高速公路出口前置指路标志的安全设置距离模型

为解决高速公路部分出口前置指路标志的设置距离无法满足车辆安全驶离高速公路主线这一问题,通过建模研究高速公路出口最后一块指路标志(距离出口最近的出口指路标志)的安全设置距离。首先,将出匝车辆驾驶人的驾驶行为过程细分为三个阶段:认知-反应、车道变换以及减速驶离主线。其次,融合高速公路主线和匝道的道路条件、驾驶人视认特性、驾驶行为过程、标志设置方式等多方面影响因素,构建了高速公路出口最后一块前置指路标志的安全设置距离模型。该模型计算结果表明,《道路交通标志和标线》(GB 5768—2009)中推荐的高速公路出口最后一块指路标志设置距离(500m)适用于所有主线单向2条车道以及部分主线单向3条车道和单向4条车道,不适用于主线单向5条车道;相比规范的推荐值,模型计算值考虑了道路条件和驾驶行为,使分流区产生的换道次数减少,具有更高的安全性。     

苏嘉杭高速段分、合流区与匝道通行能力协调分析

在对大量的调查数据进行处理与分析的基础上,对分、合流区交通流特性及驾驶人的换车道行为进行了分析.分析得到了分流区下匝道通行能力、匝道中间段通行能力和建立合流区上匝道通行能力模型.提出了苏嘉杭高速公路苏州至吴江段三者通行能力不匹配的协调处理方法.     

车路协同环境城市快速路分流区通行能力提升策略

根据车路协同环境城市快速路分流区不同车型的自动、人工驾驶混合车流特征，引入动态加速度、可变换道概率改进元胞自动机模型车流运行规则；设计了考虑主路自动驾驶渗透率、大型车混入率、驶出自动驾驶渗透率、驶出车流率、出口匝道车道数、换道决策点距离等因素耦合作用的分流区换道仿真试验；对比分析了多因素耦合作用下驶出车辆自由换道率、平均换道距离等指标影响程度，研究了城市快速路分流区道路通行能力变化规律；提出了基于可变换道决策点距离的分流区道路混合车流通行能力提升策略。研究结果表明:分流区驶出车辆自由换道率越高，道路通行能力越大；主路车流自动驾驶渗透率对通行能力的影响最为显著，自动驾驶环境可达到人工驾驶环境道路通行能力的2倍；出口匝道车道数对通行能力的影响不显著，2条出口匝道比1条出口匝道的通行能力提升约3%；换道决策点距离对通行能力的影响较为显著，车辆换道决策点距离从100 m增加到150 m时，分流区道路通行能力可提高9.6%~10.6%。可见，可借助移动式交通标志提前引导车辆换道决策，显著提高分流区道路通行能力。      

ETC收费站前500米处应设预告标志

根据交通运输部日前发布的《高速公路区域联网不停车收费示范工程暂行技术要求》,实施电子不停车收费（ETC）的收费站前500m处应设置ETC车道预告标志,并在收费站处设置统一的ETC专用标志;所有ETC的路侧收费设备使用前都要通过检测中心逐台的检验;跨省（区、市）清分结算实行国家级联网收费管理中心、跨省（区、市）联网收费管理中心和省（区、市）联网收费管理中心三级构架。     

基于多点线圈联合数据的高速公路匝道影响范围识别

为准确识别高速公路匝道对主线车流的影响等级和范围，本文提出基于速度波动特性的高速公路匝道影响量化方法。通过建立改进加权速度排列熵指标以量化各服务水平下匝道对高速公路主线车流的影响，对建立的指标进行谱聚类分析来确定匝道的影响阈值。应用京昆高速及二广高速的99个平行式合流匝道和直接式分流匝道多点主线线圈检测器数据的分析结果表 明，所提出方法可识别高速公路主线车流受匝道的影响程度。合流匝道对主线最外侧车道的影响比次外侧车道高4%~69%；A~C级服务水平下，分流匝道对上游主线最外侧车道影响程度比次 外侧车道高6%~29%，D~F级服务水平下，最外侧车道受影响程度比次外侧车道低10%~13%。合流匝道的影响范围是合流点上游350m至下游550m；其中上游160m至下游100m和下游180~ 270m为核心影响范围。分流匝道影响范围为分流点至主线上游850m，其中750~850m、450~ 600m、100~300m为核心影响范围。研究成果可为高速公路匝道交通设计、管控策略和提升仿真可靠性提供依据，可有效降低设置匝道带来的影响。     

快速路匝道与主线合流区交通参数关系模型

为了研究快速路匝道与其主线合流区的交通流特征关系,选用南京长江大桥入口作为数据 采集点,观测其汇入路段的交通流,并对交通流速度、密度等宏观参数和换道次数、可接受间隙等微观特征变量进行了相关性分析。研究发现,速度、密度、换道次数和可接受间隙之间存在非 线性相关性。基于此,构建了主线车道车速与密度、换道次数和可接受间隙之间的非线性关系模型。快速路匝道与主线合流区是快速路的主要瓶颈路段,结合宏观交通参数模型和微观间隙接受模型,阐述了快速路主线和匝道汇入车流的交通参数数学关系。实测数据拟合结果表明,该模型能够准确描述匝道与主线合流区的交通流特性。     

公路平交路口左转专用道设置阈值的仿真研究

公路平面交叉口左转专用道的恰当设置在提高交叉口安全性的同时,也是改善交叉口运行状况的一种有效手段,确定左转专用道的设置阈值成为一个重要问题.以二级公路典型无信号交叉口的行程时间、延误、服务水平及冲突次数为目标,运用交通仿真分析技术对交叉口设置左转专用道和直左混行车道进行对比仿真分析.结果表明,左转专用道的设置与进口道的交通量相关.其中设置左转弯车道与否的行程时间、延误、冲突都随进口道交通量的增加而增加,当进口道交通量大于600 veh/h时,设置了左转专用道的通行能力及安全性较优,当交通量大于1 000 veh/h时,设置左转专用车道的延误和冲突次数急剧增加,服务水平和平均速度降低,表明左转专用道的设置阈值为600～1 000 veh/h.     

城市快速路出口匝道与衔接交叉口整合控制模型

在出口匝道接地点离交叉口距离过近时,为避免衔接交叉口的拥堵易回溢至快速路主线,提出一种基于CTM的出口匝道与衔接交叉口的整合控制模型.在出口匝道存在超长排队时,实行相位绿灯延长或绿灯提前激活策略;在出口匝道不存在超长排队时,以出口匝道及衔接信号控制交叉口车均延误最小化为目标,实时动态优化衔接交叉口的周期和绿信比.仿真结果表明:采用控制模型,衔接交叉口的车均延误虽然增加了1.74 s,但可以将排队长度从大于200 m降低至160 m以内,从而可以保证出口匝道衔接区域和快速路主线的畅通,因此,控制策略及模型合理有效.     

快速路与邻接交叉口分散换道和速度引导方法

研究车路协同城市快速路与邻接交叉口主线分散换道和速度引导自适应控制方法. 对高饱和度入口匝道与邻接交叉口,提出主线分散换道自适应控制方法,依据合流区上游不同车道密度制定换道规则,以主线流量最大化为目标确定邻接交叉口相位相序;对出口匝道存在超长排队,提出主线速度引导自适应控制方法,依据主线上游车辆目的地确定速度引导策略,以出口匝道需求与通行能力相匹配为目标确定出口匝道关联相位优先权. 采用元胞自动机模型仿真验证,结果表明,所提方法与非协调控制、传统协调控制、车路协同交叉口自适应控制相比,区域流量分别提高17.38%、5.52%、10.06%,总时间消耗分别下降35.86%、 26.21%、17.39%.     

城市快速交通网络运行管理策略研究

将网络交通流模型、匝道控制模型、基于可变信息标志(variable message sign,VMS)的路径选择模型等整合为一体,建立了网络交通整合控制模型.与各种边界条件相结合,测试了匝道控制和路径诱导的控制效果.结果表明,无路径诱导有匝道控制策略的路网总时间消耗(total time spent,TTS)减少仅3%;有路径诱导无匝道控制策略的路网TTS减少20%,但入口匝道排队长度很不均衡,最大达300辆;有匝道控制有路径诱导策略的路网TTS减少20%,入口匝道排队长度比较均衡.     

快速路入口匝道瓶颈宏观交通流模型

基于入口匝道汇入方式与基本图形态, 提出了一种调整型元胞传输模型; 增加了入口匝道状态变量以追踪入口匝道交通状态, 定义了新的入口匝道汇入规则; 将双通行能力基本图引入到调整型元胞传输模型中, 以适应不同交通状态下通行能力的变化; 将单纯形法与遗传算法相结合, 提出了混合多目标参数优化方法; 建立了3个仿真场景, 评价调整型元胞传输模型与混合多目标参数优化方法的效果。仿真结果表明: 在预测入口匝道上游主线拥堵发生与结束时间方面, 与经典元胞传输模型相比, 调整型元胞传输模型将时间预测准确性分别提升了22.3、10.8 min; 在模拟入口匝道汇入段主线拥堵传播与消散方面, 调整型元胞传输模型模拟结果更加符合实际的传播与消散规律; 在模拟试验路段早发性失效交通特性方面, 调整型元胞传输模型对于拥堵前最大流量与拥堵后消散流量的拟合误差在4%以内, 小于经典元胞传输模型; 在模型仿真精度方面, 调整型元胞传输模型各项评价指标均优于经典元胞传输模型, 前者的仿真速度误差为10.42 km·h-1, 较后者降低了25.4%;与传统的遗传算法相比, 混合多目标参数优化方法的总计算次数更少, 参数标定过程总耗时缩短了29.3%。      

快速路与邻接交叉口分散换道和速度引导方法

研究车路协同城市快速路与邻接交叉口主线分散换道和速度引导自适应控制方法. 对高饱和度入口匝道与邻接交叉口，提出主线分散换道自适应控制方法，依据合流区上游不同车道密度制定换道规则，以主线流量最大化为目标确定邻接交叉口相位相序；对出口匝道存在超长排队，提出主线速度引导自适应控制方法，依据主线上游车辆目的地确定速度引导策略，以出口匝道需求与通行能力相匹配为目标确定出口匝道关联相位优先权. 采用元胞自动机模型仿真验证，结果表明，所提方法与非协调控制、传统协调控制、车路协同交叉口自适应控制相比，区域流量分别提高17.38%、5.52%、10.06%，总时间消耗分别下降35.86%、 26.21%、17.39%.     

城市综合体机动车地面引导标志设计方法

采用系统分析方法,提出了城市综合体地面第一、二、三级机动车引导标志设置应连贯、一致的原则和理论,介绍了引导标志设计的具体方法,使引导标志能更有效地传递综合体的方向、地点及距离信息,帮助道路使用者快速、高效地找到目的地.对于综合体引导标志系统,首次提出了＂外围预告,到达引导,停车指示＂的3级分类及引导体系,并结合太原万达商业综合体的实例进行验证,该方法可为综合体引导标志的设计提供依据.     

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城市快速路设置公交专用道作为缓解快速路交通拥堵的策略之一,受到了北京市交通部门的关注. 本文旨在利用先进的仿真技术对快速路公交专用道设置方案后的交通运行影响进行探讨. 文中选取北京市西三环快速路为研究对象,在考虑专用道设置区段、结构形式、站点结构、匝道交通组织以及公交线路调整的基础上,设计四个公交专用道方案并利用INTEGRATION模型开展仿真评价. 选取车辆行程速度、道路运行状态分布作为评价指标,结果显示：尽管道路设施及交通状况满足专用道设置条件,西三环运行指标却有所下降,无法发挥专用道功效. 分析其关键制约因素在于车辆分道行驶加大了匝道附近车辆换道、进出的难度,建议协调匝道控制和公交线路优化改善方案实施效果.     

云南山区高速公路服务区变速车道设置研究

云南省属于高寒山区,地形地质条件复杂,高速公路往往面临选线困难及工程造价较高等客观难题,造成服务区选址更为苛刻。鉴于目前针对云南山区高速公路服务区变速车道设置等问题研究相对较少的现状,依托多年工程实践经验,对比分析了山区高速公路服务区"贯通两匝道"与"连接场地四匝道"变速车道设置的优缺点。研究结果表明:满足行车安全及效率是山区高速公路服务区修建变速车道基本要求;"贯通两匝道"与"连接场地四匝道"变速车道形式各有优缺点,在场地条件适宜、用地范围确定、主线平纵指标高时建议选择"贯通两匝道"形式,其它条件下可选择"连接场地四匝道"形式。     

螺旋匝道（桥）小客车横向行驶特性实测研究

螺旋匝道和螺旋桥的数量近年来与日俱增,但其驾驶行为模式和汽车运行特征一直未得到明确,为此,在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯装饰城环形高架4处地点开展了螺旋匝道实车驾驶实验,采集了自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、横向加速度以及周围行驶环境等信息. 基于自然驾驶数据,得到了螺旋匝道范围内汽车横向加速度的变化模式、幅值特性、影响因素,以及驾驶人的车道使用特性. 研究结果表明:汽车横向加速度幅值在螺旋匝道范围内的变化趋势有多种模式,包括保持恒定、单调上升、单调下降、鼓型等;内圈匝道的横向加速度高于外圈;在单向行驶匝道上,横向加速度实测值远高于规范中的推荐值甚至超出可忍受范围,导致一部分被试行驶时横向舒适性较差;匝道半径和行驶空间对横向加速度幅值有显著影响,行驶空间保持一定时,横向加速度与匝道半径成负相关关系;单幅混合双向行驶的螺旋匝道,横向加速度幅值最低;对于单向双车道螺旋匝道,不管是上行方向还是下行方向,使用内侧车道是占主要比例的驾驶行为.      

变速车道影响下的城市道路多路合流区域换道交通流特性研究

根据实测数据分析,得到了城市道路多路合流路段的驾驶行为特性和交通流特性;引入驾驶员性格参数和描述驾驶心理的选择换道概率,建立了城市道路多路合流的元胞自动机模型(Cellular Automaton,简称CA);由JAVA数值模拟,模型验证后,得到了变速车道分别为直接式、平行式的多路合流的交通流特征参数。研究表明:直接式不利于主线、多条匝道的车辆通行,右侧匝道车辆对中间匝道的干扰严重;过长的平行式变速车道,加重了主线与中间匝道之间冲突,增大了中间匝道车辆对右侧匝道的影响。此外,直接式加重合流区的交通拥堵,相比之下,一定长度范围内的平行式变速车道对于合流区的交通运行状况改善明显,但过长的平行式变速车道会适得其反。     

多时段可变导向车道设置与信号优化方法

提出进口道满足设置条件均需设置可变导向车道的假设,设计了一种各控制时段采用不同最优车道功能和信号控制组合方案的方法,使各控制时段交叉口的运行指标达到最优。以西安市友谊东路-文艺北路交叉口为例,采用该方法确定了研究时段的最优组合方案。仿真结果表明:优化方案能提高交叉口通行能力4.8%,降低车均延误10.4%,有效地提高了交叉口的运行效率,验证了该方法的可行性。     

对角匝道设置的交通量条件

为了得到设置对角匝道时须满足的交通量条件,分析了合流区主路外车道的车头时距分布,利用间隙接受理论和分段积分法,建立了对角匝道驶入主路的适应交通量模型。然后考虑驶入对角匝道的右转交通量及其车头时距分布,利用间隙接受理论,建立了驶入对角匝道的左转车流的适应交通量模型,并得到了驶入对角匝道的左右转车流的约束条件。分析结果表明:对角匝道设置的交通量条件与主路交通量、匝道交通量、加速车道长度、合流区外侧车道车头时距的区间分布状况、汇合车辆的临界间隙和随车时距以及驶入对角匝道的左右转交通量有关。     

智能网联车环境下高速匝道汇入车流轨迹优化模型

为了解决传统匝道控制车流汇入时车辆需要减速至停止,从而造成延误时间过长的问题,提出了一种智能网联车环境下的高速匝道汇入车辆轨迹优化的两阶段优化模型,其中,第1 阶段优化车辆进入匝道口的时序;第2 阶段基于第1 阶段的最优时序,优化车辆轨迹. 根据所构建的模型设计了一种启发式算法优化车辆通过匝道冲突区域的时序,然后结合 GPOPS工具优化车辆的轨迹.为了验证所提出方法的有效性,将所提出的方法应用到20 min 随机到达的车流,进行仿真实验.实验结果表明,与先进先出的方法相比,本文所提出的方法能够使总延误减少59.7%,总油耗减少10.5%,说明该方法能够实现车辆以较高的速度通过匝道冲突区域,有效地减少了车辆汇入延误,同时也节约了油耗.