离提升较少,但晚上的视认距离提升显著,在时速80 km/h下,对避险车道...     

非对称边缘率标线对弯道驾驶人横向位置调整的影响机理

为了揭示非对称边缘率标线对弯道驾驶人横向位置调整的影响机理,在高速公路弯道上开展路上试验,分别布设2种不同的非对称边缘率标线,采集了断面车速、车头时距及左右车轮在车道的横向位置等数据,运用结构方程模型研究了影响路径。结果表明:驾驶人偏离感知速度大的一侧,标准路径系数为-0.46;驾驶人通过降低车速来减小内外侧感知速度差异,内外侧感知速度差异越大,减速幅度越大,越偏向曲线内侧,标准路径系数为0.08;两侧感知速度差异增大能提高驾驶人弯道车速危险性感知,使驾驶人降低车速进而影响车辆横向位置,标准路径系数为0.03;边缘率标线通过增大驾驶人感知速度间接影响车辆横向位置,标准路径系数为0.14;距离内外侧标线距离的标准路径系数分别为0.26和-0.28。各路径影响效果合成后,驾驶人整体上偏离速度感知大的一侧。     

改扩建高速公路中央分隔带封闭区交通标志适用性评价研究

高速公路改扩建项目中老路中央分隔带的保留增加了潜在行车风险,交通标志牌作为传递道路信息的主要手段,其设置是否合理对于行车安全至关重要.从驾驶入的认知原理出发,通过分析标志牌信息量与标志视认时间的关系,量化了标志视认距离,在此基础上结合高速公路改扩建后最不利条件下的车辆换道过程,提出了基于驾驶人视认性和换道操作舒适性的交通标志适用性评价方法,从而对改扩建高速公路中央分隔带封闭区设计的新型交通标志进行评价.案例评价结果表明,该高速公路改扩建中央分隔带封闭区交通标志方案能有效诱导驾驶人安全、舒适的出入中央分隔带封闭区.      

高速公路隧道口车头时距分布研究

高速公路隧道洞口处交通环境复杂,与基本路段的车头时距存在差异。文中以京珠（北京-珠海）高速公路韶关段大宝山隧道为研究对象,在隧道口进行交通量、车头时距、地点车速实地调查,并借助微观仿真软件Vissim得出单一车型车头时距,应用爱尔朗分布l值分析高速公路隧道进出口车头时距分布规律。结果表明,在相同交通量情况下,高速公路隧道进口车头时距不小于隧道出口车头时距,隧道口车头时距大于基本路段车头时距,混合车流车头时距介于小型车和大型车之间。     

驾驶人所处环境照度对视认距离影响

为研究夜间行车中因驾驶人所处环境照度高于障碍物环境照度,导致驾驶人视认距离减小的定量变化规律,进行了实际道路试验.试验选择35名被试开展,障碍物分别为黑色和白色.考虑到行车速度特征,分别选择80 km/h和100 km/h速度下进行试验.在不同驾驶人所处环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验.统计分析全部视认距离,分析不同颜色障碍物在不同条件下视认距离差异.利用回归分析方法,建立视认距离随驾驶人所处环境照度变化规律函数模型.结合汽车制动距离,分析不同照度条件下的允许极限速度.研究表明,随着驾驶人所处环境照度增加,视认距离缩短.进而导致允许反应时间缩短,必须控制车速在临界速度以下,才能避免碰撞发生.经验证表明,所建立函数模型能准确拟合其变化规律.在驾驶人遭遇上述照度光源时,必须降低行车速度,才能保证安全.     

多车道高速公路不同车道驾驶人视点位置研究

受路侧环境与障碍物的影响,在不同车道上的行车位置分布差异会导致驾驶人视点位置不同。驾驶人视点位置与平曲线横净距密切相关,平曲线横净距是停车视距的重要参数,其大小直接影响平曲线路段圆曲线半径的设置和交通安全措施的选择。在分析多车道高速公路管理方式因素对驾驶人视点横向位置影响和国内外驾驶人视点位置相关研究的基础上,采用无人机调查多车道高速公路不同车道、不同车型的车辆横向位置分布数据,通过数据采集处理和数据检验,得出了相应结论。结果表明:多车道高速公路不同车道、不同车型的车身横向位置为正态分布;现有视点位置统一取1.2 m或1.5 m或行车道中心线存在不合理之处,应分车型、分车道考虑;第1车道小客车驾驶人视点位置为1.2 m,第4车道大型车驾驶人的视点位置取1.5 m,中间车道驾驶人的视点位置宜取1.2 m。     

隧道与互通出口小净距路段换道可靠性研究

为分析高速公路隧道与互通出口小净距路段在不同交通流状况下的车辆驶出概率,提出了基于交通仿真的安全换道概率模型。首先,采用VISSIM标定仿真模型并进行正交试验,获取小净距路段在不同净距长度、交通量、驶出比例、大型车比例下的交通数据,在此基础上确定瞬时交通流密度及相应车流平均速度的计算方法,构建相应的分布模型,通过K均值聚类算法研究不同速度下的瞬时交通流密度大小和出现概率;同时引入可靠度方法并利用微分法来构建车辆安全换道概率模型,综合考虑车速、车流密度、目标车道临界可插入间隙等因素的不确定性,应用蒙特卡罗仿真法搭建求解概率模型的算法,并通过MATLAB对模型进行求解;针对分流车初始位置的不同,分别得到了不同交通量、大型车比例、净距长度下的换道驶出成功率,进而研究不同交通流状况组合下的净距长度。结果表明：交通量、大型车比例、净距长度对净距路段内侧车道车辆换道驶出成功率有显著性影响,研究结果可为规范的进一步完善提供参考。     

自动驾驶专用车道影响下的CACC车流管理策略

自动驾驶专用车道对混合交通流的作用与协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车流大小相关.为分析已存在自动驾驶专用车道场景下CACC车流在各车道上的分布情况对交通流的影响,利用已有的人工驾驶车辆(Human-driving Vehicle,HV)和CACC跟...     

山区高速公路移动瓶颈效应对车流状态影响研究

我国高速公路大型货车混入率较高,山区高速公路交通流受移动瓶颈效应影响尤为突出。鉴于此,利用运动学波理论对因低速货车超车形成的移动瓶颈效应进行分析,应用vissim软件进行模拟仿真,通过对不同交通流状态下不同低速货车混入率的仿真结果分析,发现随着交通量以及货车混入率的增加,移动瓶颈效应对车流状态的影响呈加剧趋势,导致小客车行驶速度明显下降,并逐渐接近货车行驶速度。各慢行车队之间出现的较大空隙导致道路资源浪费,道路通行能力下降。该研究结论对深入研究山区道路通行能力具有重要指导意义。     

运用车流波动理论分析大货车混入对快速路车流的影响

随着城市对外交通需求的增加,大量大型货车进入快速路,大货车由于慢速引起后随车辆被迫减速,造成车流整体通行效率严重降低。运用车流波动理论确定大货车占道所引起车流的状态变化,定量分析大货车速度及其占道长度与堵塞时间、受阻车辆数之间的关系,从而说明大货车占道对车流延误的影响程度。通过定量分析明确划分大货车车道、快速路最低限速以及限制快速路大货车比例的重要性,从而为快速路混合车流管理提供依据。     

基于“移动水坝”的高速公路雨天行车安全性研究

为了减少雨天交通安全隐患,保障高速公路行车安全,根据雨天高速公路实际行车状态、路面径流特点和车辆水膜相互作用探究雨天安全行车速度。首先,提出“移动水坝”概念,并分析“移动水坝”现象出现的原因和形成机理;依据水力学基本理论探究“移动水坝”现象中水膜厚度和车辆滑水限速值的变化规律;然后,利用Fluent软件仿真车辆对水流的阻挡作用,依据外侧车道大车行车间距的水压力探究连续“移动水坝”形成的条件,并确定外侧车道大车在不同行驶速度下相应的临界车头时距;最后,应用流体力学原理仿真分析车辆行驶速度和水膜厚度与轮胎受到的动水压力之间的关系,确定不同降雨强度下内侧车道小客车的滑水限速值。研究结果表明：雨天在高速公路外侧车道行驶的大车会对路面径流产生阻挡作用,出现“移动水坝”现象;“移动水坝”作用下水膜厚度较正常排水状态下增加,导致内侧车道行驶的小客车滑水限速值降低;设定试验条件下外侧车道大车间距40 m时,两车的水坝作用连续,增加大车车头时距可以减弱连续“移动水坝”作用;车辆行驶过程中轮胎受到的动水压力随水膜厚度及行驶速度的增加而增大,小客车在“移动水坝”作用下发生滑水的概率增加,根据轮胎动水压力值和滑水值确定不同降雨强度对应的临界滑水速度,可相应作为雨天高速公路小客车行驶速度限值。     

基于无人机视频拍摄的高速公路小型车换道行为特性

为了研究高速公路小型车的换道行为特性，采用2台无人机同时在200 m的高空对交通流进行拍摄，获取交通流运行状态。构建拍摄路段的高精度地图，获取每一时刻车辆的精确运行状态数据，在此基础上对2个视频进行拼接，最终获得车道位置、速度、车辆编号等8项关键指标，共提取换道行为1 520条，筛选后得到完整的自由换道数据942条。采用车辆轨迹是否持续偏移作为判断换道行为起终点的依据，在此基础上分析换道的时间长度、空间长度、与周边车辆的相互状态以及换道行为的安全性等16个特征参数。得出平均换道时间长度为6.09 s，平均换道空间距离为148.08 m，换道时间与空间长度均符合对数正态分布。换道车辆与目标车道后方车辆的平均距离最小（34.29 m），其相对距离在10 m以内的占28.24%，驾驶人为了加快行驶，在与目标车道后方车辆相对距离较小的情况下，依然采取换道措施。与正前方车辆的相对速度差最大，平均值为10.2 km·h^-1，并且在83%的情况下，本车的速度大于前车，说明车辆自由换道是由于前方车辆行驶速度较慢所引起。采用TTC，MTC分别对换道起始时刻的安全性进行分析，并将安全状态划分为4种类型：严重-紧急状态、严重-非紧急状态、非严重-紧急状态、非严重-非紧急状态。其中严重-非紧急，非严重-非紧急这2种状态占比最高。该研究成果对了解中国驾驶人在高速公路上的换道行为特性，以及对建立适用于中国实际交通环境特征的换道行为模型具有一定参考意义。     

山区公路爬坡车道的交通特性及驾驶安全性模拟评价

以山区公路上设置的某一爬坡车道为试验对象,利用驾驶模拟试验对其交通特性及驾驶安全性进行仿真。根据设计图和现场环境构建了三维虚拟试验场景,通过VISSIM生成试验路段交通流;32名受试者在4种交通条件下进行了驾驶模拟试验;模拟过程中记录车辆的速度、轨迹、加速度、制动力等数据;通过VISSIM仿真试验确定了该爬坡车道的交通量阈值。分析结果表明,在常规交通流情况下,该爬坡车道可提高主路上的车速及其平稳性,同时可减少来自对向车道的冲突;但随着交通流量趋于饱和,其有效性逐渐减弱甚至产生负面影响。     

高速公路限速策略优化方法与评价模型

为解决限制速度值确定不合理、限速方式不适用以及限速区间长度设置不恰当等问题, 对驾驶人行驶体验以及限速管理可信度的负面影响, 优化了高速公路限速区间最小长度、限制速度值、限速区间划分的确定方法, 进而提出了以安全车速与通行效率为依据的高速公路限速区间优化与评价模型。依据驾驶人视认距离、限速标志设置前置距离和驾驶人心理稳定距离, 标定计算模型中的限速区间最小长度。以行驶速度是否易发生突变为标准, 采用不定长法将不同路段划分为6种组合类型, 建立基于不同组合路段的限速预测模型。采用有序聚类分析法中基于划分和层次的分析方法, 以满足限速区间最小长度和交通延误最小2个方面为目标进行优化限速区间的划分。同时, 选取交通冲突率作为表征交通安全的指标, 选取交通延误时间作为表征交通效率的指标, 建立评价指标模型; 最后通过对比分析优化前后的指标来验证限速区间优化方法的有效性。以某山区高速公路为对象应用VISSIM开展限速优化仿真实验, 结果表明: 优化后安全评价模型参数值比原方案降低了约29.49%, 效率评价模型参数值比原方案提高了约21.90%, 优化后的高速公路整体安全性以及通行效率均得到提高。所提出的高速公路限速区间确定方法以速度突变为基准, 结合路段的属性及指标特点, 能够优化限速区间长度的制定和区间的划分。      

高速公路左侧路肩设置必要性研究

尽管<公路工程技术标准>(JTG B01-2003)中规定八车道的高速公路应当设置2.5 m的左侧硬路肩,但国内几条刚刚改建完成的八车道高速公路中没有一条设置了左侧硬路肩,甚至没有宽于0.75 m的路缘带.研究运用可接受间隙理论计算了不同流量和车道数条件下车辆从最内侧车道穿插变道停驶到右侧路肩这一过程的概率和所需距离,并通过交通事故数据调研,分析了左侧路肩设置对提高交通安全的影响,从运行效率和交通安全两个方面定性和定量分析了左侧路肩设置的必要性.     

城市快速路互通立交合流区交通量预测

分析了快速路互通立交主线总交通量、交织流量比和主线外侧第二车道大型车比例等3种因素对合流区端部主线最外侧车道交通量的影响,得出上述3种因素与合流区端部主线最外侧车道交通量具有非线性关系.在实际调查数据的基础上,采用广义神经网络对合流区主线最外侧车道的交通量进行了预测,并与实际调查数据对比,对比结果证明预测效果良好.