无信号交叉口仿真模型参数标定优化与验证

为优化与验证微观交通仿真模型的微观参数标定方法,结合已有研究针对仿真模型全局参数与局部参数的讨论及对标定结果不同取值方式进行交叉组合,形成4种新的微观仿真模型参数标定方法,并选取等权无信号交叉口作为仿真场景进行分析验证。基于VISSIM仿真平台建立微观仿真模型,以通行能力作为校核指标,敏感性分析选取6个对校核指标影响较大的微观仿真模型参数作为局部参数标定对象,并通过遗传算法进行优化迭代。选取偏差在4%以内的参数组合方案作为标定结果取值分析对象,针对标定结果聚类递归取值选取分散度作为描述参数集中程度的指标。实测交叉口交通数据进行交叉验证试验,对比了4种参数标定方法模拟校核指标的精度,分析了不同全局参数标定方法以及标定结果不同取值方式对微观参数最终标定结果的影响。结果表明:工程实测获取全局参数标定的仿真模型更符合城市车辆实际运行特性,标定结果聚类递归取值能有效提升模型参数标定结果的可移植性;实测全局参数结合聚类递归获取局部参数的方法最为有效,可作为微观交通仿真模型参数标定方法优化研究方向,且为无信号交叉口微观交通仿真模型构建提供基础标定参数。     

基于VISSIM仿真的快速路出口控制方式研究

针对当前城市快速路普遍存在的出口匝道控制问题,采用VISSIM仿真软件,根据城市快速路的出口匝道交通特性,对软件的交通模型参数进行标定,运用二分法及控制变量法获得匝道出现停车的交通量临界值,确定基于出口匝道交通情况的辅路交通量和主路交通量综合分区图.在此条件下,选取辅路延误和主路延误为评价指标,以福州市南二环快速路首山出入口交通控制为研究对象,针对分区图的不同阶段,分别进行辅路车辆让行主路车辆控制、出口辅路感应控制、现状仿真研究,结果表明:畅行阶段采用不控制方式,缓行及拥堵级别Ⅱ阶段采用出口辅路感应控制方式,拥堵级别较高阶段采用辅路车辆让行主路车辆或关闭出口匝道方式.     

基于VISSIM仿真的禁左区域车流组织研究

在道路交叉口中,采用禁止左转方式可以消除交叉口的左转车流冲突点,提高交叉口的通行效率和行车安全,但同时也会增加邻接路段和交叉口的交通压力。采用VISSIM交通仿真系统对相邻2主路与2次路相交组成的4交叉口区域在禁止左转条件下进行仿真分析,研究主路交叉口禁止左转对区域交通的影响。分别采用韦伯斯特法计算各交叉口的信号配时参数,在此基础上对2主路交叉口进行协调控制,得到交通区域在禁左前后的仿真数据。分别对交通区域的行程时间、排队队长、行车延误进行分析研究,结果表明:主路交叉口禁左后,周期时长得以降低,交叉口延误有明显降低;主次交叉口与次路交叉口的延误均有所增加;交叉口区域的总行程时间和行车延误也有微小增长。     

信号控制交叉口交通组织优化研究

为提高城市信号控制交叉口的运行效率和保障行车安全,针对城市信号控制交叉口冲突点的特性,提出了信号控制交叉口交通组织优化方法,建立了信号控制交叉口交通组织优化仿真模型。该模型以西安市西影路与雁翔路十字型交叉口为例,对该信号控制交叉口进行交通渠化、信号相位设计及信号配时优化,利用Vissim微观交通仿真软件对优化方案进行仿真,仿真结果表明,交叉口总延误减少了30.9%,东进口左转减少45%,西进口左转减少了22.5%,南进口总延误减少39.4%,北进口总延误减少62.6%。     

基于行程时间累积分布曲线的微观交通仿真模型参数标定

仿真模型参数标定是微观交通仿真技术科学应用的前提,以单个集计点作为校核目标制约了参数标定结果的可移植性。将校核对象拓展为多点组成的曲线,提出以行程时间累积分布曲线作为校核对象的模型参数标定思路,并结合动态时间规整算法(DTW算法)重新设计校核目标函数,提出基于Kolmogorov-Smirnov检验(K-S检验)、信息熵的标定结果有效性判定方法,优化微观仿真模型参数标定流程。然后以信号交叉口为仿真场景,应用遗传算法分别开展模型参数单个集计点校核标定和多点曲线校核标定的试验对比研究。结果表明:(1)与单个集计点标定方法相比,曲线标定方法输出的行程时间累积分布曲线与实测曲线相似度和K-S检验结果均更好,说明多点曲线标定方法标定结果精度更高;(2)仅用均值点去标定模型参数,模拟输出的行程时间累积曲线会存在多种分布,并不能刻画车辆通过交叉口的运行特征,均值标定方法多为一种组合优化问题,只考虑了模拟仿真结果与实测值的误差,并没有考虑实际车辆运行特性,因此并不能说明标定结果的有效性;(3)曲线标定方法比均值标定方法的标定参数集分布更集中,更符合实际驾驶行为特性,由此论证了曲线标定方法的有效性,同时选取试验外新交叉口验证了曲线标定方法得到参数标定结果的可移植性。     

基于交通仿真的拓宽交叉口服务通行能力研究

采用延误分析法研究路El拓宽后信号交叉El的服务通行能力，利用交通仿真软件VISSIM对拓宽交叉口进行交通流微观仿真，从而得到拓宽车道的延误曲线，建立了基于交通仿真的拓宽交叉口延误一流量模型。依据该模型提出了拓宽左转车道的基本服务通行能力的建议值，并给出了各修正系数以及实用服务通行能力的确定方法。     

设有公交专用道的信控交叉口人均延误模型研究

人均延误是评价设有公交专用道的信控交叉口的重要指标之一。为了更准确地量化该项指标,在分析信控交叉口设置公交专用道的条件和方式的基础上,基于HCM2010交通延误模型,提出了设有公交专用进口道的信控交叉口人均延误模型。并利用VISSIM交通仿真软件,标定了相关参数,得到了符合该地区道路交叉口的人均延误模型。最后通过实例,表明该模型有较好的的实用性。     

基于微观仿真与极值理论的城市交叉口安全评价方法

为了提升中国的道路安全评价水平,提出一种基于微观交通仿真与极值理论相结合的城市交叉口安全评价方法。首先提出一种新的微观交通仿真标定方法,它是以优化冲突参数后侵占时间（Post-encroachment Time,PET）分布作为标定目标,同时将平均排队长度和冲突数量作为约束条件,并使用遗传算法寻找仿真模型中最优驾驶人行为参数的系统性方法。然后引入极值理论中的极大阈值方法（Peaks-over-threshold,POT）,选用PET值作为模型输入指标,对交叉口年平均事故频率进行预测。选取上海市奉贤区的10个交叉口作为案例分析,对交叉口仿真建模后,分别使用基于平均排队长度的传统标定方法、考虑冲突数量的两阶段标定方法和优化PET分布的多约束标定方法进行标定,并使用POT方法获得各交叉口的事故预测值。结果表明：所提方法在相关性检验、相对安全检验和事故预测3个方面显著优于其他2种标定方法;将其与基于实际观测冲突的极值预测进行对比,发现两者在相交冲突和追尾冲突的事故预测上表现均较为良好,而对于换道冲突的预测较为一般;提出的基于微观交通仿真与极值理论的方法是一种可行的、有潜力的城市交叉口安全评价方法。     

基于VISSIM的城市交叉口改善优化研究

首先系统地阐述了城市交叉口改善优化的现有研究成果,然后介绍了微观交通仿真软件VISSIM的模型及理论基础以及用于评价交叉口性能的行程时间、平均延误、排队长度、停车次数、通行能力、饱和度和服务水平等评价指标;以广州市花地大道与浣花路交叉口为例,通过信号交叉口调查数据的统计分析,从时空交通设计优化方面提出交叉口优化方案,并利用VISSIM交通仿真软件对交叉口的现状和优化方案进行仿真研究。结果表明,对交叉口进行时空改善优化后,交叉口的饱和度由1.24减小到0.91,平均每车延误由71.6 s减少到47.1 s,服务水平由E提高到D。实践表明,该方法具有良好的操作性和实用性。     

城市无环岛五路交叉口优化研究

城市无环岛5路交叉口交通拥挤和交通事故频发,提高该类交叉口的安全性及其通行效率是城市交通规划设计研究的重要组成部分。交通学院以武汉市南湖壕沟无环岛5路交叉口为例,采用交叉口复杂度、车辆平均延误、排队长度、停车次数及服务水平作为评价指标,对交叉口渠化、交通组织、信号配时等方面进行组合优化设计研究,结合微观交通仿真软件Vissim进行模拟评价,仿真结果表明优化设计明显改善了该路口交通运行状况。     

基于交通流模型的道路权重计算方法研究

提出了一种基于交通流模型的计算道路权重方法。实施定点道路截面雷达试验并采集交通流信息,标定生成交通流速度-密度模型。通过此模型,利用出租车行驶数据库中各条道路车速数据计算各道路车流密度,根据各道路长度和密度推算道路权重。     

高速公路相机自动标定及道路坐标系构建

为解决高速公路场景下利用视频监控系统正确描述车辆相对于道路的空间位置问题，通过引入Frenet坐标系概念，提出一种基于相机自动标定的道路坐标系模型。在相机自动标定阶段，利用线分段拟合方法从曲线车辆轨迹中提取平行于直线路段的轨迹点，并通过级联霍夫变换精确估计道路方向的消失点。然后,根据多车辆三维模型约束，对相机参数进行迭代优化。基于标定结果，将车辆轨迹映射到世界坐标系平面上，并用3次样条插值进行拟合。根据大量运动车辆在道路平面内形成的轨迹域分布特征，综合边界约束估计道路中心点。最后，结合道路中心线在各点处的法线向量与车道宽度信息确定平移量，并利用点平移运动拟合车道线，实现道路坐标系的自动建立。使用真实高速公路视频数据，在多种道路条件下进行试验。研究结果表明:在标定阶段，构建方法对不同高速公路场景的最大标定误差不超过11.55%;与最新的方法相比，直线道路平均标定误差分别降低6.68%和3.58%，弯曲道路平均标定误差分别降低7.43%和2.61%;在道路坐标系构建阶段，构建方法的平均投影距离为0.077 m，接近最新方法的0.069 5 m；而其平均精度为0.916，显著优于最新方法的0.663；所提道路坐标系能够自适应道路形态的变化，有效解决了从监控视频中描述车辆与道路之间相对位置关系的问题。     

沿河道路布置形式及交通组织方式研究

针对河流既可增强道路景观,又对两岸道路交通形成分隔的矛盾,结合河流及两岸道路的不同情况,介绍了沿河道路的两种布置形式。通过对影响沿河道路布置形式和交通组织方式的因素进行分析研究,得出结论:布置于宽度较宽的大江、大河侧的沿河道路,宜采用两岸道路各自双向交通的“一河两路”形式;布置于宽度较窄的、连接处道路长度不满足交叉口最小间距的河流侧的沿河道路,应采用两岸道路各自单向交通的“一河两路”形式,或将两岸道路合并为“一河一路”形式。同时,还对河道中部和河道终点的两岸道路连接处的技术问题进行了研究,并给出了合理的连接方案。     

主辅道出口与相交道路的交通组织研究

随着城市化建设发展的推进速度加快、交通量与日俱增，城市道路中主辅道出口与相交道路位置对区域交通组织有较大影响，以两条道路的主辅道出口的实际案例，通过不同的交通组织形式及实测数据进行定性与定量的分析，并采用VISSIM仿真模型进行数据分析，对不同流量、不同交通组织状况下的主辅道出入口通行能力及通行效率进行对比研究，提出不同流量、出口与相交道路的间距等参数情况下的交通组织方案。     

城市道路交叉口选型及优化设计

随着城市人口的持续增长,交通问题日益凸显。在城市道路中,交叉口作为车流及人流汇合、转向、分离的关键节点,对于城市交通系统来说是十分重要的。通过对城市道路交叉口形式及其特点进行分析,并对城市道路交叉口设计流程及其评价方法进行研究,并结合某交叉口优化工程,进行交通现状的调查和交通量的预测,提出了相应的交叉口优化方案。另外,通过道路交叉口评价方法对上述优化方案进行了比选,为实际工程提供了参考。     

基于自然驾驶数据的中国驾驶人城市快速路跟驰模型标定与验证

为了评估既有跟驰模型在仿真中国驾驶人跟驰行为方面的表现,对5种代表性跟驰模型进行参数标定与效果验证。基于"上海自然驾驶研究项目"采集的60位驾驶人、累计超过16万km的实际驾驶行为数据,根据雷达、车辆总线数据自动提取2 100个城市快速路稳定跟驰行为片段;采取5-折交叉验证法划分标定与验证数据集,即将每位驾驶人的50个跟车片段随机划分成5个不相交的子集（每个子集包含10个跟车片段）,其中4个子集作为标定数据集,剩下的1个作为验证数据集,依次轮换标定数据集与验证数据集5次,展开5次模型标定与验证。基于标定数据集,采用遗传算法对Gazis-Herman-Rothery、Gipps、智能驾驶人、全速度差（FVD）以及Wiedemann模型进行参数标定;基于验证数据集,评估5种模型在预测两车间距方面的精度。结果表明：FVD模型在5种模型中表现最佳,具有最小的误差（21%）和误差标准差;相对于微观交通仿真软件VISSIM中所采用的Wiedeman模型,FVD模型具有精度高、易于标定、对不同驾驶人鲁棒性强3个优势,更加适应于仿真中国驾驶人的跟驰行为。研究结果对于开发适合于中国驾驶人与道路交通环境特征的跟驰模型及微观交通仿真系统具有重要价值。     

平原区公路衔接点的安全研究

平原区公路衔接点是近年来出现在平原区公路的交通事故多发点之一。在调查几百公里平原区公路的基础上,对平原区公路衔接点的特性进行了分析。公路衔接点由平原区改扩建公路而形成,兼有路段和交叉口的双重特点,有交叉型和过渡型两种形式。以实际调研中遇到的两个典型路段为例,针对该种路段的特性,对其交通事故多发的原因进行了分析,并提出了提高其安全性的措施和建议。交叉型公路衔接点可以采用信号控制和非信号控制两种方案,过渡型公路衔接点可以采用多种工程方法改善其安全特性。     

提高城市道路平面交叉口通行能力的途径探索与研究

道路交叉口是城市道路交通系统的瓶颈,是影响道路通行能力的关键节点。该文分析了影响道路交叉口通行能力的因素,并提出通过交通组织、渠化设计等方法解决交叉口拥堵的途径,对城市新建和改建道路缓解城市交通拥挤状况具有一定的实际意义。     

一种新式的交叉口左转待行区信号控制方法

针对信号交叉口许可相位运行期间直行车与左转车交通冲突严重、通行效率低下的问题，提出一种针对许可相位的新式左转待转区设计方法，设计该组织模式下的信号相位方案并分析了设置左转待转区前后的交通冲突情况。建立新式左转待转区设置后的延误模型，以车均延误最小为优化目标，建立改进后交叉口信号控制参数优化模型，并给出求解算法。以哈尔滨市融江路-群力第六大道交叉口为例，VISSIM仿真表明：尽管提出的方法对次要道路中左转车的延误和停车率不利，但总的车均延误在下降，特别是主路相位延误下降更明显，说明所提方法可行、有效。进一步分析交通流量规模、左转车比例和左转待转区容量等因素对设置左转待转区前后次要道路车均延误的影响，结果表明：当每方向左转待转区容量固定不变时，红灯期间到达的左转车辆数越多，所提方法适用的次要道路交通流量临界点越高，且随着次要道路交通流量的增加，所提方法适用的临界左转比例在下降；在相同交通条件下，每个方向左转待转区容量越大，车均延误就越小，说明每个方向左转待转区容量越大，所提方法的效果越明显。该方法有助于改善含许可相位的信号交叉口交通安全和通行效率。     

基于交通安全的乡村道路设计技术研究

随着乡村道路交通网络通达顺畅水平的稳步提升，其交通安全形式依然严峻。为进一步提升乡村道路的行车安全水平，现首先分析乡村道路的交通事故特征，从“人-车-路-环境”角度系统分析事故诱因，然后基于事故分析结果，从道路本身属性角度出发，提出乡村道路系统设计要求，最后以桂林市某山区乡村道路为例，结合事故数据分析其交通安全影响因素并提出针对性的改善措施，以适应新时代下四好农村路的建设要求。