基于智能路况信息下城市道路阻抗函数模型

为探讨车辆在城市道路上实际行驶时间，合理规划道路交通流，提出一种改进的城市道路阻抗函数模型。城市道路阻抗分为路段延误和交叉口延误，其中路段延误采用王素欣改进的道路阻抗函数模型对SPIESS路阻函数进行修正，利用城市道路交通流三参数速度、交通量、密度的关系推导出交通饱和度与交通密度的关系式。在交叉口节点延误中对Webster模型进行改进，并对整个道路阻抗函数模型进行相关道路影响因素(交叉口间距、行人自行车干扰、道路宽度)的修正，最后利用百度地图的智能实时路况查询服务来获取道路数据。通过对改进的城市道路阻抗函数模型得出的实验结果进行验证对比与独立样本T检验，结果表明改进的道路阻抗函数更贴近实际行驶时间，对路径规划和智能交通平台有参考意义。     

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混合交通是我国城市交通的主要特征，特别是在平面信号交叉口。同相位不同方向行驶的机动车和自行车之间产生大量的干扰，严重影响了交叉口的通行能力，增加了安全隐患，给交通管理带来了难以治理的问题。微观行为模型是研究机非混合交通的有效工具，本文基于三相位信号控制交叉口处的机非混合交通问题，分析了影响机动车右转弯通过交叉口的主要因素，建立了右转机动车在信号交叉口内穿越直行自行车的微观行为模型和自由行驶模型，并利用实测数据对模型参数进行了标定，验证了模型的有效性。该模型揭示了信号交叉口处的机非干扰机理，为进一步研究混合交通条件下机动车的微观行为模型提供了一种方便、高效的仿真分析手段。     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

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混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

道路信号交叉口行人过街速度与延误估计仿真

为了探究信号交叉口行人群体过街速度和延误影响因素,采用无人机和地面机位从高空和地面获取交通视频,并利用Tracker物理影像分析软件对视频数据进行分析。从城市信号交叉口的微观角度出发,建立了传统社会力模型和改进社会力模型,通过仿真场景模拟了行人过街情况。利用哈尔滨市两个交叉路口的实际参数对仿真模型进行了标定。实验结果显示,当人行横道宽度从4 m增加至7 m过程中,传统社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为4.22 s、3.47 s、2.57 s和2.28 s;改进社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为3.56 s、2.91 s、2.78 s和2.26 s。经过对比验证发现,适当提升人行横道宽度使行人实际过街速度更接近期望速度,从而降低行人过街的延误时间。结果表明,通过增加人行横道宽度可以有效改善信号交叉口行人过街的效率。     

基于改进社会力模型的行人过街运动行为研究

为更加真实有效地模拟信号控制交叉口处行人的过街行为,在经典社会力模型基础上分别对过街行人的相对速度、期望速度和行人与障碍物之间的作用力的模型进行了改进,解决了行人站位位置影响、期望速度恒定不变等问题。针对行人过街运动行为,按道路交通人、车、道路三要素分类分析影响行人过街行为的因素,利用改进后的社会力模型对所有影响因素分别建立干扰模型,并增加角度等参数反映不同因素位置的变化对行人行为的影响。最后,根据平行四边形法则,构建综合因素影响下信号控制交叉口处行人过街运动行为模型。     

城市道路交叉口车辆微观行驶模型

为了更详细有效地分析城市交叉口的交通运行状况,需要建立细致的车辆微观行驶仿真模型,基于对交叉口范围的划分,首先给出了交叉口进口道区域内,信号控制交叉口的绿灯,红灯和黄灯情形,以及无信号交叉口情形下车辆的到达模型,随后,对有冲突交叉口和无冲突交叉口分别给出了相应的车辆驶离模型和穿越空挡模型,最后,详细地分析了交叉口转弯车辆在出口道前沿区域的车道选择行为。     

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对北京市信号交叉口的自行车和行人在混合交通流中的微观行为进行研究分析。研究中使用视频采集技术和数据分析技术来收集和分析自行车和行人在交叉口的行为。论文的主要研究结果是信号交叉口字自行车和行人的各种微观行为特征和基础行为模型， 这些结果有助于理解信号交叉口混合交通流的行为，并为城市混合交通流的微观交通模拟模型提供基础数据和理论依据。     

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。     

单向通道行人-自行车混合流建模及自组织现象研究

行人和自行车混合行驶是一种常见的非机动车交通组织方式,然而目前对于其混合流动力学的研究十分有限。本文基于社会力模型,提出一种面向行人-自行车混合流的混合流社会力模型(MFSF)解析行人-自行车混合流的运动机理,修正了以往研究中的自行车模型,通过实际道路上行人和自行车混合流的观测数据校准模型,构建仿真平台,最后使用仿真平台重现单向道路中行人和骑行者的自组织现象。根据仿真结果与实测数据流量-密度基本图的对比分析,验证了 MFSF模型的真实性和有效性,并可以看出,MFSF模型可以再现行人和自行车混合流的自组织现象。当行人与骑车者的比例相同时,行人和骑车者的密度越低,骑车者的车道宽度变化就越小;当行人与自行车比例变化时,骑行者的比例越大,骑行者占用的道路越宽,且骑行者的车道宽度越不稳定;如果行人输入显著减少,则自行车者车道宽度显著增加。     

信号交叉口行人自行车交通强度状态划分研究

混合交通是造成交叉口拥堵和交通事故的重要原因之一.为了便于有效的研究交叉口混合交通信号控制策略及交叉口交通仿真,提出了信号交叉口人行横道绿灯时间行人自行车交通强度状态划分方法.分析了交叉口人行横道绿灯放行的交通特性,定义了人行横道绿灯放行时刻行人自行车聚集群的概念.从信号交叉口人行横道的"时空资源"利用角度,提出了划分人行横道绿灯时间行人自行车交通强度状态概念及必要性,选取了行人自行车绿灯时间通过流率、绿灯时间利用率以及行人自行车绿灯时间的空间占有率三个指标作为强度划分依据,选取K均值聚类为强度状态划分方法,对人行横道绿灯时刻行人自行车交通强度状态划分为三类,分别为低强度、中等强度和高强度.结合北京市平乐园交叉口为例,进行了行人自行车交通强度状态划分.     

基于改进社会力的单向流电动自行车行为建模研究

电动自行车作为一种便捷高效的出行工具，已在许多国家被广泛使用，但对电动自行车微观行为的研究仍十分有限。在上海海事大学对电动自行车驾驶行为进行观测实验，提取电动自行车轨迹数据，以纵向间距、速度差、侧向净距、水平间距作为特征变量，利用CART(Classification and Regression Tree)决策树分类结果建立电动自行车骑行决策行为规则。然后，基于社会力模型，分别引入超越力、跟随力等改进行为力模拟电动自行车的超越、跟随等骑行决策行为。考虑公式超越力、固定值超越力和临时目标点超越力这3种超越力形式，通过实际观测数据和仿真结果比较进行参数标定和模型验证，选取单向流电动自行车行驶场景开展数值仿真分析。结果表明：临时目标点超越力的改进社会力模型在超越过程中的轨迹误差最小，电动自行车超越时所需要的横向间距与超车时横向速度、超车完成时间成正比，最佳超车横向间距为2 m。     

基于NOMAD模型的交通枢纽行人仿真研究

在分析交通枢纽内行人交通特性的基础上,探讨了基于社会力原理的NOMAD模型的分层结构、输入条件以及模型构建思路,指出其非常适于进行交通枢纽内行人行为微观仿真以及行人设施评价. 根据交通调查数据对NOMAD行人仿真模型的参数进行了标定,利用标定后的NOMAD模型对复兴门换乘枢纽建立仿真模型,分析了该枢纽的性能特点,获得了与换乘系统相关的量化参数,通过仿真数据与观测数据的对比分析可知,利用NOMAD模型能很好地模拟所研究的换乘枢纽内行人换乘行为特性,模型模拟结果与实际观测数据之间的相对误差均在10%以内,验证了NOMAD模型应用于交通枢纽行人仿真的有效性.     

地铁车站步行障碍行人避让行为建模与进出站仿真

为向步行障碍人群提供更精细化的出行服务,本文研究步行障碍行人微观出行行为,解析不同个体属性行人间的冲突避让行为机理。从行人的生理差异角度出发,扩展传统元胞自动机模型场域,同时改进场强模型和模型更新规则,建立步行障碍行人运动及避让行为的元胞自动机模型。通过构建行人运动场地实验,提取普通行人和步行障碍行人轨迹,分析其运动速度、运动偏移角度和横向移动距离等冲突避让特征参数,标定元胞自动机模型中的相关参数。场地实验结果表明,步行障碍行人的运动能力较差,自由度较低,其在冲突避让过程中的偏移角度和偏移距离均明显小于普通行人,主要通过降低行走速度进行被动避让。仿真结果显示,行人速度及普通行人、轮椅行人和婴儿车行人的横向偏移距离与实测数据的误差分别为2.74%、3.35%、6.71%、6.16%。最后,基于改进模型对上海地铁迪士尼站站台层乘客出站场景进行仿真,进一步验证了模型的有效性,并提出无障碍电梯布设的优化方案。步行障碍行人仿真模型的有效建立,可为地铁无障碍电梯等无障碍设施的规划和设计提供理论支持。     

基于车流冲突线的无信号交叉口风险分析

为更客观、系统地分析无信号交叉口的安全性能,提出“车流冲突线”概念.通过分析首部车冲突概率、碰撞后严重程度比和冲突向后传递长度,构建无信号交叉口安全风险评估模型.研究表明：基于临界冲突距离值构建的首部车冲突概率模型,考虑两车速度、角度、加速度和反应时间,更接近交通冲突的真实过程;借助物理碰撞学原理可确定 3种冲突型态碰撞严重程度的权重关系,即,交叉∶合流∶分流为 12.705∶1.000∶1.000;利用数学期望知识建立的交叉口当量期望车流冲突量模型,综合考虑冲突发生的潜在机率、交通量大小、车辆位置等因素,可更真实描述实际车流冲突行为.     

基于车流冲突线的无信号交叉口风险分析

为更客观、系统地分析无信号交叉口的安全性能,提出“车流冲突线”概念.通过分析首部车冲突概率、碰撞后严重程度比和冲突向后传递长度,构建无信号交叉口安全风险评估模型.研究表明：基于临界冲突距离值构建的首部车冲突概率模型,考虑两车速度、角度、加速度和反应时间,更接近交通冲突的真实过程;借助物理碰撞学原理可确定 3种冲突型态碰撞严重程度的权重关系,即,交叉∶合流∶分流为 12.705∶1.000∶1.000;利用数学期望知识建立的交叉口当量期望车流冲突量模型,综合考虑冲突发生的潜在机率、交通量大小、车辆位置等因素,可更真实描述实际车流冲突行为.     

无信控路段人行横道处行人过街建模与仿真

为精细化描述无信控路段人行横道处行人过街决策及微观运动行为,本文在行人过街行为分析的基础上,基于战术层-操作层构建行人过街双层模型。其中,在战术层面,针对行人分步决策特性,利用二元Logistic回归模型构建路侧和路中行人过街决策模型;在操作层面,针对传统社会力模型在描述行人过街时表现出的局限性,引入行人主动避让力和人行横道对行人的作用力,构建行人过街微观运动模型。最后,通过AnyLogic仿真平台实现行人过街双层模型仿真,并根据实际数据和仿真结果分析模型有效性。结果表明：相较于路侧决策模型,行人性别、停车视距内的车辆数和行人距潜在冲突点的距离这3个因素对行人路中决策结果影响更显著,引入行人主动避让力和人行横道对行人作用力的改进社会力模型,能更好地反映无信控路段行人过街时的行为特征。无信控路段人行横道处行人过街行为仿真模型的有效建立,能为后续行人过街安全改善方案提供决策支持。     

考虑能见度的无信号交叉口行人与车辆冲突识别

为减少低能见度下无信号交叉口过街行人与车辆的交通事故,开展了考虑能见度影响的车辆与过街行人冲突识别研究.结合车辆行人相对位置、速度、加速度、车辆尺寸等信息,构建了过街行人与车辆冲突识别模型,确定了基于人-车间距的交通环境能见度测量方法,给出车辆速度与能见度之间的关系模型,在此基础上对模型进行修正,并验证了模型的有效性.结果表明:该冲突识别模型可对过街行人与车辆冲突进行有效识别,冲突识别的准确率为82.4％,该研究可为车-路协同下的无信号交叉口行人和车辆冲突识别提供决策,进而提高低能见度下行人与车辆的安全性.     

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为定量评价信号交叉口行人过街安全性,量化过街行人与机动车冲突的严重程度,从过街行人行为特征出发,基于模糊聚类的SOMK聚类算法,提出信号交叉口过街行人与机动车冲突危险度模型。以南京市6个信号交叉口为例,采用基于视频的人工观测法采集高峰时刻行人与机动车冲突数据,给出TTC、PET、DST等评价指标的获取和计算方法,阐明交叉口行人过街冲突危险度的分析过程。结果表明,TTC、PET、DST三个指标变量对于聚类分析都起到明显作用,不同类型冲突的发生频率及其严重程度存在差异性。     

基于交通冲突的交叉口行人过街安全性分析

借鉴交通冲突分析方法,对影响行人过街安全的交通冲突进行分析。提出基于过街交通冲突率的交叉口行人过街安全可靠度计算方法,结合实例实现交叉口行人过街安全可靠度定量分析,并提出改善措施。