基于HighD数据集的高速公路交通冲突预测方法

为改进高速公路交通冲突模型,基于HighD数据集提取某路段交通冲突数据和交通流数据,依据 TTC(time to collision,碰撞时间)的大小确定轻微冲突、一般冲突以及严重冲突的阈值。研究不同影响因素与冲突次数之间的关系,并对4种模型的效果进行比较,为冲突预测方法的研究提供思路。首先,针对不同严重程度的交通冲突数分别采用Poisson(泊松)模型NB(Negative Binomial,负二项)模型、ZINB(Zero-inflated Negative Binomial,零膨胀负二项)模型及ZIP(Zero-inflated Poisson,零膨胀泊松)模型进行回归分析。其次,利用赤池信息量准则、贝叶斯信息准则对4种模型的拟合效果进行比较。结果表明:不同冲突次数预测模型中表现最佳的模型分别为NB模型、ZIP模型以及Poisson模型,3种模型中加速度标准差和平均速度都与冲突次数显著相关。     

基于交通冲突模型的信号交叉口渠化岛设置方法

为了优化信号交叉口渠化岛,提出了一种基于交通冲突模型的信号交叉口渠化岛设置方法;提取了昆明市20个信号交叉口交通冲突数据、交通流数据、交通控制方式数据和几何设计数据,采用贝叶斯方法,构建了贝叶斯固定参数交通冲突模型和贝叶斯随机参数交通冲突模型,分析了模型的拟合优度和显著影响因素;基于随机参数交通冲突模型,确定了期望交通冲突数计算公式;绘制了信号交叉口渠化岛设置标准曲线,给出了信号交叉口渠化岛类型选择流程。分析结果表明:随机参数交通冲突模型比固定参数交通冲突模型拟合结果更好;交通量(直行交通量和右转交通量)、渠化岛类型与右转设计要素(右转让行标志和右转半径)变量系数服从正态分布;每增加1%的直行交通量,交通冲突增加0.56%;每增加1%的右转交通量,交通冲突增加0.53%;4种类型渠化岛的设置可以使交通冲突分别降低12.75%、23.37%、16.18%、33.64%;右转让行标志可使交通冲突降低15.03%;右转半径增加1%,直右交通冲突降低1.72%。可见,基于交通冲突模型的渠化岛设置方法是可行的。     

高速交通中堵塞形成阶段的交通流模型

研究了高速交通中由于各种交通瓶颈而导致交通堵塞的过程，通过与高速空气动力学中的激波问题作比拟，建立适用于这一过程的交通流模型，包括完全堵塞和部分堵塞两种状态下的不同模型。依据实际测量数据，论证了平面交叉口绿灯转红灯时车流堵塞波的推进速度满足正态分布假设，其拟合优度高于泊松分布假设。建立的完全堵塞状态下的交通流模型揭示，随着上游来流的平均流量增加，堵塞波的推进速度呈指数规律上升，堵塞前后交通状态指数改变值在O．02～O．30范围内。根据部分堵塞状态下的交通流模型，又可以得到不同程度堵塞条件下，堵塞波的推进速度与上游来流流量之间的定量变化规律，可以作为控制上游来流流量，以减缓堵塞发展或尽快消除堵塞的计算依据。     

慢行交通混合过街特性及冲突模型研究

慢行交通混合过街时相互干扰较多,过街特性与一般的行人或电动自行车过街有所不同。本文对福州地区5个信号交叉口的慢行交通过街交通流和交通冲突进行调查,并使用SPSS软件对实测数据进行了统计分析,从而描述慢行交通混合过街交通流特性并建立交通冲突模型。研究得到电动自行车过街平均速度的均值是7.89km/h,行人过街平均速度为4.37km/h;随着慢行交通密度的提高,慢行交通速度呈现下降的趋势。最后将冲突模型预测值与实测值作比较,检验了冲突回归模型的有效性。     

信号控制交叉口交通冲突特征与影响因素

对信号控制交叉口交通冲突的特征及影响因素进行分析能够快速明确交叉口的安全隐患,并提出合理的改善措施。通过对上海市5个信号控制交叉口进行交通冲突调查,分析信号控制交叉口的冲突类型特征和冲突点空间分布规律,揭示信号控制交叉口交通冲突的致因。结果表明,最突出的机—机冲突类型为直行与对向左转冲突(45%)。另外,超过50%的机—非冲突以及机—人严重冲突与右转机动车相关。利用线性回归模型和负二项模型分析冲突及严重冲突的影响因素,结果显示左转专用相位、右转车比例及大型车比例是显著影响因素。     

基于仿真的城市道路交叉口最小安全间距研究

采用仿真的方法,研究了不同环境和交通流状态下,车辆驶出交叉口后在路段上的速度和车辆之间交互状态的变化规律.根据车队离散理论和交通冲突理论,以断面车辆速度标准差SD和交通冲突数量作为判断交通安全性的指标,通过判断车辆驶出交叉口后的运行状态,寻求车辆达到稳定状态时所需的距离,并以此距离作为道路交叉口之间的最小安全间距;最后建立了交叉口最小安全间距与各影响因素之间的函数关系.     

信号交叉口机非交通冲突安全评估

针对机非冲突多角度、强随机性等特征,建立了机动车"安全制动区"模型,采集机动车和非机动车轨迹,提出了基于安全制动区的机非冲突判别方法.基于距离碰撞时间和冲突速度两参数,提出一种新的机非冲突严重程度分析方法.以长沙市4个信号控制交叉口为例,采集机非冲突和相关交通运行参数,探讨了机非冲突次数和交叉口安全风险程度的影响因素.研究结果表明:基于安全制动区的机非冲突判别方法能适应中国城市交叉口混合交通流特征,机动车和非机动车流量是影响机非冲突数量的主要因素,交叉口面积、车道数、交通流量是影响交叉口安全风险程度的主要因素.     

一种基于检测器数据的交叉口交通运行特性研究方法

为了发现交叉口各进口交通流量变化的细微差异,实现交叉口交通运行特性中潜在属性的挖掘,基于道路检测器数据,结合谱聚类算法和快速独立成分分析(Fast Independent Component Analysis,简称Fast ICA)算法,提出了一种研究不同时间长度(1小时、1天、1周)各进口交通运行特性的方法。以交叉口各进口道路检测器数据为研究对象,利用常规的数据处理方法得到短时交通运行特性,然后通过谱聚类算法挖掘出观测当天对向交通运行特性,采用Fast ICA算法获得较长时间内各进口交通运行特性。最后,依据南昌市某交叉口数据进行了计算。结果表明,该交叉口西进口交通运行情况受不稳定交通流的影响,南、北进口交通流处于相对稳定的状态,东进口交通运行状态是整个交叉口交通运行状态的主要影响因素。基于此,上述方法的可行性得到了验证。     

基于灰云模型的城市道路交叉口交通冲突严重性研究

城市道路是城市道路网中的重要节点,也是交通事故的多发点。因其交通组成和交通特性复杂,易造成车辆相互干扰和交通冲突。交通冲突严重性与交通事故发生可能性和严重性之间具有密切关系。因此,分析交通冲突严重性对于提高道路交叉口安全性具有实际意义。本文采用早高峰、平峰以及晚高峰三个时段的交通冲突数与混合当量交通量的比值(TC/MPCU)作为评价指标,并利用灰云模型建立交叉口交通冲突严重性分级评价方法,针对8个相似交叉口进行实例应用,结果表明该方法评价所得结果与交叉口实际交通状况接近,说明该方法有效可行。     

基于模糊聚类与交通冲突的交叉口安全评价研究

交通冲突技术是国际上新兴的一种非事故统计技术。以交通冲突与混合当量交通量的比值(TC／MPCU)为评价指标，采用包含指标权重的模糊聚类迭代模型，评价交叉口安全水平的方法可应用于不同目的的地点安全评价。     

数据挖掘的模糊统计法及其在交通流中的应用

交通流变化是复杂的,对其定量研究必须采用数据挖掘技术。注意到交通流既存在由于随机性带来的统计不确定性。也存在着由于人们对于交通状态描述时无法避免的概念含混性带来的模糊不确定性。因而必须用模糊概率描写交通状态。为此,给出交通流数据挖掘的模糊泊松分布和模糊二项分布模型。模糊概率用于交通流数据与建模分析,可用于对模糊交通状态之间的模糊转移概率计算、道路通行能力的模糊预测等。     

基于运行参数-几何参数关系的信号控制方法——以K型交叉口为例

受城市发展历史原因影响,畸形交叉口在中国城市老城区的分布较为普遍,其中包括K型交叉口。为了提升城市道路通行效率及安全水平,结合哈尔滨市5处典型K型交叉口调查数据,在分析其几何参数及交通流运行参数的基础上,构建K型交叉口运行参数-几何参数关系模型。通过交叉口的交通流线分析、交通冲突点计算、交通冲突强弱界定等步骤,提出一种旨在提高K型交叉口通行效率的信号控制方法。最后,以某典型K型交叉口为案例,对实施前后的交叉口交通流运行状态进行仿真与对比分析。结果表明,基于运行参数-几何参数关系的K型交叉口信号控制方法,可以减少车流在路网上的绕行时间,有效提升交叉口及其周边道路网的通行效率。     

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元胞自动机是研究交通仿真的强有力工具。但以往的元胞自动机模型都对交通的局部规则进行大量简化,这种简化用于描述路段的车流规律是可行的,却很难真实反映交叉口复杂的车流运行状态。鉴于此,本文提出新的无信号交叉口二维元胞自动机模型。该模型的特点在于:(1)细化了元胞自动机交叉口模型;(2)引进了驾驶员在交叉口的微观行为模型,如车辆饱和流,跟车模型,穿越冲突交通流临界间隙理论等。这使得模型能充分考虑交叉口中各方向车流的冲突影响,更加真实地反映交叉口的车流规律。在此基础上,本文建立了一个单交叉口的仿真平台,经检验该平台是合理有效的。     

城市道路交通流的复杂度研究

为了定量描述交通流系统的复杂度,本文在介绍统计复杂度及其性质的基础上,将其引入路段交通流的复杂度量化分析,并以南京3条典型路段上的交通流为样本,通过比较分析不同路段上的交通流复杂度与交通冲突率的关系,以期得出交通冲突率与路段交通流的复杂度的回归模型．结果表明：特征量复杂度能够有效测度系统的随机性和非线性,且交通流复杂度与非严重交通冲突率的相关性比较好,适于实测交通流的复杂性测度分析,可为研究交通系统的复杂度研究提供新的思路。     

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.     

大型车占比例较高的左转车道改进方案分析

以某交叉口为例,研究左转车道位置布局变化对交叉口交通流特性的影响。首先对现有交叉口的交通量、信控周期、驶入车速、线形等进行调查,然后分析左转车道位置改变后交叉口通行能力的影响情况[1]。采用校正流率在Vissim中模拟不同左转弯交通流比例、不同交通负荷及不同大型车比例情况下,交叉口的通行效率改变情况。最后,运用交通冲突法分析改变车道布局后交叉口的安全性。研究显示:改变左转车道的水平位置不会影响交叉口的通行能力和安全性,当改变左转车辆比例时对交叉口通行效率没有影响;当改变交叉口交通负荷或者左转大型车辆比例改变时,改变左转车道水平位置会对交叉口通行效率有所提高。本研究的主要目的是提高左转车道中大型车量相对较多的交叉口服务水平,通过简单的车道位置变换使交叉口可以更好地发挥集散交通流功能。     

城市区域路网交通状态分析与评价方法

为提高区域路网交通状态判别的准确性,需要考虑不同路段、交叉口对路网交通整体运行状态影响作用的差异性。通过构建路网结构模型,建立路段和交叉口的交通状态模型,根据路网中各路段间拓扑结构关系,建立路网交通状态矩阵,用它来表示路网时空状态信息;考虑路网元素在路网中的道路等级以及影响作用的重要程度,建立路段和交叉口的权重系数模型。在此基础上建立反映区域路网交通状态指数的综合判别模型,确定路网交通状态级别。通过对区域路网的仿真,以平均行程速度为评价指标对路网交通状态进行分析,结果表明了该方法对区域交通拥堵状态判别的实用性和有效性。     

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错位交叉口交通特性研究对于制定合理有效的错位交叉口交通管控策略具有重要意义.针对无灯控错位交叉口交通流间的冲突过程分别建立了相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了主路进口道交通流密度变化对不同路段交通流平均速度的影响.研究结果表明,错位交叉口主路上较小的车流密度也能导致主路进口道及两T型口中间路段发生交通堵塞,每个T型口主路进口道交通流量变化会对另一个T型口主路进口道交通流平均速度产生较大影响,此外,无灯控下的交通堵塞也会呈现周期性的排队-消散过程。上述方法及结果可为错位交叉口实施信号控制提供有意义的指导.     

面向诱导的交通状态概率预报技术

为了获取准确客观的交通流运行状态信息,满足交通诱导的需求,综合考虑城市道路中交通流演变的随机性和复杂性,以及实时交通状态判别本身具有的不确定性,通过分析交通状态和影响因素之间的映射关系,提出了一种交通状态概率预报的Logistic回归模型. 该模型借助Logistic回归方法探讨交通状态和交通参数之间的函数关系,并对下一时段交通状态及其发生的概率进行预报. 最后结合实际数据,进行了不同预报时长的分级交通状态的概率预报实验,独立样本检验结果表明,该模型预报准确率高,稳定性好.     

基于宏观基本图的禁左交通组织评价模型

随着城市交叉口交通压力增加，采用禁止左转车辆通行成为缓解过饱和交通拥堵和提升通行效率的重要手段。为克服现有禁左方法多以单个交叉口为研究对象，而对干道和区域禁左措施缺乏科学评价依据的局限性，本文基于宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram，MFD) 区域性交通状态刻画的优势，分别建立单点、干道及区域等不同评价范围的禁左交通组织评价方法。首先，基于Logit模型刻画交叉口禁左后流量转移；其次，以左转流量转移比例与道路等级为关键因素构建禁左后的MFD，得出基于MFD的禁左交通组织评价模型；最后，通过对昆明市北京路片区VISSIM交通仿真分析评价模型可靠性。结果表明：在仿真区域内，当左转车流占比小于 15%时，采用单点禁左或干道禁左可以提升路网交通运行效率；当左转车流占比为15%~20%时， 仅单点禁左可以提升路网运行效率；而在任何左转车流比例状态下，对区域禁左均会降低交通运行效率。