雾天环境下高速公路可变限速控制方法研究

针对雾天环境下高速公路能见度下降导致交通安全和效率降低的问题,提出了一套雾天环境下高速公路的可变限速(VSL)控制方法,包括系统布置、工作流程和可变限速控制策略等,可以根据检测到的实时道路能见度和交通流数据,考虑最大安全车速、交通流运行状态和驾驶员遵从度等因素的条件下,综合确定目标路段的限速值.利用G4高速公路实测数据,在Vissim软件中进行了2组对比仿真实验,结果表明,与无可变限速控制相比,实施可变限速控制的1组,最低车速在平流雾(团雾)环境下提高了27.24%(28.54%),同一控制周期下相邻路段的最大车速差减少了26.42%(41.91%).提出的可变限速控制方法在雾天环境下能更有效地保障高速公路行车的安全和效率.      

考虑高速公路运行风险的雨天可变限速方法

为保证雨天环境下高速公路行驶安全，降低道路整体运行风险，结合雨天风险特征，开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型，标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度，并结合熵值理论，建立高速公路风险模型、计算风险系数、划分风险等级;之后，以空域自适应算法中可变限速推演变化规律为基础，考虑大、小型车的行驶特征，结合预期风险、雨天停车视距、水膜厚度等因素，优化可变限速模型，细化大、小型车辆的初始控制值，进而提出不同降雨强度、不同能见度下的可变限速推荐值；在此基础上，利用驾驶模拟实景仿真系统、心理生理检测设备、微观交通流仿真软件，开展可变限速系统控制值合理性及驾驶人行车适应性与交通流运行状态的实证分析。研究结果表明：随着能见度降低和降雨量增大，在可变限速控制下，驾驶人呈现出交感神经兴奋性减弱、副交感神经兴奋性增强、心理紧张度降低的状态，其平均心率、心率变异性高频值、心率变异性低频值、心率变异性差异值分别由74.13、0.121、0.643、2.37变为78.23、0.192、0.567、2.01，驾驶人对限速方案的适应性良好；同时，可变限速可保证道路整体通行效率，不会造成交通流风险震动，在小型车、大型车限速分别为80、60 km·h^-1和小型车限速60 km·h^-1、大型车禁止驶入场景下，碰撞时间均值、中值大于未限速场景，各车道的行车安全性均能得到保障;提出的雨天可变限速控制方法合理，且具有一定工程适应性，能为异常天气高速公路宏观车流主动防控提供理论支撑。     

浓雾下高速公路可变限速控制方法

为解决浓雾时高速公路行车交通安全问题,并改变原有的固定限速措施,提出以安全允许速度为基准的可变限速控制方法。以道路交通安全法对浓雾下车速的规定为基准,考虑交通法里并未提及道路线形条件、路面状况等因素对限速值进行计算,并采用监测器数据近似代替个体车辆数据进行数据优化,得到浓雾行车安全车速及安全行车间距取值。基于此限速信息对动态可变限速信息牌的设置提供依据,进一步确定可变限速控制流程。VISSIM仿真试验结果表明：与固定限速控制相比,实施可变限速控制路段的最低平均车速提高了12.16%,平均速度最大差值降低了26.37%。表明浓雾下高速公路可变限速控制方法相比传统固定限速手段能有效地在保障出行安全的同时提高出行效率。     

城市快速路可变限速策略

对城市快速路可变限速控制策略的理论基础进行了研究.在对快速路上的主线车速、进出口匝道车速、分流点合流点车速的特性及速度分布特性进行深入分析的基础上,建立了快速路主线车速-密度动态关系模型,提出考虑出口匝道、不良天气以及道路线形因素下基于安全性的3种主线车速的约束条件.利用积分调节器建立了入口匝道控制模型;提出了基于道路服务流量、行程时间、入口匝道平均等待时间以及行程时间延误4种可变限速的目标函数,利用4种目标函数的线性组合建立了3种系统最优问题,即:低密度状态下路段通行能力最大,行程时间最短;中密度状态下路段通行能力最大,入口匝道平均等待时间最短;以及高密度状态下入口匝道平均等待时间最短,主线车流行程时间延误最短.利用VISSIM仿真模拟手段对可变限速控制模型进行分析,得到可变限速控制策略下与未采取控制策略下的交通流参数结果,验证了可变限速控制策略的有效性.     

考虑降雨影响的城市交通流车速多层线性模型研究

应用多层线性模型研究了降雨强度对城市道路交通流平均行驶车速的影响.研究资料包括道路特征数据(25个路段)、广州市城市道路交通流平均行驶车速数据(有效车速样本量超过160万)和降雨量数据(样本量93 462).采集时间从2011年6月至2012年4月一共330 d.基于以上大规模数据,应用多层线性模型(HLM),建立了一个降雨条件下道路交通流车速的短时动态预测模型.结果表明:交通流信息存在嵌套、分层的数据结构,相较于传统交通流研究方法,多层线性模型对交通流影响因素的研究将更为合理;降雨对车速的影响具有普遍的空间变异性,这是因为每个路段具有不同的物理特征;交通流的影响因素之间存在着显著的跨层交互效应,这与传统理论对交通流的认识不同;本文提出的降雨条件下交通流车速的短时动态预测模型具有路段适用性广的突出优点,这与大多数传统交通流模型适用范围较为狭窄的特点较为不同.     

高速公路施工区自动车辆行驶轨迹优化方法

为改善高速公路施工区路段车辆运行状态,建立了一种集合优化换道比例和可变跟车时距的换道控制策略.通过引入交通运行效率和冲突风险目标函数并进行在线求解,从而对施工区车辆行驶轨迹进行优化,提高了车辆的平顺性.在网联自动车环境下,以施工区上游路段车辆平均速度为目标函数,借助遗传算法遍历交通流状态集合,求解换道比例,以此调整施工区上游车辆分布.以施工区汇入路段车辆交通效率和冲突风险为可变跟车时距模型的目标函数,调用CPLEX/Matlab求解器得到汇入路段可变跟车时距.为了在线计算和可视化建立了Matlab/Vissim_COM的仿真平台,通过Matlab编程技术以单步仿真的方式提取Vissim车辆信息,将CPLEX求解器和Vissim的封装环境以函数调用的方式与遗传算法结合,对车辆信息进行优化计算和参数反馈.在总仿真次数达到400次时,模型控制得到最优.结果表明,与未实施控制相比,在最优控制中,当仿真时长达到800 s时,每条车道交通量输入达到700 veh/h,优化效果较为明显,即全局车辆在汇入路段"曝光"次数减少,车辆行驶轨迹变的"平滑",全局运行速度提高了48%,速度标准差的变化幅度降低,全局车辆的速度离散性得到改善,以后侵入时间表征冲突风险,冲突次数降低了39%,高速公路施工区车辆运行状态得到了改善.      

消除高速公路运动波的可变限速控制方法

运动波是高速公路一种常见的交通拥堵，可通过可变限速控制有效消除。近年来，研究中提出了大量消除高速公路运动波的可变限速控制方法，却鲜有方法成功落地应用。可变限速控制方法的成功应用需满足3个基本条件，即模型预测的准确性，优化求解的实时性，以及控制方案的安全性，而当前研究中的方法难以同时满足上述基本条件。因此，为提高高速公路交通效率，保障高速公路交通安全，提出了消除高速公路运动波的可变限速优化控制方法。构建了模拟运动波传播的离散一阶交通流模型，解析了可变限速控制对交通效率及安全的影响机理，建立了提升交通效率、保障交通安全的可变限速优化控制方法。利用数值仿真模拟，测试了轻微拥堵与严重拥堵2种不同场景下限速控制方法的控制效果，评估了控制方法在提升交通效率和安全方面的表现，对比了所提方法与文献经典方法在控制效果上的优劣。结果表明：可变限速优化控制方法在2种场景下降低总行程时间分别为10.1%和10.6%，降低事故风险指标TET分别为72.6%和73.1%，降低事故风险指标TIT分别为92.4%和82.9%。与文献方法相比，在预测模型准确性以及对交通流效率与安全的改善方面均有提升，其中在严重拥堵测试场景下，效果提升更为显著。     

面向安全的高速公路分岔口限速标志设置研究

针对高速公路分岔口相关区域交通安全问题,从分岔口相关路段车辆标准速度差入手,首先对应高速公路分岔口关联区域车辆跟车、换道行为建立相应的元胞自动机模型,进而对不同参数设置下交通流演化过程进行数值分析.结果表明,路段车流密度及驶出分岔口车辆的比例的变化会对该路段车辆标准速度差产生重要影响;根据交通流情况,在高速公路分岔口上游设置限速标志并确定合理的限速值,有利于提高高速公路分岔口处交通安全.     

山区高速公路运行环境复杂路段行车安全预警系统

从特殊的线形条件、重要结构物特征、交通环境与气象环境四方面定义运行环境复杂路段,并综合分析其运行环境风险性,制定了行车车辆运行安全控制标准;利用 ITS 应用技术提出了采集设备布设和可变信息发布设施布设方法,开发建立了山区高速公路运行环境复杂路段行车安全预警系统。系统由运行环境信息采集、基于 GIS 的数据库管理、行车安全预警、安全管理决策支持、信息发布等子系统组成,可实现山区高速公路运行环境复杂路段车辆安全控制、交通流协调与应急处理等功能。     

基于安全行车速度限速理论及应用研究

针对国内外现有的设计速度限速和运行速度限速法所存在的问题,提出了基于安全行车速度的限速理论.结合安全行车速度包含的内容和道路工程应用特点,具体考虑车速与平竖曲线、停车视距、非线性因素和实际车辆运行速度之间的关系,阐述了安全行车速度限速理论体系的建立,并结合湖南通车山区高速公路典型路段进行限速试验,效果良好.     

加强城市交通系统管理 合理解决城市交通拥堵

该文分析了城市交通拥堵现象的形成原因,提出了合理的解决途径及对策,并提出要从网络层面和节点层面两个不同层面加强城市交通系统管理规划,使城市的交通更安全、快捷、畅通。     

道路交通静化在交通安全中的应用

介绍了交通静化的起源与概念,实施交通静化的目的、原则及依据;详细阐述了各种交通静化技术与措施的含义、用途、适用地点、优缺点以及可取得的在降低车速、减少交通量、降低交通事故率等方面的成效;针对我国交通状况,探讨了我国引进交通静化技术的必要性,展望了交通静化在我国的发展前景。     

基于均衡原理的单向交通瓶颈路段诊断法

以单向交通组织区域边界的道路节点为OD点,把交叉口转向流线虚拟成路段,转向车道的通行能力作为虚拟路段的容量,转向车道的行程延误作为虚拟路段的交通阻抗,与实际的路段一起组成单向交通组织区域节点OD之间的路径,采用集合运算合成节点OD之间的通道容量。利用交通均衡方法,经交通分配得到单向交通组织区域的路段和虚拟路段的交通量。通过计算饱和度判断路段和交叉口的拥挤程度,诊断出交通瓶颈,为单向交通组织方案的完善提供可靠的支持。     

北京建国门立交交通分析及改造评价研究

提以建国门立交改造为例,从系统角度对建国门立交及周边交通运行状态、交通拥堵分布及成因进行详细分析,分析结论为建国门立交改造方案的提出提供技术支持,并采用宏观模型和微观仿真两种方法对立交改造方案进行评价,确保在综合考虑周边现有交通设施与各类限制条件下,改造后的建国门立交具有安全、有序、畅达和舒适的交通环境。     

综合交通枢纽道路交通设计关键技术问题的探讨

大型综合交通枢纽具有建设规模大、换乘交通方式多、交通组织复杂、分期实施建设预留等特点,如何合理地进行道路交通组织设计、方便快捷的实现各种交通方式的换乘,是枢纽道路交通设计的关键技术问题。该文以北京南站的道路交通设计为例,在交通枢纽的规划设计建设过程中,本着"因地制宜、以人为本、倡导公共交通、可持续发展"的设计理念,重点是在局促的用地条件下解决各种交通衔接,建设多交通方式人性化的换乘设施、缩短换乘距离、改善换乘环境,方便公共交通,同时做好配套外部交通基础设施建设及分期预留。     

关于“黄灯禁止通行”的思考

从交通工程常识和交通法规法理的角度,对＂黄灯禁止通行＂存在的缺陷进行了剖析,澄清了黄灯信号所应表达的通行规定,并对黄灯信号的管理手段及交通法规的完善提出了建议。     

城市道路交通安全管理规划思路探讨

为了让城市道路交通安全管理规划能更有效地服务于城市交通,分析了目前城市道路交通安全规划存在的不足,并对此提出了详细的解决方案,完善了规划内容。通过进一步对交通安全潜在影响因素的分析,提出全面系统的交通安全评价体系、合理制定交通安全管理的规划方案、完善规划方案的效益评价,对现有的道路交通安全管理规划进行了补充、深化,使其能更好地反映影响交通安全的众多因素以及各因素对交通安全影响程度的大小,从而有效地指导城市交通安全管理。     

城市交通拥堵问题的分析与对策——以沈阳市为例

沈阳市在20世纪90年代建成了二环路和东西快速干道,2012年以后新建和改造了一大批快速路,但目前在早晚高峰期城市核心区的交通拥堵问题仍然严重。从沈阳市城市交通需求特性入手,对沈阳市的交通拥堵状况及拥堵原因进行了分析,总结提出了解决沈阳市城市交通拥堵的对策。     

单向交通在城市交通管理中的作用

从各大、中城市普遍存在的交通拥挤与堵塞问题着手,首先介绍了国内外单向交通设置的基本情况,论述了设置单向交通的基本原理;其次,从宏观角度对单向交通这种交通管制方式的设置条件、设置模式以及设置的重要意义进行了概括和总结;最后,针对我国混合交通的特性,阐述了单向交通与公共交通及自行车交通的关系。     

交通安全、交通效率与交通行为选择

从现存城市道路交通安全隐患的社会背景出发,指出出行者现代交通意识和交通行为选择的特别重要性,给出了现代交通意识与交通安全内涵的科学概括,分析了认识城市道路交通属性与现代交通意识的关系,举例说明了交通行为选择中的若干心理学问题,简要论述了交通伦理、交通法治在建立和谐社会、和谐交通中的重要意义。