基于稳定流态下隧道与主线出入口最小净距研究

对地形及设计条件受限的山区高速公路而言,容易产生隧道出入口与主线出入口小净距路段,小净距路段的事故发生率远高于主线其他路段,成为高速公路运营管理的安全痛点。该文根据不同交通断面流率下的车头时距模型,深入研究稳定流态下车辆等待可插入间隙的行驶距离,量化净距的直接影响因素,构建车辆变道模型,进而建立隧道与主线出入口最小净距模型。最后通过VISSIM仿真建模测试,验证了研究结果的准确性和合理性。     

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。     

高速公路隧道出口与主线出口小净距路段标志标线设计研究

针对当前高速公路隧道出口与主线出口较近的工程实际及标志标线规范规定不完善的现状,分析交通流特性、驾驶员心理、生理特性和行车环境等影响小净距路段安全性因素,提出高速公路隧道出口与主线出口净距控制路段标志标线设计方法,并结合现行规范,提出具体设计方案。     

高速公路隧道出口与互通出口最小净距研究

针对高速隧道出口与互通出口净距过小时易在互通出口附近导致发生交通事故的问题,对高速公路隧道互通的最小净距进行了研究。在分析隧道互通出口净距影响因素的基础上,通过分析隧道出口与互通出口之间车辆行驶主要过程(包含明适应、车辆加速、标志判读、车辆换道过程),建立了高速公路隧道互通出口最小净距模型。对模型中基本路段和隧道出口的运行速度、明适应时间等关键参数进行了实测数据调查分析。根据互通不同出口方式和主线车道数,确定了不同车型的换道次数。采用双曲正切函数换道模型确定了换道所需距离。最后,在综合各种影响因素的基础上,提出了净距充裕和不足2种条件下的隧道互通出口最小净距的建议值。研究结果表明:高速公路隧道互通出口最小净距与路段和隧道出口的运行速度、主线的设计速度和车道数、出口形式等因素相关。     

互通式立交与隧道出入口安全净距研究

针对高速公路的建设特点和现有互通式立交与隧道出入口之间净距过小的现状,在分析车辆运行轨迹的基础上,构建了互通式立交与隧道出入口之间的净距计算模型。通过分析明适应距离、读取标志距离、换道距离、安全距离等因素,提出了隧道出入口与互通式立交之间最小净距的推荐值与极限值。结合净距分析与工程实践经验,提出了小净距路段下隧道出入口与互通式立交之间的安全保障措施,并针对变异式互通工程实例做了BIM模型检验,以期为工程设计提供参考。     

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。     

高速公路施工区自动车辆行驶轨迹优化方法

为改善高速公路施工区路段车辆运行状态,建立了一种集合优化换道比例和可变跟车时距的换道控制策略.通过引入交通运行效率和冲突风险目标函数并进行在线求解,从而对施工区车辆行驶轨迹进行优化,提高了车辆的平顺性.在网联自动车环境下,以施工区上游路段车辆平均速度为目标函数,借助遗传算法遍历交通流状态集合,求解换道比例,以此调整施工区上游车辆分布.以施工区汇入路段车辆交通效率和冲突风险为可变跟车时距模型的目标函数,调用CPLEX/Matlab求解器得到汇入路段可变跟车时距.为了在线计算和可视化建立了Matlab/Vissim_COM的仿真平台,通过Matlab编程技术以单步仿真的方式提取Vissim车辆信息,将CPLEX求解器和Vissim的封装环境以函数调用的方式与遗传算法结合,对车辆信息进行优化计算和参数反馈.在总仿真次数达到400次时,模型控制得到最优.结果表明,与未实施控制相比,在最优控制中,当仿真时长达到800 s时,每条车道交通量输入达到700 veh/h,优化效果较为明显,即全局车辆在汇入路段"曝光"次数减少,车辆行驶轨迹变的"平滑",全局运行速度提高了48%,速度标准差的变化幅度降低,全局车辆的速度离散性得到改善,以后侵入时间表征冲突风险,冲突次数降低了39%,高速公路施工区车辆运行状态得到了改善.      

宁芜高速公路马鞍山方向马鞍山东枢纽安全评估与分析

互通立交连接不同高速公路,是高速公路网的重要组成部分。但同时,车辆在互通立交路段交织、加减速、转变方向,冲突点较多,交通运行复杂。隧道出入口因为驾驶人适应光线的原因,也是事故风险较大的地方。本文以宁芜高速公路马鞍山方向上黄梅山隧道出口处即为马鞍山东枢纽出口的高风险路段进行了评估,根据分析结果,提出了安全完善方案。     

山区高速公路运行环境复杂路段行车安全预警系统

从特殊的线形条件、重要结构物特征、交通环境与气象环境四方面定义运行环境复杂路段,并综合分析其运行环境风险性,制定了行车车辆运行安全控制标准;利用 ITS 应用技术提出了采集设备布设和可变信息发布设施布设方法,开发建立了山区高速公路运行环境复杂路段行车安全预警系统。系统由运行环境信息采集、基于 GIS 的数据库管理、行车安全预警、安全管理决策支持、信息发布等子系统组成,可实现山区高速公路运行环境复杂路段车辆安全控制、交通流协调与应急处理等功能。     

基于高原地区高速公路特长隧道路段的跟车特征与安全性研究

高原山区高速公路特长隧道路段普遍偏多,且多为事故多发区段,存在诸多安全隐患。以云南省高原高速公路特长隧道路段为研究对象,对高速公路特长隧道路段进行了实地交通流数据调查与分析,采集了高原地区高速公路特长隧道路段试验车辆的车速与跟车距离数据。重点研究了跟车速度与跟车距离相对于高原特长隧道路段的变化趋势及影响因素,发现高原特长隧道路段跟车规律可以通过高斯函数进行较好拟合。进一步与平原长隧道路段行车特征进行比较分析,得出高原较平原地区高速公路特长隧道路段跟车风险更高的结论,并以加速度与跟车距离为变量构建高原特长隧道的行车危险评价模型,得到高原地区高速公路特长隧道各路段的行车危险性系数,以此评价高原地区高速公路特长隧道路段的安全性。研究结果表明高原特长隧道行车受光线变化的影响较为明显,在隧道进口和出口易出现"黑洞效应"和"眩光"现象,且"眩光"对行车的影响大于"黑洞效应",在"黑洞效应"和"眩光"作用时期行车危险性较高,其中高原特长隧道进口内部30 m与距出口80 m处位置危险性最高。通过在高原特长隧道出口处布设车辆控制设施是降低行车危险性的有效手段。     

双向四车道高速公路超车道封闭施工作业区交通运行特性研究

为了给高速公路施工作业区的交通组织与管控提供一定的理论依据，针对四车道高速公路超车道封闭施工作业区的车头时距分布特性、车辆换道特性、车速分布特性、道路通行能力等交通运行特性开展研究工作。标定了描述车头时距分布的Erlan模型，拟合出了警告区、上游过渡区车辆换道比例曲线，得到了施工作业区各区段的速度分布曲线，确定出了上游过渡区、警告区、施工作业区段等主要区段的道路通行能力。研究结果表明：车辆换道位置集中分布在警告区末端，且仍有少部分车辆在上游过渡区内不安全换道；各区段的车速变化与作业区的交通控制条件大体相当，但减速过程没有及时均匀地出现在合理减速区域上；从上游正常路段至警告区再至施工作业区段道路通行能力逐渐降低，交通瓶颈的施工作业区段(只有一条可通车的车道)道路通行能力只有1 526 pcu/(h·ln)。     

不同地质条件下小净距隧道施工方案

结合国内小净距隧道工程建设现状,以六潜高速公路、永武高速公路2座小净距隧道为对象,对2个具体工点不同地质条件下所采取的不同开挖方法和中夹岩墙加固等措施进行分析比较,并给出了小净距隧道的合理施工方法,为以后小净距隧道的设计与施工提供参考。     

基于车轴图谱的城市道路汽车运行轨迹特性分析

为探究城市道路行车轨迹与路侧之间的横向距离对车辆运行的影响,提高驾驶员行车安全,在某市滨海路进行汽车运行轨迹样本采集试验,使用AxleLight RLU11系列路侧交通数据采集系统分车道采集试验路段汽车运行轨迹样本,利用SPSS Statistics对试验路段不同车道车辆运行轨迹样本进行数据处理,绘制不同行车道运行车辆横向距离的累积频率曲线,计算得到汽车运行轨迹与路侧的横向距离D85,通过绘制行驶车辆距路侧的横向距离直方图,得到不同车道的车辆分布规律。结果显示,驾驶员大多数偏向选择在内侧车道运行。根据试验路段内外2条车道车辆横向距离和运行轨迹特性,可为城市道路交通安全设施的设置提供理论依据,以期提高城市道路交通运行安全。     

基于动态风险饱和度的高速公路交通安全分析

为了反映高速公路运营安全状况，提出了动态风险饱和度理论，构建了动态风险饱和度模型和计算方法。依据路段不同交通饱和度下车辆的驾驶行为，以路段交通安全为约束，研究了跟车行驶和换道行驶2种驾驶状态下，考虑车速变化及雾天等特殊天气条件影响的路段平均最小安全车头时距计算方法，利用建立的安全车头时距与安全流量之间的转换关系，得到不同驾驶状态下的路段安全流量。在不同车辆驾驶状态切换阈值下，计算路段实际交通流量与路段安全流量的比值得到高速公路路段动态风险饱和度值。以G3高速公路某改扩建路段所在路网为例进行验证，计算得到了路网中各路段不同切换阈值下的动态风险饱和度值。动态风险饱和度随着交通饱和度的增大，呈现稳定的先增大后减小的规律，且在换道行驶状态时达到最大，在跟车行驶状态时开始下降，与现有交通安全状态分析相吻合。相较于交通饱和度，动态风险饱和度更能够反应出高速公路路段交通安全动态变化的规律。      

高速公路合流区车辆换算系数研究

车辆换算系数是道路通行能力研究的重要组成部分,合流区内的车辆运行特性与基本路段有着显著差异,其车辆换算系数也应和基本路段有所差异。通过对实测交通流数据的处理分析,以车辆瞬时占用道路时间和车身长度为指标进行聚类,将高速公路合流区车型划分为4种,进一步计算了4种车型之间所形成的16种车头时距,并以车头时距为基础推导了车辆换算系数的计算模型,根据实测数据计算得出了高速公路合流区各车型车辆换算系数。采用饱和车头时距法和流量车速法分别对得到的车辆换算系数进行了验证,结果表明,计算的车辆换算系数具有一定的实用性。     

高速公路弯坡路段小客车自由流运行速度模型研究

通过分析驾驶员在我国山区高速公路自由流状态下弯坡路段的信息采集处理过程,认为弯坡路段的平曲线曲中点前后两部分运行速度是受不同信息的影响。探讨弯坡路段车辆运行速度变化规律,用大量的实测数据建立相应的两阶段弯坡路段运行速度统计模型,为绘制运行速度断面曲线图和交通仿真提供理论基础,同时也为正在进行的《高速公路运行速度设计方法和标准》项目提供数据支持,有助于应用设计一致性理念。     

高速公路隧道出口路段占道作业交通组织方法研究

隧道洞口路段是高速公路运营安全高风险点,目前我国规范对高速公路隧道入口及隧道内占道作业时的交通组织设施提出了明确规定,但缺乏对隧道出口路段的相关要求,实践中交通组织随意性大,风险高,极易引发严重交通事故,迫切需要作业指导和安全监管依据。通过现场测试、问卷调查与理论分析相结合的方法,分析了高速公路隧道出口路段行车特征,提出了基于视认安全的关键交通标志设置与基于变道安全的上游过渡区起点设置位置标准,及作业区起点距隧道出口不同距离下的3种交通组织方法,最后通过实例进行了验证。     

运行速度方法在高速公路设计中的应用

运行速度考虑了大多数驾驶员的交通心理需求,相对于设计速度更能反映车辆在路段中的运行状态.近年来国内开始引入运行速度的概念,文中对基于运行速度的设计方法进行探讨,在宁武高速公路设计中加以运用.     

高速公路隧道路段小客车运行速度模型研究

隧道路段特殊的道路环境是隧道路段事故频发的诱因。为了更好地为隧道的路线设计与速度管理服务,首先分析了高速公路典型隧道路段试验车的行驶速度数据,研究了隧道路段的运行速度变化,得到了车速变化的规律。结果表明中短隧道对车速影响不大,长大隧道路段车速变化较为明显,车辆行驶过程可以分为调整-稳定-恢复3个阶段,并确定其中6个点作为运行速度特征点,即隧道前200 m、隧道进口、隧道进口内300 m、隧道出口前300 m、隧道出口前100 m、隧道出口外100 m。进而通过大量的数据调查,利用统计回归方法,建立并验证了特征点的运行速度模型。     

基于高空视频图像的山地城市信号交叉口到达车辆运行特征分析

为明确山地城市信号交叉口到达车辆的运行特征及其影响因素，通过无人机采集4个位于山地城市的道路信号交叉口的高空视频图像数据，利用基于DataFromSky云平台的AI视频分析技术，获得车辆运行参数。基于车辆运行时空图，得到了交叉口直行道停止线前车辆停滞延误特征、停止线位置车头时距和车头间距统计特征，分析车头间距、停止线截面处速度及道路平均坡度之间的相关性。结果表明:不同路段同一排队位次和同一路段不同排队位次的车辆运行特征均有所不同，排队位次越靠前的车辆，停车点分布区间越集中，下坡路段整体停车位置分布范围比上坡路段大；无论是上坡、下坡，还是缓坡，排队位次越靠前的车辆停滞延误分布范围越大，而靠后的车辆停滞延误分布范围小，最大值出现在下坡路段；不同路段类型车头时距分布均集中于1.5 s，上坡路段的车头时距离散程度最大，但峰值比下坡路段和缓坡路段小；不同路段类型的车头间距分布均集中于10 m，上坡路段和下坡路段车头间距分布出现左偏现象，而缓坡路段车头间距分布更为集中；车头间距在上坡、下坡和缓坡路段均和车辆经过停止线位置处时的速度存在较强的正相关性；道路平均坡度与相邻2车车头间距存在正相关性。