高速公路瓶颈区域可变限速阶梯控制方法

针对高流量条件下高速公路主线瓶颈路段交通流运行态势恶劣导致通行效率降低的问题,从高速公路瓶颈路段交通流时空特性出发,对元胞传输模型进行扩展,使其能够对瓶颈路段和可变限速条件下交通流运行情况进行描述;在此基础上,构建可变限速控制模型,并采用阶梯限速控制方法对主线交通流进行控制,防止限速路段车辆排队上溯影响上游匝道车辆的正常通行.算例仿真结果表明:本文提出的瓶颈区域可变限速阶梯控制方法能够有效缩短车辆行程时间,在可变限速条件下,与无控制和仅单路段主线控制相比,车均延误分别减少了13.78%和1.60%.      

高速公路可变限速控制策略安全性效果仿真

为了减少高速公路常发交通瓶颈上游路段运动波传播引发的追尾事故,在分析PARAMICS微观仿真模型的基础上,建立了可变限速控制仿真平台,在高速公路入口匝道交通瓶颈仿真路段,采用事故预测模型定量研究路段内冲击波传播过程中追尾事故的实时风险,提出了减少事故发生概率可变限速控制策略.结果表明:减少事故风险效果最好的控制策略是将阈值设置为预测事故概率等于0.25,限速值变化周期为120 s,限速值降低幅度为20 km/h,恢复幅度为10 km/h,相邻路段限速值差为20 km/h.采用可变限速最优控制策略后,高速公路瓶颈上游路段追尾事故风险降低了20%.      

基于驾驶行为的山区高速公路限速研究

针对山区高速公路纵断面线形,分析路段通行能力差异性,从小客车驾驶员角度分析、计算能看到前车和前车尾灯时的最小纵坡视距,提出了以控制车流扰动过大和保证减速舒适性为目的的纵坡限速方法,并以此建立了基于驾驶行为和纵坡路段服务水平的纵坡限速分析模型.实例计算表明,通过该模型获得了邵怀高速公路设计车速为80 km/h路段的最佳限速值为100 km/h,从而对山区高速公路的路段最佳限速值的制定提供参考.     

高速公路路网环境事故影响范围预测方法

基于高速公路交通事故状态下交通流影响特征,对交通波理论在交通事故影响传播分析领域的传统应用方法进行修正。首先,分析高速公路交通事故形成的车道交通波在事发位置上游路段影响传播情况,并提出相应的交通事故影响范围预测方法;然后,将路段环境下的交通事故影响传播分析方法延伸应用到考虑汇入、汇出车流的路网环境,分析高速公路交通事故在上游主线、上游入口匝道及其衔接道路、上游出口匝道及其衔接道路上的影响传播过程,建立高速公路交通事故影响范围预测流程;最后,提出高速公路路网环境下交通事故影响范围预测方法。     

高速公路出口匝道地面衔接部功能区的界定

匝道设计的合理与否,直接关系到高速公路的交通安全和运行效率.由于高速公路主线与出口匝道之间交通流运行速度存在较大的差异,导致在出口匝道上交通流运行极不稳定,并产生大量的交通冲突,成为高速公路拥堵和事故多发地带.为改善高速公路出口匝道的安全现状,本丈在提出出口匝道地面衔接部功能区概念的基础上,给出了功能区的界定方法,并最终给出了典型出口匝道衔接部功能区范围的建议值,为改善高速公路匝道出口功能区内交通安全水平提供了必要的理论支撑和技术依据.     

多雨地区道路平曲线半径及安全限速设置研究

基于道路行车视距的研究,综合考虑雨天影响下的环境能见度、路面附着系数以及道路平曲线半径、横坡值等参数,构建一种适合多雨地区道路平曲线路段的安全限速计算模型。计算结果表明:降雨强度及雨天条件下的低能见度是影响平曲线路段限速的重要因素,依据计算结果,可对多雨地区的平曲线极限半径进行优化设置,同时针对多种降雨强度给出不同平曲线路段对应的限速设计值。     

城市快速路匝道合流区与基本路段交通流特征对比

基于快速路实测数据和微观仿真数据,从交通流基本图、交通流状态空间传播、匝道与主线流量关系和车道横向分布特征4个方面对比了匝道合流区与基本路段的交通流特征.结论表明:由于匝道车辆汇入的影响,匝道合流区与基本路段的交通流特征存在较大的差别,在城市快速路的规划、设计、管理和控制中都应该区别对待.     

高速公路瓶颈路段运营通行能力研究

高速公路瓶颈路段在发生交通拥堵后会引起运营通行能力突变现象,为了更 加准确揭示瓶颈路段运营通行能力变化规律,引入非对称驾驶行为理论,改进Newell 跟 车模型,并对模型进行参数估计和应用分析.通过12 个仿真场景及试验数据对比分析了 改进模型和美国道路通行能力手册（2010）推荐模型的精确度,发现改进模型可以提高精 度;分析了因车道减少导致的交通拥堵,发现关闭不同车道和车道数对运营通行能力影 响结果不同,得出了相应的影响值;在一定交通量范围内,入口匝道和出口匝道交通量的 增加都会导致主线拥堵路段运营通行能力的降低,并给出了最大降低幅度.研究结果可为 缓解高速公路瓶颈路段交通拥堵提供借鉴.     

高速公路出口匝道事故严重度预测模型

以高速公路主线分流区和匝道主体段作为研究对象,将出口匝道类型进行分类。然后,引入联系函数,选择匝道限速、匝道交通量作为位置函数中主效应变量,选取匝道类型和匝道结构作为尺度变量,建立事故严重度预测模型。并从照明、车型、相交道路类型等方面对模型进行修正。最后,通过拟合度检验及伪检验,验证了模型的有效性,并对各类匝道的安全性进行分析,结果表明:类型I类型III类型II类型IV。     

基于BP神经网络的Q-学习可变限速控制对拥堵路段交通流的优化

为提高可变限速(variable speed limits,VSL)控制对高速公路交通流的控制效能,提出一种连续状态下BP神经网络的Q-学习VSL控制方法。以路网总通行时间、路段内平均速度、平均密度和平均流量为评价指标,应用VISSIM4.30与MATLAB软件对比分析采用与不采用BP神经网络的Q-学习VSL控制时,入口匝道和主线合流区域附近潜在拥堵路段对交通流的影响。结果表明,基于BP神经网络的Q-学习型VSL控制方法对主线瓶颈区域上游易拥堵路段的交通流有明显的优化作用。     

基于行驶稳定性的山区公路弯道最小半径优化

做好山区公路弯道最小半径指标设计是提升山区公路安全性的重要举措.通过对车辆弯道行驶动力学分析,以事故临界状态为限制建立安全模型,讨论了在不同设计车速下,弯道圆曲线最小半径与超高、横向附着系数等参数的关系,通过Carsim仿真软件验证了安全模型的正确性.理论分析及仿真结果表明,弯道设计应重点考虑避免车辆发生横向侧滑失稳,弯道最小半径与超高、横向附着系数值成反比,与车速呈正比,并与车型参数无关,进而提出山区公路弯道最小半径指标优化建议.在实际设计应用中,还应根据预测弯道最大运行车速值和横向附着系数值对最小半径指标进行校核.     

快速路出口与衔接道路平交口的协调控制问题研究

当出口匝道接地点离交叉口距离太近时,采用基于优先控制思想的协调控制方法,在避免衔接交叉口的拥堵易回溢至快速路主线等方面有较好的实际应用效果。同时,优先感应采用国际通用的NEMA感应规则,可架起快速路控制与城市道路信号控制的桥梁,使两个原本独立的系统在本地控制层面有效地结合起来。     

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%.     

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%.     

桥隧组合复杂场景速度行为特性及线形评价

为研究山地城市快速路桥隧组合场景的“车-路”耦合环境和线形协调程度,在重庆市主城区快速路3隧2桥组合场景开展自然驾驶实验,采集18名驾驶员的实时运行速度和13个断面的小型车地点车速,根据道路条件和运行速度数据构建线形综合评价模型。实验结果表明：在隧道-桥梁-隧道多场景切换连接方式中,主线路段的运行速度均值分布在50.00～64.25 km·h^-1;驾驶员在桥梁路段行驶最为警惕,从桥梁驶进衔接匝道或隧道入口时,车辆速度明显减小,有15%以下的车辆会低速通行或经历严重的交通拥堵,其速度分布在8.00～39.50 km·h^-1;验算实验路段的“车-路”耦合强度发现,实验路段整体运行安全状况水平良好,线形条件较好。对山地城市快速路桥隧组合场景的速度行为管控不能只依靠对单体隧道或桥梁的交通管理手段和治理措施,需考虑与上游道路衔接路段的距离和受信号控制的时长等。     

南安普敦市高速公路入口控制方案案例研究

高速公路入口控制最早于1996年出现在芝加哥市，现在北美及欧洲等国家广泛采用它来缓解高速公路交通拥挤状况。此论文研究了南安普敦市高速公路入口控制方案的案例（采用ALINEA）控制策略。研究的详细数据表明：高速公路入口控制系统对辅路上的车流、高速公路主干线上的车流、尤其是对高速公路第一车道入口汇合前的区域存在潜在影响。基于此案例研制高速公路的主干道的车流量和速度的轻微减小。     

考虑辅路缓冲的快速路紧急疏散最优控制

针对紧急疏散中单向需求激增的情况,提出利用地面辅路缓冲容纳部分疏散车流,从而降低快速路疏散的整体时空风险.基于宏观交通流模型建立了快速路疏散车流演化方程,明确了上匝道车速对主线车速的影响,从而实现经典宏观交通流模型对路网状态演变处理的一致性.针对由下匝道、地面并行道路和上匝道构成的地面辅路行程时间的二分特征,建立了相应的离散时间的流量演化方程.辅路系统方程不仅可以刻画地面辅路疏散车流的主要特征,而且能与已有快速路的状态演化系统实现无缝结合.数值分析表明,利用匝道控制和辅路分流两种手段可以实现系统整体时空疏散风险的最小化控制.     

高速公路出口匝道交通安全评价方法研究

在大量现场踏勘的基础上,文章明确了出!zr匝道的交通安全评价方法和流程,从几何安全、设施安全、交通管理与控制3个方面。构建了出口匝道的交通安全评价指标体系,采用专家问卷调查的方法。确定了各项指标的相对权重系数。给出了打分数据的处理方法。采用累积频率曲线分析的方法,选择安全性较好一组15％位累积频率对应的数值作为出口匝道...     

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中国的城市快速路与发达国家相比有着截然不同的特征.中国城市快速路匝道出入口之间距离相对较短,且城市快速路匝道出口经常与城市道路交叉口相连,因此在欧美成功应用的快速路匝道控制方案不一定适用于中国.本文详细描述了如何在仿真中设置模型参数,使得城市快速路交通流特性仿真结果与实际测量值具有较高的匹配精度.在具体阐述自适应与协同信号控制策略的基础之上,给出了各种方案在匝道入口、出口辅路和出口下游交叉口的具体部署方案.最终仿真结果表明,自适应和协同控制策略能够提高瓶颈区域道路通行能力8%-9%,有效地缓解城市快速路交通拥堵.