交通波理论在交叉口交通流分析中的应用

以交通波理论为基础，研究了车辆在交叉口的排除消散过程及其地上下游交叉口的影响，并根据交通波的传播方向和速度进一步分析了城市干道交叉口间的车队间隔及其与信号协调的关系，建立了相应的数学模型。     

基于复杂场地及行车条件的交通振动影响研究

采用四自由度车辆振动模型,全面而系统地预测多种条件下的交通振动影响程度,并从振源条件、波的传波途径、传播介质的材料特性选用参数进行计算场地的振动响应。同时,将车辆振动理论与考虑粘性边界条件的有限元法相结合,提出了一种考虑行车条件、路面平整度以及复杂场地条件下振动波传播路径影响的交通振动预测方法。工程实例的分析结果表明,随着车辆载重增大、行车速度提高以及路面平整度下降,车辆轮胎击地反力有一定程度的增大;隔振沟可以有效地控制交通振动引起的加速度和速度响应,但对减轻位移响应效果不明显。     

基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法

为了解决交通事件信息发布中基于用户位置的扇形搜索方法和路径搜索方法的大量无效搜索问题,提出一种基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法。该方法考虑路网拓扑结构,以交通事件为起点,沿着拥堵传播方向计算交通事件信息的发布范围,包括交通事件路段检测,交通事件实际影响范围检测,信息发布扩展范围计算。交通事件路段利用路段上下游的交通流时空变化规律进行检测;交通事件实际影响范围根据路段的拥堵状态确定;交通事件信息发布的扩展范围根据交通事件的累计持续时间设定,且扩展范围中至少有两个出口,保证出行者有足够的时间和出口选择绕行路径。分析结果表明,基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法能够有效地检测交通事件路段;交通事件信息发布范围的演化过程符合交通拥堵的传播与消散的规律;基于用户位置的扇形搜索方法和路径搜索方法的最大搜索次数是车辆数,而基于拥堵传播规律的信息发布方法最大搜索次数是交通事件个数,由于车辆数远大于交通事件个数,因此基于拥堵传播规律的信息发布方法能够大幅减少无效搜索次数,节省计算资源,提高信息发布的效率。基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法能够有效地引导出行者合理选择行驶路径,及时避开事件影响区域,防止二次事故的发生,缓解交通拥堵。     

基于上游单一检测器数据的高速公路事故影响分析

为减少高速公路交通事故造成的拥堵及延误,利用上游单一检测器检测到的数据,根据交通波理论,对高速公路事故产生的交通波的传播与消散过程进行分析,利用每5 min断面速度变异系数对交通状态的特征点进行识别,进而确定事故的最长影响距离以及持续时间,并通过实际案例对该模型的效果进行分析.结果表明:该方法能很好地确定事故的影响范围,且与事故记录数据相比,能更准确地确定事故持续时间.     

基于Poisson过程的交通冲突预测模型研究

交通冲突预测是利用交通流运行特征,预测出可能发生交通冲突的次数,从而为道路交叉口等交通交汇处的交通安全评价提供一种较为可靠和可行的方法。影响车辆发生冲突的因素包括车辆在冲突点的暴露时间、车辆到达潜在冲突点的特性以及车辆间的车头时距等。在对交通冲突点的冲突过程分析的基础上,给出了交通冲突次数的定义,包括大于2辆车连续通过冲突点的交通状况.应用Poisson随机过程理论,建立潜在冲突点机动车间交通冲突次数的预测模型。预测结果的对比分析研究表明,基于随机过程的交通冲突预测模型的预测值与实际观测值最接近。     

基于双边控制法的仿真交通拥堵缓解分析

交通拥堵是阻碍道路交通发挥应有通行能力、降低车道通行效率的常见交通现象。自动驾驶汽车的出现给拥堵问题的解决提供了新的解决思路和技术方向。基于微观交通流交通波理论,根据实际道路饱和交通流车辆跟驰行为建立虚拟交通场景,通过自动驾驶仿真平台构建仿真试验环境,对采用双边控制法的自动驾驶汽车影响下的“幽灵堵塞”拥堵波传导现象进行了仿真分析。结果表明：采用双边控制法的自动驾驶车辆在缓解拥堵波传递上具备 优化效果,拥堵波得到有效缓解,通行效率提升 37.57%。     

基于视频检测的高速公路车辆交通行为安全状态分析

在对目前视频检测系统分析的基础上,针对交通事件检测,提出了一种从微观的角度出发,在对单个车辆交通行为状态识别和实时分析的基础上,对车辆交通安全状态进行判断的方法。首先对交通冲突冲突区进行动态和静态划分,然后将车辆行驶区域根据交通行为过程分为危险区和趋势区,并对应静态和动态冲突区分别对危险区和趋势区的判定进行分析,给出了判定算法。测试表明,本文所提算法能够在一定程度上对交通事故进行提前预警,对于减少和避免交通事故发生具有重要意义。     

基于SSAM的平面交叉口交通安全评价

交通冲突技术是交通安全领域的一种非交通事故统计评价方法,是以大样本、快速、不同特征的定量评价方法对交通安全状况进行评价,并从传统的事故统计评价方法中提高效果。应用交通冲突技术,建立了施工期间现状交叉口的仿真模型,结合SSAM模型定性和定量分析了交叉口交通冲突特征。利用交通冲突数,对不同方案的平均车辆延误时间指标进行了比较,从而确保最佳方案的安全性。     

无控制交叉口交通安全影响因素分析

为了探究无控制交叉口的交通安全影响因素,降低无控制交叉口的事故风险与安全隐患,采用间接安全评价方法——交通冲突技术分析了成都市7个无控制交叉口。首先,以后侵入时间作为冲突严重程度的定量指标,将冲突严重程度分为潜在、一般、严重冲突这3个有序等级。再采用广义有序logit模型全面鉴别对冲突严重程度具有显著影响的车、路和环境等相关因素。然后,通过边际效应计算反映各种影响因素对交通冲突严重程度等级的影响作用程度。研究结果表明,发生分流、合流及直角冲突的严重程度普遍高于追尾冲突;交叉口车流量、交叉口是否渠化、车辆是否停车等都会显著影响冲突严重程度。其中发生分流、合流和直角冲突时,其严重冲突发生概率分别提高29.4%,38.5%和25.6%,冲突车辆未停车让行导致严重冲突发生的概率提高11.5%,而渠化交叉口可使严重冲突的发生概率降低17.3%。最后根据模型回归和边际效应计算结果,有针对性地提出了无控制交叉口的安全改善建议。     

基于I/O模型对拥挤交通流状态变化的研究

章基于交通瓶颈路段车辆排队状态的实际变化特征，对传统的累计到达-消散模型(cumulative arrival and departure model)进行了修正，构造了改进的累计到达一消散模型(即I／O模型)。与传统模型相比，I／O模型考虑了车辆物理长度，将排队车辆的跟车行驶时间与排队延误两个概念进行了正确区分。I／O模型简单实用，不失为一种分析交通流变化特征的良好方法，为交通流诱导和控制策略的生成提供了重要的理论依据。     

交通宁静技术对机动车速度和道路安全的影响

在发展机动车交通的同时,如何给行人、社区居民一个和谐、安全的环境,是道路工程师和城市规划师必须要考虑的问题。交通宁静技术以速度管理和局部区域交通管理为设计基础,来合理控制住宅小区的交通量,以减少机动车对次要道路的主导作用。通过对国外相关文献的综合分析,来评定交通宁静技术对机动车速度和道路安全的影响,为我国的设计人员提供参考和建议。结果表明:交通宁静措施特别是竖向式偏移设施能够有效地减低机动车运行速度,其中高度为100 mm的减速丘和坡度为1:10~1:15的减速台为最有效的减速设施;交通宁静设施的设置尤其是实施全区域交通宁静技术方案后,对道路安全的改善有着十分积极的影响。     

车路协同环境下信号交叉口车速引导建模与仿真

目前交通自适应控制策略中预测交通流到达的方法多为基于车流行驶速度服从统一分布而获得,其效率与可靠性等方面存在不足.文中利用车路协同环境下实时车车、车路通信,基于实时信号状态、排队长度、车辆位置、加速度等参数,以交叉口车辆停车时间最小化为目标,提出面向个体车辆的车速引导机制与模型,有效弥补了上述缺陷.以上海市曹安路嘉松北路交叉口为例进行仿真验证,结果表明,在高饱和状态下,文中模型能有效降低交叉口车均延误30％,减少交叉口平均停车次数60％,在中、低饱和状态下的效益更佳.     

城市公交车与社会车辆混合流速度模型及交通运行状态分析

为了精确解析城市公交车和社会车辆混合运行的状态,在基本路段车速模型适用性分析的基础上,引入公交车流量、社会车辆流量、公交车比例等参数,建立了改进的混合机动车运行速度模型,分别选取单向二车道和单向三车道路段进行交通试验调查,采用Metrocount 5600气压管式车辆分型系统进行数据采集并用于改进模型的参数标定,并分别建立了2种车型的速度差模型,提出了路段混合车流3种不同交通运行状态的评价方法。研究结果表明：同等车流量情况下,不同公交车比例对社会车辆速度的影响表现为3个显著的变化区间;随着路段饱和度的增加,社会车辆和公交车之间的速度差呈现出从几乎不变、快速缩小到接近于零3个较为明显的运行状态;考虑车流组成中公交车比例的变化可以细化路段车流畅通状态、拥堵形成状态以及拥堵状态的判别。     

信号交叉口基于出发时刻预测的生态驾驶方法

在城市道路交通中,信号交叉口区域内车辆频繁停车启动的现象,加剧了整体交通流的能源消耗、污染排放与车辆延误。为了减少信号交叉口启停波现象对整体交通流产生的负面影响,以面向未来人工驾驶车辆(HDV)/智能网联车辆(CAV)混合构成的新型混合交通环境为基础,提出了一种基于出发时刻预测的生态驾驶方法,通过优化CAV的驾驶轨迹,减少交叉口区域的车辆延误和能源消耗。首先,对混合交通流的基本图模型进行了分析,根据启停波影响范围,划分CAV通过交叉口的驾驶场景;然后,建立了子区渗透率对饱和车头时距的影响关系,预测了CAV以当前饱和车头时距通过交叉口的时间;最后,结合车辆与交叉口的距离,利用分段三角函数模型,生成其通过交叉口的速度限制曲线,并将优化速度嵌入到智能车辆的跟驰模型中作为限制速度,从而使CAV在无法通过当前绿灯窗口的条件下,实现提前减速,在通过交叉口区域后解除速度限制,切换回自身的跟驰模型。此外,还提出了平均综合效能这一指标来综合评价驾驶策略在效率和能耗2个方面的性能,并将提出的基于出发时刻预测的生态驾驶方法与传统网联车辆控制方法、经典交叉口节能控制方法进行了对比。研究结果表明:提出的出发时刻预测方法可以精确预测CAV在交叉口的出发时刻,有效减少车辆的能源消耗与污染排放,同时提高信号交叉口的通行效率;在渗透率大于60%情况下,该方法对系统效能的提高达到12%左右,在10%渗透率条件下也可以达到6%的效能增益;在交通饱和流率在0.5~0.9的范围内时,系统的效能增益较明显。     

面向瓶颈多簇运动波消除的拥堵吸收智能驾驶模型

高速公路瓶颈运动波是诱发通行延误与事故风险主要原因.智能网联下精细化感知与精准化控制为消除运动波影响提供了技术环境.在构建一种在线、主动消除广域运动波的拥堵吸收智能驾驶模型的基础上,解析车头间距与运动波传播关联机制,确定运动波完全消除设计实施条件,提出消除单个运动波最佳驾驶策略;面向多簇运动波形成时间[位置[规模等特性...     

基于冲突极值模型的非常规信号交叉口安全评价

为了评估非常规信号交叉口交通安全,提出了基于冲突极值模型的横断面分析方法.利用计算机视频技术提取了南京市3个信号交叉口(1个设施组和2个参照组)96h的交通冲突数据和交通流数据,构建了包含数据层[处理层[先验层的3层贝叶斯超阈值冲突极值模型,利用马尔可夫链蒙特卡罗仿真方法对模型参数进行估计,采用预测交通事故和比值比计算...     

基于交通冲突分析的公路信号交叉口安全评价

交通冲突分析技术是以大样本、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而异于事故统计评价方法。文中通过对信号平面交叉口道路交条件及交通冲突数据的分析研究,引入综合影响系数,运用灰色关联理论对交通冲突影响因素进行分析,建立了信号平面交叉口道路交通条件与交通冲突率的关系模型,并提出了基于交通冲突的信号平面交叉口交通安全评价的综合影响系数方法。根据交叉口的交通流量、相交道路流量比、交通组成及左转车比例等因素,确定对交通冲突率的综合影响系数K,进而得出交叉口的安全水平等级。     

消除高速公路运动波的可变限速控制方法

运动波是高速公路一种常见的交通拥堵，可通过可变限速控制有效消除。近年来，研究中提出了大量消除高速公路运动波的可变限速控制方法，却鲜有方法成功落地应用。可变限速控制方法的成功应用需满足3个基本条件，即模型预测的准确性，优化求解的实时性，以及控制方案的安全性，而当前研究中的方法难以同时满足上述基本条件。因此，为提高高速公路交通效率，保障高速公路交通安全，提出了消除高速公路运动波的可变限速优化控制方法。构建了模拟运动波传播的离散一阶交通流模型，解析了可变限速控制对交通效率及安全的影响机理，建立了提升交通效率、保障交通安全的可变限速优化控制方法。利用数值仿真模拟，测试了轻微拥堵与严重拥堵2种不同场景下限速控制方法的控制效果，评估了控制方法在提升交通效率和安全方面的表现，对比了所提方法与文献经典方法在控制效果上的优劣。结果表明：可变限速优化控制方法在2种场景下降低总行程时间分别为10.1%和10.6%，降低事故风险指标TET分别为72.6%和73.1%，降低事故风险指标TIT分别为92.4%和82.9%。与文献方法相比，在预测模型准确性以及对交通流效率与安全的改善方面均有提升，其中在严重拥堵测试场景下，效果提升更为显著。     

基于累积前景理论的无信控路段人车通行冲突博弈分析

无信控路段具有强交互性和高事故率,由于缺乏交通信号将人车进行分离,导致其容易形成人车通行冲突,影响道路通行效率和交通安全.为此,以各道路使用者的损失最小为目标,构建了基于累积前景理论的人车通行冲突博弈模型.通过研究过街行人与机动车辆的交互作用,分析双方决策行为影响因素并构建得失矩阵;同时在考虑决策者主观心理感知的前提下...     

熊氏无灯交叉通行法

针对城市道路经常塞车的情况,提出一种公路交叉路口车流通行方案,该方案通过巧妙地设计道路与车流,创建车辆调头区,使得交叉路口不需红绿灯,各种流向的车辆在通过交叉路口时不需停车,各行其道,从而可以最大限度地发挥道路的通行能力,大大提高城市车辆通行速度,消除城市塞车。并且采用这种通行方案的成本极低,因此便于在大中城市推广实施。