信号交叉口专用双左转车道通行能力

在北京市6个信号交叉口双左转车道交通流数据调查的基础上,应用数理统计学方法对信号交叉口双左转车道饱和车头时距和饱和流率以及影响因素进行了研究。通过比较算术平均值、截尾均值和中值计算结果,提出应用截尾均值法计算饱和车头时距与饱和流率。研究了饱和流率与车道宽度、转弯半径的关系,应用回归方法给出了饱和流率与转弯半径关系模型,并对内、外侧车道饱和流率与单一左转车道饱和流率进行了比较。研究结果表明:内侧车道饱和车头时距为2.14～2.60s,外侧车道饱和车头时距为2.08～2.37s,平均饱和流率为1600pcu.(h.lane)-1;双左转车道饱和流率为单一左转车道饱和流率的1.80～2.05倍。     

信号交叉口右转车道饱和流率部分影响因素研究

针对北京市典型信号交叉口,对右转车辆饱和车头时距进行现场测定.通过编写计算机程序对数据分析处理,排除了数据中的异常值,结果表明右转车辆饱和车头时距服从正态分布.研究了交通组成、车道宽度和转弯半径对右转车道饱和流率的影响,给出了基于上述三项影响因素的右转车道饱和流率计算模型.     

城市信号交叉口左转车流车头时距分布特征研究

针对长沙市典型信号交叉口芙蓉中路-人民中路,分别在饱和状态和复合状态下对高峰与非高峰两个时段左转车流的车头时距分布进行特性分析。交叉口实测数据验算表明,我国现行规范CJJ37和美国规范HCM2010等常用方法对左转车流饱和车头时距预测结果均偏大较多,采用4种传统的车头时距分布模型和SPSS中的9大基本曲线模型的拟合效果均不理想。采用分段函数分别建立了饱和状态和复合状态下的统一模型,通过调整模型中的标定系数和增长系数,即可分别得到高峰时段和非高峰时段的车头时距分布特征。实测数据检验分析表明:饱和状态和复合状态的车头时距分布都存在2.000～2.500 s内集中程度最高且超过27%,集中在1.500～2.500 s内超过50%的现象;非高峰时段车头时距分布集中程度低于高峰时段,且倾向于集中在较小的车头时距上;目前常用方法对车头时距平均值的预测误差通常都超过16%,文中模型误差则低于4%,与传统模型相比能较好地拟合车头时距的实际分布形态,拟合效果更为理想。     

信号交叉口饱和流率动态提取方法

提出了利用感应线圈检测器动态提取饱和流率的方法,前后车辆离开线圈的时间差为车头时距,计算第4辆至最后一辆处于饱和状态车辆的平均饱和车头时距,运用指数平滑法处理历史饱和车头时距与当前周期饱和车头时距.确定了车型及饱和车头时距判断阈值,当线圈占用时间大于小型车平均占用线圈时间2倍时,判断为大型车,小型车的饱和车头时距判断阈值为历史平均值加1 s,大型车的饱和车头时距判断阈值为历史平均值加5 s.用VISSIM软件进行仿真,验证提取方法的有效性.仿真结果表明:动态提取方法能减少饱和车头时距突变的影响,当前周期车头时距骤减31.3％,饱和流率仅增加5.6％,5个周期的饱和流率分别为1 782、1 682、1 600、1 690、1 773 veh· h-1,而HCM模型的计算结果为1 680 veh· h-1.与传统方法相比,该方法能满足动态提取的需求,实施成本低.     

不确定交通需求下交叉口信号配时区间优化模型

为解决混合交通流的不确定需求，合理描述不确定参数用以信号配时优化，本文提出交叉口信号控制配时参数区间优化模型。首先，以高峰时段5min采集标段数据，构造交通量区间，修正Highway Capacity Manual 2010(HCM2010)饱和流率计算公式，估计混合交通饱和流率区间；其次，构建信号配时参数区间非线性多目标规划模型，并以交叉口服务水平为性能目标，利用区间序关系与区间可能度模型进行转换，采用多层嵌套遗传算法求解；最后，以北京市道路等级相差较大的两相位与三相位交叉路口高峰时段数据为例，验证信号配时区间优化模型，并运用 VISSIM软件进行仿真比较。结果表明：本文所建模型可行、有效，且考虑饱和流率区间的信号配 时区间优化模型更适合于关键相位饱和流率波动较大的两相位信号交叉口，机动车平均延误和交叉口通行能力较Webster方法分别优化了35.9%和14.9%。     

城市混行进口道通行能力计算方法研究

针对城市道路交通混行现象严重问题,通过对城市道路信号控制交叉口交通运行特征进行调查分析,对直左车辆混行和小型汽车与公交车混行的进口道饱和车头时距和通行能力计算方法进行研究。为了得到城市交叉口混行进口道道路通行能力计算模型,首先对城市道路信号控制交叉口交通进行调查和数据收集,并对混合进口道车头时距进行特征分析,获取进口道车队运行特征参数;然后,分别建立直左混行车头时距和公交车小汽车混行车头时距分析模型;再次,建立基于转向比例和公交车比例的混合进口道通行能力计算方法;最后,结合案例进行通行能力、公交车比例和转弯比例关系分析。研究结果表明:笔者提出方法计算得到早晚高峰结果与实测值误差分别为1.5%、6.95%,较CJJ 37—1990《城市道路设计规范》法和HCM法计算值误差小,大大提高了计算结果的精度,可以为交叉口的控制和管理提供依据。     

基于交叉口交通流影响程度的不利天气分级方法

信号交叉口的交通流由于受到不利天气的影响呈现不同特征,根据不同级别不利天气设置有针对性的信号控制方案,是减少天气对交通运行影响的重要途径.本文选取北京市不同规模、不同类型的信号交叉口为观测对象,以视频采集方式获取了2012 年 4 月–2013 年2 月期间不同类型和强度的不利天气条件下交叉口交通流数据,通过显著性差异分析、回归拟合的方法,分析了交叉口直行车道饱和车头时距、饱和流率及起动损失时间等特征参数的变化,构建了信号交叉口特征参数的影响模型,量化了降雨、降雪天气对交叉口交通流的影响.最后,基于不利天气对交通流特征参数的折减程度,将不同类别的不利天气统一划分为四级,并明确了各级不利天气对应的饱和流率折减范围,为制定天气响应型的交通控制方案提供了重要的参数基础.     

设计时速与直行车道数对饱和流率的影响分析

信号交叉口作为城市道路的重要组成部分,其饱和流率受众多因素的影响。以美国通行能力手册中饱和流率模型为基础,通过对北京市典型信号交叉口车头时距的现场测定,对设计时速与直行车道数对饱和流率的影响进行研究,可完善饱和流率修正模型。     

公交影响条件下基于交通波理论的排队研究

以交通波理论为指导,以平面信号交叉口为分析对象,重点研究了公交影响条件下单机动车道的排队过程. 结合不同车型机动车混合行驶的特点,通过引入不同车型间的饱和车头时距值并对其进行统计分析,刻画信号周期内交通波的传递情况,探讨了车流平均饱和车头时距和排队消散密度的变化规律,改进了传统的交通波排队模型. 基于北京四道口信号交叉口的实际交通情况,结合通调查结果和MATLAB程序计算结果,对模型进行参数标定和有效性验证,得到相关评价指标及其变化规律. 研究发现,交通波理论在公交车－小汽车混合车流的排队问题研究中,具有较强的适用性;另外,研究饱和车头时距值的变化规律有利于更加准确地刻画排队过程中交通波的传递行为.     

CACC车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

机动车混合交通占有率-流量模型研究

在交通流基本参数模型中,密度参数难以直接获取,占有率-流量模型具有较强的实用价值。提出占有率分析单元概念,分析混合交通不同跟车组合下,大型车辆混入对分析单元中占有率参数的影响机理,综合分析单元出现概率,得出在占有率-流量模型中,原始占有率难以反映出大型车辆对交通流影响效应的结论,随后基于车头时距和大车率修正原始占有率,最终建立了机动车混合交通情况下的占有率-流量模型,并用北京快速路实测数据对模型进行了检验,证明占有率修正之后,占有率-流量模型更加精确。此模型等式两边都考虑了大型车辆的影响效应,具有更好的实际物理意义。     

CACC 车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

基于Optima的实时在线交通流预测方法研究

目前城市道路交通流预测主要是基于物理模型、数理统计特性并融合部分智能预测算法来实现的,而对于一些影响预测效果的重要交通因素,诸如FIFO原则、交通信号控制方案等在现有的预测方法因无法很好地引入和描述而忽略.本文提出了一种基于Optima系统实现的实时在线交通预测方法,通过建立路网模型、需求模型及初始OD矩阵获取路网实时状况,并通过构建关联数据库实现实时路网模型信息、交通信号控制信息的有效对接,依据TRE算法预测路段进出口的累积流量并结合模型分配值、历史数据实现实时在线交通预测.以北京市望京区域为例进行仿真验证,通过误差分析,获得了较为理想的预测效果,验证了该预测方案的有效性.     

CACC车辆跟驰建模及混合交通流分析

建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型,并分析不同CACC比例下的混合交通流通行能力,尾部碰撞安全及交通排放.考虑车辆期望车头间距随速度动态变化的交通流特性,建立基于非线性动态车头间距策略的CACC跟驰模型,推导不同CACC比例下的混合交通流基本图模型,分析CACC提高通行能力的交通流运行机理.设计高速公路上匝道瓶颈数值仿真实验,评估不同CACC比例下的车辆尾部碰撞安全隐患,以及油耗、CO、HC、NOx的排放.研究结果表明,本文建立的CACC模型能够在交通流速度基本不变的情况下,以较高的交通流密度显著提升通行能力,同时有利于车辆尾部碰撞安全风险及交通排放的降低.     

基于交通流灰色关联熵的交通流无序转化研究

用Matlab软件编制皮埃莱（Bierley）模型来产生仿真交通流．在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆的车头间距变化过程．通过分析这种车头间距的变化曲线,可以明显地观察到交通流无序运动和有序运动之间的转化过程;提出了交通流灰色关联熵模型,并通过该模型对交通流无序转化过程作了分析．结果表明：交通流无序转化过程中存在交通流混沌现象,但其转化过程并不等同于交通流混沌运动的转化过程;交通流从无序运动转化为有序运动的必要条件是从外界获得负熵——信息熵．     

基于协整理论的短时交通流组合预测研究

交通流短时预测是智能交通系统中的一个重点问题,预测效果的好坏直接关系到控制和诱导的结果,是实现先进交通管理信息系统的关键技术之一. 本文简要介绍了协整和误差修正模型的概念,利用序列的协整性来进行交通流组合预测模型的有效性验证,并利用误差修正模型提高组合预测模型的稳定性. 我们利用北京市二环路上采集到的交通流数据进行了模型的验证. 研究结果表明,基于协整理论的交通流组合预测模型可以取得很好的预测效果.     

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针对目前国内外匝道连接段通行能力计算以美国HCM为主的现状和不足,研究发现城市快速路入口匝道连接段车头时距服从Weibull分布规律,利用改进的Drew方法及实际现场调查交通流数据确定了临界车头时距和随车时距,建立了城市快速路入口匝道连接段通行能力的间隙接受计算模型,并利用数值积分法进行计算和求解,从而得到了主线不同设计速度及不同加速车道长度条件下的城市快速路入口匝道连接段可能通行能力值。研究结果表明,快速路匝道连接段通行能力随加速车道长度和主线设计速度的增加而增加,变速车道长度大于400 m时通行能力值趋近于基本路段通行能力。     

基于OVM模型的交通流混沌研究

研究基于OVM模型的交通流混沌问题。用Matlab结合C 语言编写OVM模型的仿真程序来产生交通流时间序列。在一定的参数组合下,仿真研究交通流车队中不同序号的前后车辆之间的车头间距变化过程。通过分析这种车头间距变化过程的变化曲线并利用小数据量方法计算Lyapunov指数,证明了基于OVM模型产生的交通流中存在着混沌现象。讨论模型参数和仿真试验参数对该理论交通流运动状态的影响,给出相应的仿真研究结果,得出对于研究与应用交通流理论有益的结论。