浮动车数据路网时空分布特征研究

以出租车作为浮动车数据采集源,针对浮动车数据路网分布的不均衡性,提出覆盖强度和覆盖率2个指标,通过大量样本分析浮动车数据路网分布的时变特征,以及在不同区域、不同通道上的分布特征.结果表明:浮动车数据的路网覆盖强度和覆盖率在一天中具有持久而稳定的高峰时段,在一周的工作日内能够保持稳定;高等级道路在各个时段总是具有更高的覆盖强度和覆盖率,根据浮动车数据计算的路段行程车速与人工实测数据吻合较好;在非高峰时段、非中心区域,以及低等级道路上,浮动车数据的覆盖强度和覆盖率相对不足.     

基于大规模浮动车数据的城市道路网复杂度分析

针对现有浮动车技术应用研究中缺乏道路网络复杂度的定量分析,引入置信点的概念,提出了一种基于大规模浮动车数据的城市路网复杂度分析方法.利用该方法统计了路网中各路段的置信点分布情况和置信点的平均匹配距离,建立了城市路网复杂度模型.结合浮动车数据的预处理,提出了城市路网复杂度的分析流程.以广州市为例,分析了广州市全局路网和4类典型城市道路代表路段的复杂度.对于地图匹配算法实证研究中的指定路径,具体分析了其各组成路段的复杂度及其主要影响因素.     

基于蚁群优化算法与出租车GPS数据的公众出行路径优化

以出租车GPS采集的浮动车数据为依据,研究出租车驾驶员路径选择的认知及类蚂蚁的行为特征。根据城市道路功能等级与出租车的通行频率等信息素,建立出租车驾驶员路径选择信息素等级路网,并以此作为路网初始信息素,综合考虑路径通行时间、通行距离、路径信息素等级等多个因素,提出了基于蚁群优化算法的公众出行路径规划优化算法。以武汉市路网和浮动车为试验数据,将模型规划的道路与浮动车数据库中的轨迹进行了比较。结果表明:基于蚁群优化算法与出租车GPS数据的公众出行路径同出租车驾驶员选择的出行路径相似度很高,能为公众出行提供出租车驾驶员选择的行车路径。     

基于矢量道路栅格化的海量浮动车数据快速处理

针对海量浮动车数据特点和快速处理要求,提出了一种基于矢量道路地图栅格化的海量浮动车数据方法,该算法的关键是矢量道路栅格化过程中包括了道路缓冲区和属性信息。道路缓冲区的宽度由一个与浮动车数据位置误差和道路宽度相关的置信区域决定;矢量道路缓冲区转换成栅格图后,栅格图中像素的位置对应着实际地理坐标,而像素值的灰度值表示道路的等级、名称、编号等属性或方向等信息;然后将海量浮动车数据与栅格道路地图进行叠加处理。这种方法不仅可以精确地计算出城市道路地图坐标系与浮动车数据坐标系之间的变换参数,而且还能够快速地获取区域路网以及特定道路的行驶速度。最后,通过超过一千万个真实的武汉市浮动车数据,并与经典的浮动车数据处理算法进行比较,验证了矢量道路栅格化方法处理海量浮动车数据的可行性和有效性。     

交通探测车的样本量模型

全面回顾了探测车样本量问题的研究,分析了现有模型中的不足,并从路段和路网两个层面探讨了交通探测车样本量问题.将路段样本量问题归结为一个有限总体的无放回简单随机抽样问题,并给出了修正的路段样本量模型.结果表明,修正的路段样本量模型确定的最小样本量小于现有的模型.引入了路网覆盖率,给出了路网样本量的通用模型,该模型将路段样本量和路网样本量统一起来.以国内某大城市出租车GPS数据为例,建立了在不同的时段特征和路段样本量要求下,路网覆盖率与探测车总数量之间的函数关系.     

浮动车系统地图的匹配精度

从地图匹配精度指标出发,针对浮动车系统的配置计划中的浮动车系统信息采集周期这一重要参数进行研究。分析浮动车系统数据特点,说明浮动车系统采集周期对浮动车服务质量的重要性;分析城市路网条件下精度随不同采集周期的变化情况,建立基于城市路网特征描述变量和采集周期等特征向量的地图匹配精度模型。模型由于包含城市路网特征描述向量,具有较高的移植性,应用此模型可以得到期望精度下采集周期的预测值,为浮动车系统的配置计划提供参考依据。     

基于浮动车定位数据的高速公路区间平均速度估计

通过对浮动车定位数据情况的分析,可知大部分速度估计算法仅适用于采样时间间隔不大于行程时间的情况,为在相同浮动车比例以及采样时间间隔的条件下,提高数据利用率,以提高速度估计结果的路网覆盖率,提出两种速度估计算法:车辆跟踪法、速度-距离积分法,并给出路段区间平均速度自适应估计模型.使用真实交通流OD 数据进行仿真,结果表明...     

基于大样本浮动车数据的武汉市车辆行驶速度获取与分析

采用基于浮动车行进方向与道路方向约束的道路匹配算法,将浮动车数据准确地匹配到城市道路上;在此基础上分析了大样本浮动车平均瞬时速度与路段平均行驶速度的关系,提出了用大样本浮动车的平均瞬时速度快速评估道路行驶速度.最后利用武汉市约1万辆出租车的GPS数据,对武汉市道路车辆行驶速度情况进行了计算和分析.     

基于路径搜索的交通拥堵判别研究

由于出租车上多数使用GPS设备,从而产生了结构复杂、海量丰富的浮动车数据.本文基于实测GPS数据,在已有交通拥堵时空特性研究基础上,引进差异聚合系数,该系数由Pearson和Kendall相关系数组成,并搜索区域道路网络中的高相关路径.构造时空莫兰指数及莫兰象限,在时间-空间关联分析的基础上,用高相关路径搜索路网对拥堵区域进行判别.采用海口市长滨4路的实际浮动车数据进行案例分析,验证了该判别方法的可靠性.     

基于CNN的城市道路交通事件检测算法

交通事件检测是预防和缓解城市路网偶发性交通拥堵的重要手段.基于卷积神经网络(CNN)和浮动车数据(FCD),提出1种改进的城市道路交通事件检测算法,形成城市道路交通流的时空特征与交通事件之间的映射关系.将道路按照交叉口分段设置,重构具有时空特征的多维信息输入张量,通过时空矩阵来描述完整的道路交通流时变信息.在隐藏层和输...     

移动交通检测系统中探测车的样本数量

基于各国移动交通检测系统中探测车样本数量问题的研究现状,分析了现有成果存在的不足。在考虑探测车速度、计算时间间隔、数据精度要求等因素基础上,针对交通流密度均匀分布和非均匀分布两种情况,利用数理统计方法建立了道路网上探测车样本数量的双层模型。结果表明:当计算时间间隔为5 min时,若道路网上交通流密度均匀分布,则探测车比例至少为5.0%;若道路网上交通流密度非均匀分布,则探测车比例至少为7.0%。     

基于改进人工势场的自动驾驶汽车弯道超车动态路径规划

动态路径规划是自动驾驶汽车避障控制的关键技术。针对自动驾驶汽车弯道超车工况，建立基于改进人工势场(Artificial Potential Field, APF)的动态路径规划方法。为使基于APF的动态路径规划方法能运用于包含弯曲道路的复杂交通环境，将已在直道环境验证过的道路APF函数通过极坐标系与笛卡尔坐标系的相互转换，建立考虑道路曲率的弯曲道路APF函数。针对根据车辆质心位置判断车辆碰撞风险方法存在的缺陷，提出考虑车辆体积的碰撞风险预判方法，建立综合考虑车辆位置、速度和体积的障碍车辆APF函数。基于弯曲道路APF和改进障碍车辆APF，建立道路环境综合APF，引导车辆实现弯道超车。为避免目标函数中子目标相互干涉，提高弯道超车安全性，提出根据本车与障碍车辆相对位置关系自适应调整权重矩阵的方法。基于Carsim/Simulink联合仿真平台，分别在静态障碍车辆和动态障碍车辆2种工况下，验证自动驾驶汽车弯道超车动态路径规划的有效性。研究结果表明：所建立的弯曲道路APF能引导车辆转弯行驶，避免冲出车道；目标函数权重自适应调整方法能根据超车过程动态调整子目标的权重，规划出符合道路交通安全法规的路径，避免车辆超车时提前折返原车道，提高了超车安全性；考虑车辆体积的障碍车辆APF提高了车辆碰撞风险的预判精度，有效避免碰撞事故发生。     

面向实时交通状态参数估计的浮动车车速置信优化算法

针对浮动车数据稳定性问题,在浮动车及其数据特性分析的基础上,设计了考虑车速置信权重的交通状态参数算法。以车速、样本数和时间为衡量基准得到置信权重,据此计算交通状态参数。在出现异常数据时进行去噪处理;在数据量不足或数据连续性不好的情况下融合历史数据及临近时段数据,以反映真实交通状态。通过编程仿真和实地实验,对优化算法进行数值分析和测试,证明该算法可有效消除异常数据波动和数据量不足的影响,对交通状态参数估计具有较高的准确度和平稳性。     

高速公路不同线形组合路段划分研究

通过对27名典型车型驾驶员在高速公路不同线形条件下的运行速度、生理和心理变化等现场试验数据采集、分析,得到驾驶员安全舒适性评价指标(驾驶工作负荷度)在高速公路不同线形组合路段的变化规律;提出高速公路线形变化引起的车辆运行速度和驾驶工作负荷度变化具有提前性,而并非在道路线形变化点同时发生变化,这种提前现象反映出驾驶员对道路线形条件变化认知和决策的适应特性;提出了基于驾驶工作负荷度变化特性的高速公路不同线形组合路段划分标准。研究结论对道路设计、交通安全设施布设和道路运营管理等理论和实践具有一定的参考价值。     

杭州市上塘-中河高架交通改善方案研究

上塘-中河高架是杭州市主城区最重要的一条南北向骨架道路,近几年来拥堵严重,已成为城市交通热点问题。该文从杭州市的道路网特点入手,通过大量现场调查,并借助杭州市智能交通信息平台的FCD和微波车检器流量数据,深入分析了上塘-中河高架的交通拥堵特征。从交通需求、交通设计和交通管理与控制三个方面系统地剖析了其交通拥堵的原因和症结。借鉴国外高速公路无瓶颈段设计理论,本着交通疏堵工程和保证快速路运行效率的理念,从增设匝道的合理性,打通中河立交瓶颈节点,部分路段"4改5(6)",增加匝道车道数,地面道路配套措施及封闭个别匝道等交通工程角度提出了交通改善方案。     

Analysis of handling performance based on simplified lateral vehicle dynamics

In this article, the analysis methods for vehicle handling performance are studied. Using simple models, dynamic characteristic parameters such as yaw, natural frequency, and the damping coefficient of a vehicle can be theoretically formulated. Here, the vehicle is simplified by a bicycle (single-track) model, and the tire is modeled by an equivalent cornering stiffness and first order lag. From the experimental road data, the tire model parameters (equivalent cornering stiffness and time lag constant) are extracted. These parameters are then inserted into the theoretically formulated equations of dynamic characteristic parameters. For the purpose of validating the efficiency of the suggested methods, experimental road tests (where the cars have different handling performances) are performed. The results show that vehicle handling performance can be sufficiently represented by the suggested dynamic characteristic parameters. So, it is concluded that the proposed method has practical use for the development of new cars or for the comparison of similar cars since the evaluations of the vehicle handling performance can be efficiently determined by the suggested dynamic characteristic parameters.     

北京市道路交通资源占有率分析

为了从宏观上了解城市交通基础设施的利用和使用情况,引入了交通资源占有率的概念表征车辆在全天、全路网上的运行状况。以北京市为研究对象,通过历年的统计数据和交通调查数据,分别从客运交通结构、行车里程、行车时间、交通调查中核查线车型比例等角度对北京市2000年和2005年的公交车、小汽车、出租车等不同交通方式的道路资源占有率进行计算。     

兰州市畅交通的思考与策略

随着城市的不断发展,机动车保有量极速增长,兰州城市交通拥堵在时间和空间范围上不断扩张,高峰期主要道路都处于高饱和运行状态,由交通拥堵而直接引发的环境、能耗、安全等诸多问题,也对城市经济的持续、快速、健康发展构成了一定的威胁。现通过对现状交通路网的分析与研判,提出按照“内联外拓、快捷优化、系统整合、整体提升”的总体思路、“纵横并重、先纵后横、保通兼畅、交通成网”的总体原则,疏通城区道路网和联通对外瓶颈公路网,加快构建“人便于行、车畅其流、便捷高效”的兰州市道路网,实现城市内外路网合理对接、高效衔接,全面提升道路交通对大兰州都市经济圈、兰白经济区经济社会发展的支撑和引领能力。其研究思路可供同类城市的交通规划提供一定的参考。     

预约出行条件下私家车通勤客流分配方法

预约能调整城市交通的供需关系, 最大化利用交通资源。针对私家车通勤引发的交通拥堵, 研究了预约出行条件下私家车通勤客流分配方法。将车辆分为受控的预约车辆和不受控的非预约车辆, 道路状态分为可预约状态和不可预约状态, 给出了道路状态判别及车辆行程时间计算方法, 构建了城市通勤私家车的预约出行模型。以Nguyen-Dupuis网络作为算例, 从行程时间和预约数量2个方面评价车辆实施预约出行的效果。结果表明: 预约比例由0%提升至100%时, 路径的行程时间降低20%~30%, 平均行程时间从610 s降低至466 s; 当预约比例为30%时能获得全部预约比例的80%收益; 全部车辆均期望参与预约时, 由于预约需求的不均衡仍有2%的车辆预约失败。得出结论, 当预约出行的比例达到30%~40%时, 即可达到缓解拥堵的预期效果。