基于机动车行人冲突分析的右转专用相位设置仿真

为缓解右转机动车和行人冲交,提出一种解决方案是在信号灯控制道路交叉口引入右转专用相位.为了评估设置右转专用相位的有效性,首先通过视频数据深入分析了右转机动车在交叉口与行人和非机动车的交通冲突;结合所分析出的冲突特征设计仿真模型后基于仿真结果比较和研究不同右转专用相位配时方案的有效性.研究结果表明右转专用相位的设置是否能够提高通行效率与多方面因素有关,例如机非冲突概率、右转机动车到达率和右转车辆过街时间,同时给出了设置右转专用相位的关键技术参数.     

信号交叉口行人与右转机动车冲突的处理

在分析行人与右转机动车冲突类型的基础上，运用Vissim仿真手段确定采用信号控制分离两者冲突的临界流量条件。提出在信号交叉口设置机动车右转专用道及右转专用相位条件下，设置合理的信号相位相序或早启行人相位，设置辅助标志的方法解决原本同相位放行的行人与右转机动车的冲突；分别采用设置足够绿灯间隔时间和行人过街安全岛。禁止右转机动车在红灯时通行的方法，解决行人与下一相位右转机动车的冲突，解决行人与红灯期间通行的右转机动车的冲突。     

基于延误时间最小的右转专用信号设置条件研究

为减少右转机动车与过街行人之间的冲突,提出了设置右转专用相位的控制方法。首先利用交通冲突技术分析了无右转专用相位时右转机动车与行人的冲突情况,并计算了不同情况下右转机动车穿越行人、行人穿越机动车的临界穿越间隙,提出穿越概率;其次提出了基于总延误时间最小的右转专用相位设置条件;再次利用交通流理论分析了有无右转专用相位两种情况下右转机动车以及行人的延误时间模型;最后,以一典型十字信号交叉口为例,运用延误模型,比较了不同流量下有无右转专用相位两种情况的总延误,并给出了不同流量的情况下设置右转专用相位的临界值。     

考虑与过街行人冲突的道路右转机动车延误研究

以道路信号交叉口右转机动车和过街行人为研究对象,通过从微观角度分析无信号控制的右转机动车与过街行人冲突过程,考虑右转机动车在等待一段时间后与行人抢行状况,建立右转机动车交通延误模型(简称DRT模型)。以长沙市3个信号交叉口为例,将相关参数代入延误模型计算,并与VISSIM仿真结果进行对比,发现3个信号交叉口右转机动车延误值分别存在1.59%、2.59%、2.67%的误差,表明该模型具有一定的准确性。     

“以人为本”理念下交叉口缘石转弯半径取值研究

在"以人为本"的设计理念下,结合交叉口过街行人、右转机动车及非机动车冲突特性优化社会力微观仿真模型,并基于所建仿真模型对不同缘石转弯半径下的交叉口进行仿真,分析行人过街延误与右转车头间距随缘石转弯半径的变化情况,以行人延误小、安全性高为优化目标.在以慢行交通为主,设计速度为60 km/h的两同类型次干路以直角相交,右转机动车专用道设计速度为30 km/h时,缘石转弯半径以10 m为宜,该研究方法可为交叉口精细化设计提供定量分析方法和设计依据.     

交叉口混合交通流跟驰行为研究

为了研究机动车流和非机动车流在交叉口交通信号灯影响下的过街跟驰情况,文章对西安市南稍门十字以及小寨十字进行了观测与记录,采用录制视频的方式,观测了在一个交通信号灯周期内车流的过街跟驰情况,采集并分析数据后,针对机动车流的跟驰行为构建了基于安全距离的跟驰模型,通过分析可以看出,在交叉口处机动车和非机动车过街行为受行人和机动车流影响较大,转向车流与直行的车流也会互相影响。     

信号交叉口行人过街形式适用性分析

为确定十字信号交叉口行人过街形式的适用条件,基于行人过街和机动车通行的服务水平分级,提出了不同行人过街形式适用性的判别依据;通过对人车冲突行为分析,构建了信号交叉口人车交互运行元胞自动机模型。按照单因素影响下的多变量梯度变化分析的方案构建思路,选取机动车流量、右转车比例、信号周期、左转相位绿信比、行人流量作为机动车和行人主导影响因素,建立了多变量组合影响下的仿真方案。以主主相交的双向六车道信号交叉口为例,确定了信号交叉口行人过街形式适用性方案。结果表明：交叉口机动车流量、右转车比例、信号周期、左转相位绿信比、行人流量等5个主导影响因素值确定时,可根据其对应的机动车服务水平和行人过街服务水平组合,确定具体的行人过街形式。     

新建城区交叉口右转机动车与行人分相位设置临界研究

为了对新建城区交叉口行人-机动车分相位临界条件进行定量分析,运用行人-机动车阻滞机理和抢行博弈模型等相关理论,得到了完整的阻滞时间计算模型;结合右转车辆与行人等饱和度时平均延误最小的思想,对信号周期内机动车与行人的分相位设置临界状态建立数学模型,提出了新建城区交叉口行人-机动车分相位安全评价方法。结果表明:行人-右转机动车冲突是新建城区交叉口冲突的主要形式,根据分相位量化条件可将危险交叉口细分为分设临界交叉口和时时监控交叉口。     

典型信号控制交叉口行人专用相位设置阈值研究

针对目前城市道路交叉口中人车混行现象,综合考虑效率与安全两方面因素,选取延误成本和冲突成本分别作为效率与安全的评价指标,构建有(无)行人专用相位信号控制模式的交叉口运行成本模型.模型的延误成本中,行人和非机动车延误考虑了信号延误、冲突延误以及绕行延误;冲突成本则基于交通冲突理论,以车头时距判断机动车与行人和非机动车是否发生冲突为指标,并根据机动车及行人和非机动车达到分布确定冲突概率.最后,通过北京市四道口交叉口验证了该模型的适用性,并基于遗传算法求得典型信号控制交叉口中行人专用相位设置的阈值在750~900人/h浮动,随着车流量的增长,行人专用相位的设置对行人流量的要求呈现先降后升的趋势.为城市道路交叉口信号配时设计提供了理论支撑,保障行人及非机动车安全、舒适、方便、尊严的出行.      

信号交叉口右转机动车与行人冲突运动模型

在一些信号交叉口,右转机动车的转弯行为不受信号控制,容易与过街行人发生冲突。现有冲突研究的内容多为冲突判别和冲突分级研究,对人车冲突运动过程研究相对较少。为减少交通冲突,提高行人过街安全性,提出一种新的右转机动车与行人冲突运动过程的仿真模型。研究右转车辆的决策过程,分析人车冲突机理。建立人车冲突模型,依据实际调查所获得的车辆速度和可接受间隙数据,对模型参数进行标定。对模型进行仿真分析,通过比较冲突时间、后侵占时间、安全减速度、间距时间4个冲突严重性指标,选择后侵占时间(PET)这一评价指标进行安全评价。仿真得到的车辆速度和 PET 数据与调查得到数据相比误差不超过5%,验证了模型的有效性。通过灵敏度分析,小交叉口 PET 提高了10%,说明小交叉口有助于降低冲突的严重性。      

混合交通信号交叉口右转机动车通行能力及其灵敏度分析

为了解决信号交叉口右转机动车受自行车干扰严重的问题,运用间隙理论和车流波动理论研究干扰环境下右转机动车的通过数量,以度量混合交通环境下右转机动车的通行能力。在分析大量调研数据的基础上,探讨了无信号控制的右转机动车和自行车在二相位信号控制交叉口运行的微观行为,提出了混合交通环境下信号交叉口右转机动车的通行能力模型,结合典型路口对该模型的有效性进行了验证,并开展了右转机动车通行能力相对于自行车流量的灵敏度分析。结果表明:当自行车到达量在500~1500 bic.h-1情况下,自行车到达量的变动对右转机动车通行能力的影响较大。     

考虑排放特性的右转专用信号相位设置研究

为解决行人信号绿灯启亮初期行人与右转机动车的不利冲突,分析了行人与右转机动车的行驶特性.以固定周期时长的2相位信号交叉口为例研究了右转信号的设置对右转机动车排放与车均延误的影响.将微观仿真软件 Vissim 与基于VSP 变量的排放模型相结合,对右转信号设置前后的3组不同行人流量下的不同右转机动车流量进行仿真,并分别对车辆排放与车均延误进行对比分析.结果表明,3组不同行人流量下右转信号设置前后的车辆尾气排放及车均延误变化趋势均相同,当右转车流量低于(615±20)pcu/h 时,右转信号设置后的车辆排放均值降低9.46%,车均延误均值减小15.84%;当右转车流量大于(615±20)pcu/h 时,信号设置后的车均延误减小,但是车辆排放增大.      

信号交叉口基于出发时刻预测的生态驾驶方法

在城市道路交通中,信号交叉口区域内车辆频繁停车启动的现象,加剧了整体交通流的能源消耗、污染排放与车辆延误。为了减少信号交叉口启停波现象对整体交通流产生的负面影响,以面向未来人工驾驶车辆(HDV)/智能网联车辆(CAV)混合构成的新型混合交通环境为基础,提出了一种基于出发时刻预测的生态驾驶方法,通过优化CAV的驾驶轨迹,减少交叉口区域的车辆延误和能源消耗。首先,对混合交通流的基本图模型进行了分析,根据启停波影响范围,划分CAV通过交叉口的驾驶场景;然后,建立了子区渗透率对饱和车头时距的影响关系,预测了CAV以当前饱和车头时距通过交叉口的时间;最后,结合车辆与交叉口的距离,利用分段三角函数模型,生成其通过交叉口的速度限制曲线,并将优化速度嵌入到智能车辆的跟驰模型中作为限制速度,从而使CAV在无法通过当前绿灯窗口的条件下,实现提前减速,在通过交叉口区域后解除速度限制,切换回自身的跟驰模型。此外,还提出了平均综合效能这一指标来综合评价驾驶策略在效率和能耗2个方面的性能,并将提出的基于出发时刻预测的生态驾驶方法与传统网联车辆控制方法、经典交叉口节能控制方法进行了对比。研究结果表明:提出的出发时刻预测方法可以精确预测CAV在交叉口的出发时刻,有效减少车辆的能源消耗与污染排放,同时提高信号交叉口的通行效率;在渗透率大于60%情况下,该方法对系统效能的提高达到12%左右,在10%渗透率条件下也可以达到6%的效能增益;在交通饱和流率在0.5~0.9的范围内时,系统的效能增益较明显。     

公交与右转混合型专用道仿真分析及效益评价

为解决设置公交专用道所带来的道路资源利用率低，相邻车道交通压力增大，专用道分时段开启致使社会车辆行驶混乱等问题，基于车种分离思想，提出一种公交车辆与右转车辆混合专用道的组织方式，允许公交车辆与右转社会车辆共用一条车道，以寻求保持公交优先与减少对社会车辆影响的平衡点。为论证该方案的可行性，首先，针对所研究的道路环境，提出了基于流量生成模型与配时优化模型的车道组仿真流程；随后，在考虑红灯时右转车辆行驶特性的前提下，建立了人均延误和车均延误的双指标评价矩阵模型；最后，分别在MATLAB和VISSIM仿真平台上，实现了对传统车道组、公交与右转混合型专用道车道组和公交专用道车道组3种方案的效益评价，并对其中的关键影响因素进行分析。仿真结果表明：所提出的公交与右转混合型专用道车道组的总体车均延误与人均延误在大多情况下处于较低水平，而公交专用道车道组和普通车道组也具有各自的优势区域；公交与右转混合型专用道的车道组织方式可以在保证社会车辆延误不明显增加的情况下，有效确保公交车辆的优先性，在一定条件下具有适用性，在工程实践中可作为公交专用道的过渡或替代方案。     

城市道路平面交叉口设计过程质量控制研究

针对目前国内城市道路平面交叉口设计的理论及应用问题,基于质量控制理论、"交叉口时空一体化设计"和"以人为本"的设计方法提出了交叉口设计过程的质量控制模型;分析了交叉口4个不同设计阶段的校验指标;建立了交叉口设计过程的6个强约束校验指标及其计算模型,包括:多股车流冲突通行能力校验、左右转车道校验、行人等待时间校验、短车道校验、考虑行人、非机动车通行时间及机动车消散时间的机动车通行空间校验以及最小绿灯时间校验.杭州市某典型交叉口改善设计表明该模型可显著提高平面交叉口设计的效率和效果.     

基于行人的信号交叉口右转车控制条件

针对保障行人过街道舒适性和安全性的信号控制问题,考虑行人的过街需求,分右转车与两进口行人完全分离、特定时间段右转控制两种条件,建立信号控制延误和行人干扰延误的分析模型,进而提出相应的右转车辆控制条件。以一四相位十字形信号交叉口为研究对象,采用与左转相位相同和进口人行道绿灯相位禁行两种控制方式进行应用仿真,结果表明,在右转车流量一定时,右转车不受控制时延误与行人流量成正比,当行人流量达到1 000人/h、右转车流量达到400 veh/h时,右转车延误超过C级服务水平延误值的上限;实施控制后,右转车延误随流量的增加而递增,与行人流量无关,且第2种控制方式下的延误更小。     

人机混驾环境下无信号交叉口自动驾驶汽车左转运动规划研究

为了使自动驾驶汽车在人机混驾环境下能安全、高效地左转通过无信号交叉口，在借鉴人类驾驶人左转时会对周围车辆驾驶意图进行提前预判的基础上，提出了一种基于周围车辆驾驶意图预测的自动驾驶汽车左转运动规划模型。首先将无信号交叉口处周围车辆的驾驶意图分为左转、右转、直行3种类型，利用相关向量机预测周围车辆驾驶意图，以概率形式输出意图预测结果并实时更新，进一步界定自动驾驶汽车与周围车辆的潜在冲突区域并判断是否存在时空冲突；接着，在充分考虑他车速度、航向及车辆到达冲突区域边界距离的基础上建立基于部分可观测马尔可夫决策过程的自动驾驶汽车左转运动规划模型，生成一系列期望加速度；最后，基于Prescan-Simulink联合仿真平台搭建无信号交叉口仿真场景，对所提左转运动规划方法进行仿真验证，将基于博弈论的运动规划方法、基于人工势场理论的运动规划方法与所提出的方法进行比较，并选取行进比例达到1所用的时间和碰撞次数作为评价指标。研究结果表明：基于相关向量机的驾驶意图预测方法可在自动驾驶汽车到达交叉口之前准确预测出他车驾驶意图；基于部分可观测马尔可夫决策过程的左转运动规划方法能够通过速度调整策略实现人机混驾环境下自动驾驶汽车与周围车辆在无信号交叉口处的交互；不同算法对比效果表明，所提左转运动规划方法在自动驾驶汽车与不同数量周围车辆交互的仿真场景下均可有效避免碰撞事故发生并提高自动驾驶汽车左转通过无信号交叉口的效率。     

信号交叉口机非冲突临界流量研究

在分析右转机动车冲突类型的基础上,通过仿真方法得出右转机动车平均延误随机非流量的增大跳跃增加以及在跳跃点处机非流量呈线性关系。分别改变交叉口绿信比和非机动车道宽度此线性关系仍然存在。以跳跃发生点处的曲线作为交通控制的临界条件,提出滞后放行时间的计算方法,结合实际交叉口进行仿真验证,得出临界流量条件的正确性。     

交叉口缘石半径的合理取值分析

较大的缘石半径有利于提高路口转弯车辆的车速,但同时使得交叉口范围扩大,车辆在交叉口的清空时间延长,从而导致交叉口通行能力降低。该文通过对典型交叉口的清空时间分析证明,交叉口缘石半径越小,交叉口通行能力越大,最小缘石半径就是最合理的缘石半径。