浓雾下高速公路可变限速控制方法

为解决浓雾时高速公路行车交通安全问题,并改变原有的固定限速措施,提出以安全允许速度为基准的可变限速控制方法。以道路交通安全法对浓雾下车速的规定为基准,考虑交通法里并未提及道路线形条件、路面状况等因素对限速值进行计算,并采用监测器数据近似代替个体车辆数据进行数据优化,得到浓雾行车安全车速及安全行车间距取值。基于此限速信息对动态可变限速信息牌的设置提供依据,进一步确定可变限速控制流程。VISSIM仿真试验结果表明：与固定限速控制相比,实施可变限速控制路段的最低平均车速提高了12.16%,平均速度最大差值降低了26.37%。表明浓雾下高速公路可变限速控制方法相比传统固定限速手段能有效地在保障出行安全的同时提高出行效率。     

基于遗传算法的PARAMICS可变限速仿真参数自动标定

仿真技术被广泛应用于可变限速控制技术的研究中.为保证可变限速控制的仿真结果与真实情况相符,采用遗传算法对PARAMICS仿真模型中可变限速控制参数标定进行研究.阐述了可变限速控制路段的交通流参数采集,提出了在PARAMICS仿真模型中针对可变限速控制的参数自动标定流程,分析了基于遗传算法的可变限速控制参数标定结果.实验表明提出的参数标定方法能够有效的确定可变限速控制仿真过程中关键参数取值,参数标定后的仿真结果与真实数据更为接近,提高了仿真精度.      

可变限速控制下的城市快速路交通流混沌分析

可变限速策略是城市快速路交通系统中重要的管理手段,制定合理限速值需要考虑交通流运行特征与车辆速度特征因素。为更好地研究可变限速控制下的车辆行驶速度特征所引起的混沌现象,通过设定交通流中遵循可变限速值行驶车辆的不同比例p这一参数,以北京市三环快速路交通环境为背景,构建多种仿真情景得到速度时空序列,借助C-C法获得不同断面的速度序列时间延迟与嵌入维数,重构时间序列相空间,利用小数据量法获得最大Lyapunov指数即λmax,以判断混沌特征,并在相同流量下进行对比,分析发现,没有实施可变限速策略时,断面速度序列λmax为正;实施可变限速策略时,可变限速标识下游200m位置速度时间序列λmax为正,并且λmax与p存在二次回归关系,当p=76.8%时,速度序列λmax趋于0。以p为关键参数的分析结果可为制定可变限速值以及策略实施提供参考。     

雾天环境下高速公路可变限速控制方法研究

针对雾天环境下高速公路能见度下降导致交通安全和效率降低的问题,提出了一套雾天环境下高速公路的可变限速(VSL)控制方法,包括系统布置、工作流程和可变限速控制策略等,可以根据检测到的实时道路能见度和交通流数据,考虑最大安全车速、交通流运行状态和驾驶员遵从度等因素的条件下,综合确定目标路段的限速值.利用G4高速公路实测数据,在Vissim软件中进行了2组对比仿真实验,结果表明,与无可变限速控制相比,实施可变限速控制的1组,最低车速在平流雾(团雾)环境下提高了27.24%(28.54%),同一控制周期下相邻路段的最大车速差减少了26.42%(41.91%).提出的可变限速控制方法在雾天环境下能更有效地保障高速公路行车的安全和效率.      

高速公路可变限速中大车混入因素研究

制定限速是防止超速的一项重要措施。文中介绍了可变限速系统的主要组成部分,工作原理以及应用情况。以京津塘高速公路为例,分析了大车的时间分布规律,对车流速度以及速度差的影响。介绍了基于大车比例的可变限速值确定的流程及限速数值,建立起大车比例与运行速度的关系。可变限速的实时性可以提供给驾驶员更准确的路况信息。     

考虑高速公路运行风险的雨天可变限速方法

为保证雨天环境下高速公路行驶安全，降低道路整体运行风险，结合雨天风险特征，开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型，标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度，并结合熵值理论，建立高速公路风险模型、计算风险系数、划分风险等级;之后，以空域自适应算法中可变限速推演变化规律为基础，考虑大、小型车的行驶特征，结合预期风险、雨天停车视距、水膜厚度等因素，优化可变限速模型，细化大、小型车辆的初始控制值，进而提出不同降雨强度、不同能见度下的可变限速推荐值；在此基础上，利用驾驶模拟实景仿真系统、心理生理检测设备、微观交通流仿真软件，开展可变限速系统控制值合理性及驾驶人行车适应性与交通流运行状态的实证分析。研究结果表明：随着能见度降低和降雨量增大，在可变限速控制下，驾驶人呈现出交感神经兴奋性减弱、副交感神经兴奋性增强、心理紧张度降低的状态，其平均心率、心率变异性高频值、心率变异性低频值、心率变异性差异值分别由74.13、0.121、0.643、2.37变为78.23、0.192、0.567、2.01，驾驶人对限速方案的适应性良好；同时，可变限速可保证道路整体通行效率，不会造成交通流风险震动，在小型车、大型车限速分别为80、60 km·h^-1和小型车限速60 km·h^-1、大型车禁止驶入场景下，碰撞时间均值、中值大于未限速场景，各车道的行车安全性均能得到保障;提出的雨天可变限速控制方法合理，且具有一定工程适应性，能为异常天气高速公路宏观车流主动防控提供理论支撑。     

都南高速公路合理限速标志设置论证研究

为了科学、合理地确定高速公路限速值,避免通常情况下现有道路限速过低、限速不合理等引起社会矛盾的问题,特针对广西都南高速公路限速标志和运行现状,应用广西高等级公路设计速度和运行速度控制研究成果和高速公路限速值设计方法理论,结合运行速度、高速公路线形、设计速度和交通安全等因素,合理、科学的确定高速公路限速值,论证合理的限速设置。     

高速公路互通立交分合流区车道级行驶速度特性及短时预测模型研究

为研究高速公路互通立交分/合流区行驶速度特性，采用基于无人机视频的实时交通参数获取方法，提取试验路段全样本高精度时序速度数据，对比分析互通立交分流区和合流区车道级速度分布差异；研究不同车型速度特性；针对时序数据的长期依赖问题，构建基于时序Transformer的车道级行驶速度短时预测模型，运用平均绝对误差(MAE)和相对误差指标(MAPE)对比分析不同车道的预测精度。分析结果表明：分/合流区施划虚实线两侧客货车道切换过程中，速度变化幅度最大，且2个车道速度离散度最高；分/合流区速度分布基本符合内侧车道实际运行车速比外侧车道高的特性，但合流影响区加速车道较相邻主线车道速度统计值高；主线最高限速值与各车道85%分位车速平均差值为11.77km/h;两种车型速度分布总体呈现双峰特征，且小型车速度分布更为离散；最终所构建的模型预测准确率可达到98.35%,平均绝对误差为0.996km/h。上述结果表明：在工程设计、安全设施布置优化等方面需考虑客货车道的速度顺适过渡以及加速车道和相邻主线车道的速度协调性关系；主线限速标准对于互通分/合流区并不完全适用，驾驶人车速控制主要受行车环境和驾驶需求影响；...     

雨天环境下高速公路可变限速控制方法研究

降雨对高速公路交通安全和通行效率具有一定的负面影响.运用可变限速控制技术,根据高速公路实时交通流状态和降雨强度,对各路段限速值进行动态优化和调整,减小降雨带来的不利影响.阐述了雨天可变限速控制系统的总体方案,分析了降雨对能见度和路面摩擦系数的影响,建立了雨天环境下高速公路安全车速计算模型;在宏观动态交通流模型METANET基础上,提出了适用于雨天可变限速控制条件的改进模型,并以控制周期内所有车辆总行驶里程最大为目标,建立了雨天可变限速控制优化模型.利用Matlab软件仿真实验,结果表明,与固定限速方式相比,本文建立的可变限速控制方法可提高雨天环境下高速公路车辆运行速度,并降低各路段车速差,保障雨天环境下高速公路安全高效运行.     

城市快速路可变限速策略

对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究.在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件.利用积分调节器建立了入口匝道控制模型;提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数,利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大,行程时间最短;中密度状态下路段通行能力最大,入口匝道平均等待时间最短;以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短,主线车流行程时间延误最短.利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析,得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果,验证了可变限速控制策略的有效性.     

高速公路可变限速系统的社会经济影响评价

运用计算机对高速公路典型路段可变限速系统进行模拟,模拟结果表明在交通量等于或大于2800veh h出现明显的效益。根据行程时间和实际服务流量确定不同交通量情况下可变限速的最佳值,并基于行程时间的节省测度出各交通量条件下实施可变限速货币化的增量效益,进行了成本效益分析。采用DEA方法进行多目标综合评价,评价结果显示,在DEA的各方案中3200、3400、3600、3800veh h所对应的DMU是DEA有效的。本文还证明了DEA对ITS项目评价是很有适用价值的,它能够描述用货币单位难以测度,但可用某种定量指标表述的重要影响。     

城市快速路合流区汇入角度对合流区通行能力的影响

为研究城市快速路合流区汇入角度对合流区通行能力的影响,通过卫星地图查找北京环路所有合流区,确定其合流区类型。利用Auto CAD软件对合流区汇入角度进行测量,根据汇入角度所占比例特点分别选取汇入角度为3°,5°,8°,13°,18°合流区,以现场实测数据为依据,分别统计在不同类型合流区不同位置以及流量条件下,速度和流量的变化规律,并用线性回归分析合流区通行能力。结论表明,合流区上游通行能力大小受合流区汇入角度的影响,下游通行能力值与合流区汇入角度无明显相关关系,加速车道的存在也会对合流区通行能力产生影响。     

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。     

基于安全行车视距的桥隧群区短连接段可变限速控制策略研究

为解决高速公路桥隧群区短连接段由团/浓雾等低能见度环境引发的交通安全问题,通过分析驾驶视距对行车安全的影响,提出了安全行车视距的确定方法,并基于安全行车视距制定了面向桥隧群区短连接段的可变限速控制策略。在此基础上,设计了一种融合环境探测、控制方案制定、信息发布等功能于一体的智能化限速控制系统,实现对管控区域的实时动态限速,从而降低低能见度环境对道路交通的危害,提高道路交通运营管理水平。     

路面湿滑指数开发及其在交通运行管理中的应用

研究人员提出了路面湿滑指数的概念,基于大量研究成果给出了路面湿滑指数的分级和阀值,建立了路面实际摩擦系数和路面湿滑现象描述间的联系。基于停车视距理论分析,提出湿滑路面条件下自由流车速的确定方法,结合通行能力速度——流量关系的研究成果,进而建立不同路面湿滑条件、特定交通流量下推荐限速值的确定方法。在本文研究成果的基础上,给出了路面湿滑指数在高速公路可变限速控制和发布在途驾驶员行车建议与警告信息方面的应用。     

二级公路养护作业区限速控制研究

基于二级公路养护作业区交通安全特性,该文从限速值和限速过渡段两方面来研究养护作业区的限速控制.首先对养护作业区的交通延误进行理论分析,从而得到养护作业区的限速值与延误、交通量和限速区长度的公式,建立了基于延误的限速值计算模型,进一步研究限速过渡段的设置,采用Vissim软件对养护作业区5种限速情况进行仿真分析,提出采用运行速度标准差稳定系数Devs作为养护作业区交通安全评价指标,得到限速过渡段的设置条件为限速差临界值20 km/h,最后结合实例提出具体的限速控制方案.     

高速公路连续瓶颈混合交通流可变限速与换道协同控制方法

为缓解高速公路连续瓶颈区车辆强制换道造成的通行能力下降的问题,减轻瓶颈之间的相互干扰,提出了面向智能网联车辆（connected and automated vehicles,CAVs）与普通车辆混行情况的高速公路连续瓶颈可变限速与换道协同控制策略。对传统的细胞传输模型（cell transmission model,CTM）进行改进,使其更好地预测考虑了可变限速地混合交通流状态;基于实验模拟,得到了不同交通需求场景下合理的换道控制段长度,通过对瓶颈上游车流进行预先换道提醒,缓解因强制换道引发的通行能力下降现象,进而提高可变限速控制的效果,同时利用可变限速对高交通需求下的流量进行调控,为换道控制段内车辆能够完成预先换道提供保障;构建了连续瓶颈下协同控制框架,并以最小化总行程时间和速度差为目标,优化连续瓶颈的交通运行性能;分析了3种CAVs渗透率对协同控制的影响。结果表明：相比于无控制和可变限速控制,在协同控制下总行程时间分别降低了54.76%和33.05%,总速度差分别减少了86.84%和29.58%。此外,CAVs对协同控制性能和道路运行状况有着积极作用。当CAVs渗透率为0.5时最...     

具有同时可控制红绿灯与可变限速标志功能的交通信号机的研制

可变限速标志是高速公路和城市道路上进行速度限制、保证交通安全的重要设施，本文介绍了它在线空面控系统中的应用，给出了一种新型交通信号控制仪，它能控制红绿灯，亦能同时控制可变限速标志。讨论了可变限速标志显示屏的设计方法和控制电路原理、该信号机结构简单、成本低、性能可靠、具有推广价值。     

基于多元因素的高速公路可变限速值计算方法研究

分析了高速公路限速的影响因素,总结了国内外高速公路限速值计算方法,在此基础上建立基于多元因素的高速公路可变限速值计算模型。该模型综合考虑交通量、道路线形、能见度,路面摩擦系数等因素,克服了静态限速存在的不足。     

考虑分心驾驶行为的高速公路合流区安全性评价方法

现有的公路项目安全性评价主要基于车辆运行速度的协调性,并未考虑交通状况和驾驶人可能出现的注意力不集中情况。考虑驾驶人分心驾驶和交通状况,提出一种高速公路合流区安全性评价方法：将驾驶行为、交通流及合流区几何设计等因素纳入到安全评价模型中,构建高速公路合流区的Vissim仿真模型,通过设置临时走神的持续时长和发生概率这两个参数实现对分心驾驶行为的模拟;采用灰色聚类方法综合评价高速公路合流区的交通安全性,构建入口匝道合流区的风险预测模型,并应用该模型预测依托工程高速公路入口匝道合流区的交通安全风险。研究发现入口匝道合流区的风险预测值符合多元线性回归,在相似的交通流状态下随着走神时间、走神概率的增加而单调递增。除了驾驶行为因素,交通量、主线与匝道运行速度差是影响合流区交通安全的另外两个主要因素。当高速公路主线交通量较大时,合理的限速可以降低合流区的风险水平。提出的考虑分心驾驶行为的安全性评价方法可快速、全面地评价合流区的风险水平,为制定合理的交通管制措施、改善公路合流区交通安全提供理论依据。