自由流状态的判别标准研究

基于运行速度的定义,首先通过现场试验采集了试验车的实时行驶速度,分析了试验车的行驶状态变化情况,基于不同的行驶状态确定了车头时距的变化阈值,然后通过研究典型断面的速度波动规律,分析了不同车头时距下的速度变化特征与分布特征,确定出车头时距为自由流状态的度量指标,并通过统计分析方法,提出了车辆自由行驶状态的判别标准。结果表明:自由流交通状态的车头时距应大于9 s;研究结论为公路运行速度体系的建立奠定了理论基础。     

基于驾驶行为共性建模的速度-密度关系研究

为了能对车流的速度-密度关系进行准确描述及对现实交通中的速度陡降现象进行解释,首先提取出驾驶行为共性:(1)驾驶员利用与渴望车速对应的心理车头间距来判断前方的交通流状况;(2)驾驶行为中加速或减速行为是驾驶员根据前车传递的交通信息和自己对此信息的时间和空间理解来进行的,并且以回波速度向后传递。此后,在对这些驾驶共性进行数学描述的基础上建立一种以车头间距和驾驶员反应时间等为参数的回波速度和速度-密度关系模型,通过分析模型中驾驶员反应时间这个参数在加速和减速时的不同选择对速度陡降现象进行解释。最后,使用MATLAB7.0软件数值模拟计算回波速度和速度-密度关系,计算结果表明:回波速度最大值与相关文献给出的值吻合,速度-密度关系曲线与观测的数据吻合,驾驶员反应时间变化是产生速度陡降现象的根本原因。     

降雨对高速公路交通流特征的影响

为量化分析不同降雨强度对高速公路交通流特征的影响,以海南省东线高速公路交通流和降雨量数据为基础,研究了不同降雨天气下高速公路交通流参数中车速与密度的分布规律,标定了不同降雨气象条件下高速公路速度-密度分布的二阶段Greenshields交通流模型,回归分析得到了降雨强度与能见度对高速公路交通流模型各参数的天气影响系数。结果表明:随着降雨强度增大,该系数对高速公路最大流量和自由流车速的影响越大,与无雨天气相比,小雨、中雨和大雨天气下高速公路最大流量分别下降15.7%、19.1%和32.5%,自由流车速分别下降4.4%、7.3%和10.6%,而交通流模型中临界密度、截距速度受不同降雨的影响趋势并不明显。     

高速公路隧道口车头时距分布研究

高速公路隧道洞口处交通环境复杂,与基本路段的车头时距存在差异。文中以京珠（北京-珠海）高速公路韶关段大宝山隧道为研究对象,在隧道口进行交通量、车头时距、地点车速实地调查,并借助微观仿真软件Vissim得出单一车型车头时距,应用爱尔朗分布l值分析高速公路隧道进出口车头时距分布规律。结果表明,在相同交通量情况下,高速公路隧道进口车头时距不小于隧道出口车头时距,隧道口车头时距大于基本路段车头时距,混合车流车头时距介于小型车和大型车之间。     

基于自然驾驶数据的跨江大桥小客车跟驰特性研究

为明确跨江大桥的跟驰行为特征以及驾驶模式,在重庆菜园坝大桥展开了30位被试的小客车实车驾驶试验,使用华测航姿测量系统和前视碰撞预警系统Mobileye 630采集自然驾驶状态下汽车的连续行驶速度、车头时距和车头间距等数据。通过筛选得到了725条有效跟驰轨迹数据,对比分析发现跨江大桥与城市一般道路的跟驰行为存在一定差异性,明确了菜园坝大桥车头时距和车头间距的分布特征,并且对强跟驰(小于1.6 s)、过渡区间(1.6~2.6 s之间)以及弱跟驰(大于2.6 s)3种跟驰状态和驾驶人性别差异下的跟驰数据进行了分析。结果表明:桥梁段车头时距分布集中在1.6 s处,车头间距分布集中在18 m处;超过1/3的跟驰轨迹处于强跟驰状态,此状态下前车驾驶行为对跟驰车辆具有较强制约性;当车辆处于弱跟驰状态时,前车对于后车的约束性会随车头时距的增大而快速降低;过渡区间的设立更好地揭示了强/弱跟驰状态之间的转变并不是只有一个临界值,而是存在一个转换过程,并且其间车辆跟驰特性的变化与驾驶人本身的操作行为存在较大关联;驾驶人的性别差异对跟驰距离几乎没有影响,但男性驾驶人往往会采取更加冒险的驾驶行为,平均车头时距、车头间距以及相对速度均高于女性驾驶人。     

不等长边缘率标线对跟车车速和车头时距的影响

通过在高速公路上进行路上试验,研究不等长边缘率标线对跟车速度和车头时距的影响。试验结果显示:不等长边缘率标线对跟车速度影响显著,标线长度差越大则速度减小幅度越大;对跟车车头时距影响显著,标线长度差越大则车头时距增大幅度越大。驾驶员速度感知,以及距离感知可能因铺设边缘率标线后出现变化,进而导致速度与车头时距的改变。通过铺设不等长边缘率标线,可以增大跟车驾驶人的自身感知速度,并实现主动降速,进而增大跟车车头时距,提高行车安全性。     

基于可变跟驰时间和随机因素的通行能力理论计算模型

从车头间距构成的理论分析入手，考虑了不同跟驰状态下跟驰时间的变化规律和车辆、驾驶员总体随机特性对车头间距的影响，建立了跟驰时间和车头间距随机项的数学模型，并在此基础上，根据车头间距的一般形式，给出了通行能力的理论计算公式，通过对比改进模型与原有模型的速度－流量关系理论曲线，认为改进模型能更好地反映实际的交通流状况，最后，计算不同自由流速度，不同最大跟驰时间和不不同速度均方差条件下的通行能力，分析了这些影响因素对通行能力造成的影响，进一步说明了改进模型在一定程度上的合理性和实用性。     

间断流速度-密度关系模型研究

为了得到城市道路间断流的速度-密度关系,定义了宏观速度和密度参数,利用VISSIM仿真获取基础数据并进行统计分析,进而引入4参数Logit模型完成数据拟合,建立了速度-密度的4参数Logit模型.其次,分析了交通组成、道路几何形式和信号控制参数对模型参数的影响,完成了模型参数与影响因素之间的多元回归拟合,建立了适用于不同条件下的间断流速度-密度模型.通过实际数据验证,得到的一般4参数Logit模型的拟合优度为0.7左右,能够较为准确地描述间断流速度-密度关系.     

城市快速路施工区通行能力研究

在实测数据的基础上,对快速路施工区交通运行特性进行了分析,研究了施工区交通组成、饱和流率、车头时距、运行速度等交通参数分布特性,得到了城市快速路施工区通行能力值介于1500veh/h/ln～1700veh/h/ln之间。应用计算机仿真技术,给出了双向8车道快速路单向不同车道关闭形式下的施工区通行能力值。最后分析了施工区的速度、流量和密度之间的关系,给出了拥挤排队状态下速度与流量之间的函数关系式。     

驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为影响分析

为了分析驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为的影响,利用高逼真度驾驶模拟器设计晴天、雾天两种天气状况和自由流、拥挤流、阻塞流三种交通流状态组合的六类典型跟驰场景。以跟驰过程中的最大加速度、最大油门踏板受力、最大油门踏板受力速度作为指标,通过K-means聚类识别方法,对六类典型跟驰场景下不同驾驶风格的驾驶员进行聚类识别,并以跟车间距、车头时距为风险指标评价不同驾驶风格的驾驶员在六类典型跟驰场景下的跟驰风险。结果表明：六类典型跟驰场景下,不同驾驶风格驾驶员的跟驰行为存在明显差异;激进型驾驶风格驾驶员倾向保持更小的跟车间距和车头时距,跟驰过程中的碰撞风险更高;晴天和自由流场景下不同驾驶风格驾驶员跟驰行为差异性更加显著。     

基于车头间距变量的通行能力理论模型

从车头间距构成的理论分析入手,考虑了跟驰时间变量和车速随机分布的特性,建立了跟驰时间模型和车头间距随机项模型,进而建立了改进的车头间距模型,在此基础上建立了改进的通行能力模型,以《HCM2000》中的高速公路临界速度数据作为评定标准标定模型的参数,并计算确定理论通行能力值,该值与《HCM2000》中的通行能力值相差很小,证明该模型能够拟和实际的道路交通流情况,同时分析了最大跟驰时间和速度均方差对通行能力的影响,最后采用城市主干道的调查数据对模型进行了标定和验证,验证结果表明,该模型经过标定后可以拟和城市道路的交通流状况,进一步说明了模型的实用性。     

判定跟驰状态的研究

在大量实际观测交通流数据的基础上,深入分析跟驰车辆运行特性与车头时距的关系,提出利用相对速度绝对值随车头时距变化的规律定量地判定车辆行驶状态的新方法,即利用坐标变换确定车辆跟驰状态与自由行驶状态转折点。通过大量实测数据对该方法的验证表明,车头时距低于5s的车辆处于跟驰状态,而大于8s的车辆处于自由行驶状态;同时,车速对跟驰状态的界限没有显著影响。     

快速路交织区车头时距分布特征

针对快速路交织区中车流的频繁交织行为引发车头时距重分布现象,系统研究了快速路交织区车头时距分布的内在规律,得出了城市快速路交织区内车头时距分布随断面流率动态变化的结论。选择北京、上海、广州等7个典型城市的城市快速路系统为研究对象,利用数理统计方法对采集的代表性快速路中A类交织区中车头时距数据进行分车道分断面统计分析,拟合分析及x~2检验的结果表明断面流率小于250 veh/h时,车头时距服从负指数分布;当断面流率位于250～750 veh/h时,车头时距服从移位负指数分布,而当断面流率位于750～1500 veh/h时,车头时距则服从Cowan M3分布,为城市快速路交织区的通行能力分析、规划管理等方面的深入研究提供了理论依据。     

高速公路施工区车头时距分布规律及其影响因素分析

施工区作为高速公路的瓶颈路段和事故多发路段,对其车头时距分布规律和影响因素的研究是确定其通行能力和提高高速公路安全水平的基础工作。以陕西省西安-宝鸡高速公路和西安-临潼高速公路施工区为例,分析了半幅封闭半幅双向通行施工区和单向行车道封闭两种施工区的车头时距分布规律,并确定了施工区车流的运行状态;进一步研究了交通量和施工区不同区段两个因素对车头时距分布规律的影响。结果表明施工区车头时距随着交通量的变化和施工区区段的不同呈现一定的规律性变化。     

基于自然轨迹考虑车型的多车道公路交通指标分析

分析了HighD和NGSIM两个开放的自然驾驶数据集中交通流参数(如速度和流量)与安全指标(如车头空距(DHW)、车头时距(THW)和碰撞时间(TTC))的异同.首先针对两个数据集分析了交通状态、不同车道和车辆类型等参数对交通流参数的影响.然后,针对车辆跟驰情况,研究了基于不同车道和不同车型的安全指标分布,探讨了安全指...     

基于“移动水坝”的高速公路雨天行车安全性研究

为了减少雨天交通安全隐患,保障高速公路行车安全,根据雨天高速公路实际行车状态、路面径流特点和车辆水膜相互作用探究雨天安全行车速度。首先,提出“移动水坝”概念,并分析“移动水坝”现象出现的原因和形成机理;依据水力学基本理论探究“移动水坝”现象中水膜厚度和车辆滑水限速值的变化规律;然后,利用Fluent软件仿真车辆对水流的阻挡作用,依据外侧车道大车行车间距的水压力探究连续“移动水坝”形成的条件,并确定外侧车道大车在不同行驶速度下相应的临界车头时距;最后,应用流体力学原理仿真分析车辆行驶速度和水膜厚度与轮胎受到的动水压力之间的关系,确定不同降雨强度下内侧车道小客车的滑水限速值。研究结果表明：雨天在高速公路外侧车道行驶的大车会对路面径流产生阻挡作用,出现“移动水坝”现象;“移动水坝”作用下水膜厚度较正常排水状态下增加,导致内侧车道行驶的小客车滑水限速值降低;设定试验条件下外侧车道大车间距40 m时,两车的水坝作用连续,增加大车车头时距可以减弱连续“移动水坝”作用;车辆行驶过程中轮胎受到的动水压力随水膜厚度及行驶速度的增加而增大,小客车在“移动水坝”作用下发生滑水的概率增加,根据轮胎动水压力值和滑水值确定不同降雨强度对应的临界滑水速度,可相应作为雨天高速公路小客车行驶速度限值。     

基于驾驶模拟器的驾驶人制动后制动踏板操作行为分析

制动过程主要由制动前的反应过程以及制动后的减速过程组成.研究制动后避撞行为对于理解驾驶人的避撞行为、建立制动曲线模型等有着重要作用.利用配有8自由度运动系统的高仿真驾驶模拟器,研究了驾驶人在不同前车减速度(0.3,0.5,0.75g)和不同车头时距(1.5,2.5 s)的制动后制动踏板操作行为.利用ANOVA模型分别比较了驾驶人制动后制动踏板操作行为参数的.差异.结果表明,踩踏板速率随着制动时车头时距的减少而增加,并且随着前车减速度的减少而减少;新手驾驶人的踩踏板速率普遍大于经验驾驶人;相比于前车速度的改变,驾驶人对制动时车头时距的变化更加敏感.     

基于高空视频图像的山地城市信号交叉口到达车辆运行特征分析

为明确山地城市信号交叉口到达车辆的运行特征及其影响因素，通过无人机采集4个位于山地城市的道路信号交叉口的高空视频图像数据，利用基于DataFromSky云平台的AI视频分析技术，获得车辆运行参数。基于车辆运行时空图，得到了交叉口直行道停止线前车辆停滞延误特征、停止线位置车头时距和车头间距统计特征，分析车头间距、停止线截面处速度及道路平均坡度之间的相关性。结果表明:不同路段同一排队位次和同一路段不同排队位次的车辆运行特征均有所不同，排队位次越靠前的车辆，停车点分布区间越集中，下坡路段整体停车位置分布范围比上坡路段大；无论是上坡、下坡，还是缓坡，排队位次越靠前的车辆停滞延误分布范围越大，而靠后的车辆停滞延误分布范围小，最大值出现在下坡路段；不同路段类型车头时距分布均集中于1.5 s，上坡路段的车头时距离散程度最大，但峰值比下坡路段和缓坡路段小；不同路段类型的车头间距分布均集中于10 m，上坡路段和下坡路段车头间距分布出现左偏现象，而缓坡路段车头间距分布更为集中；车头间距在上坡、下坡和缓坡路段均和车辆经过停止线位置处时的速度存在较强的正相关性；道路平均坡度与相邻2车车头间距存在正相关性。      

行人穿越机动车流临界时距影响因素分析

为研究各因素对行人穿越机动车流临界时距的影响机理,在大量采集过街行人接受与拒绝机动车间隙数据的基础上,采用Raff法计算临界时距,再通过相关性分析,确定临界时距影响因素,进而建立行人临界时距计算模型.经分析发现行人临界时距与行人类型、行人等待时间、机动车类型、机动车流速度和流量相关.利用其他区域数据对模型进行有效性验证,结果表明此方法计算得到的临界数据具有较高的准确性.      

佛开高速八车道交通特性与桥梁汽车荷载效应研究

利用安装在广东佛开高速公路上的动态称重(WIM)系统,分别在两个不同位置的四个断面采集了为期将近一年的测试数据,对不同车道车流的分布及荷载组成进行了统计,总结了佛开高速公路车流的交通量、车重、轴重分布以及车头时距和车头间距分布规律。并对桥梁结构在实测荷载作用下的效应进行了分析研究。