互通式立体交叉主线分岔区车辆换道长度研究

针对互通式立体交叉主线分岔区线形、标志标线设计现状，基于车辆在主线分岔区行驶的反应距离、等待距离、变道距离和安全确认距离等最不利情况，建立主线分岔区车辆换道长度计算模型。首先明确主线分岔与常规匝道分流的区别，然后采集目前在运营的某互通式立体交叉主线分岔区车辆轨迹数据，对选择的变道模型进行了验证，最后基于选定的变道模型分别计算了设计速度80 km/h、100 km/h和120 km/h时的主线分岔区车辆换道长度。最终得到不同设计速度下的最小换道长度分别为340 m、450 m和550 m,该研究可为今后我国互通式立体交叉主线分岔区设计优化，以及分流三角区前的标志、标线设置提供参考。     

高速公路出匝分流区超车道车辆车道变换模型

为了获取高速公路出匝分流区车辆的变道运行规律,利用DV和数据采集仪对广东多条高速路多个出匝分流区上出匝车辆车道变换行为的特征数据进行了大量调查.从调查数据中,分析出车道变换特性,结合数理统计理论,应用微分法建立了出匝车辆的变道模型.该模型与调查数据拟合结果吻合,并揭示了整个出匝变道过程及交通流量对变道行为的影响.Matlab编程显示:交通流量适中时,行驶距离不超过400 m便会变道成功;交通流量大时,驾驶员应该提前变道至行车道或减速车道,为高速路规划设计、指路标志设置和安全引导驾驶提供有力理论依据.     

基于元胞自动机的破损路面车辆换道仿真

针对路面破损条件下,驾驶员为获得更高行驶效益而进行车道变换的现象,以元胞自动机Na Sch模型为基础,引入慢启动规则和换道规则,建立路面破损条件下双车道车辆微观换道模型。以换道需求、车道选择、间隙检测和换道执行4个过程确立仿真流程,对不同路面破损条件下的驾驶员特性、交通流特性和车辆换道特性进行仿真分析。从车辆运行角度对路面破损等级进行划分,依据效用理论计算车辆在不同车道上的行驶效益,建立车辆车道选择模型,并定义换道系数,分析单块路面破损对车辆换道行为的影响。基于驾驶员的行为差异,在仿真过程中将驾驶员分为冒险型、机敏型、谨慎型和迟缓型4类,通过设置仿真参数,对不同类型驾驶员在路面破损条件下的行为特性进行分析。结果表明:换道系数随路面破损等级的增加而不断增大,破损等级越高,车辆在破损路段行驶的效益越低,进一步增大驾驶员进行车道变换的概率,能够很好地模拟路面破损对车辆换道行为产生的影响。冒险型驾驶员在中密度区的换道率最高,随着路面破损程度的增加,车辆换道率和行驶速度方差随之增大,说明破损路面会降低车辆行驶效益,加剧换道行为的产生,同时增加车辆行驶速度的波动性,对交通流正常运行产生一定干扰,不利于行车安全。     

隧道出口至主线收费站最小净距研究

针对我国隧道出口至主线收费站净距研究成果较少的现状,在分析驾驶人驶出隧道洞口后的驾驶行为的基础上,分析了隧道出口至主线收费站最小净距的影响因素,包括隧道出口驾驶人的明适应、变道准备、车道变换等主要影响因素,并建立这些影响因素的距离计算模型。其中为研究车道变换所需的距离,建立了满足车辆行驶特征的等速偏移余弦曲线换道模型。最后对各影响因素的距离进行了定性的分析,提出了隧道出口至主线收费站最小净距的建议值。     

基于自然驾驶数据的跨江大桥小客车驾驶行为特征研究

跨江大桥历来都是城市交通的命脉和交通结点,为明确跨江大桥的运行速度特征以及驾驶行为模式,在重庆市菜园坝大桥展开了30位被试的小客车实车驾驶试验,使用航姿测量系统和Mobileye630采集自然驾驶状态下汽车的连续行驶速度、加速度和道路环境信息.基于自然驾驶数据,明确了菜园坝大桥的速度变化模式,分析了车辆合、分流对大桥主线行驶车辆运行特性的影响.研究结果表明,菜园坝长江大桥2个行驶方向都呈"加速-减速-加速-减速"的变化趋势;在自由流状态下,桥头和桥尾15th百分位与85th百分位速度的差值从10 km/h增加到20 km/h,不同驾驶人在大桥上的速度幅值具有较强的离散性,表明车辆之间存在严重的纵向冲突,揭示了跨江大桥车辆追尾事故的本质原因.菜园坝大桥菜苏方向合流区平均减速距离131 m,平均减速度为-0.301 m/s2,分流区平均减速距离213 m,平均减速度-0.406 m/s2,苏菜方向分流区平均减速距离267 m,平均减速为-0.387 m/s2,车辆在合流点附近的减速距离和减速度要低于分流点,合流与分流车辆的换道行为会显著影响大桥主线直行车辆的运行状态,导致驾驶人采取减速行为.匝道出入口与桥头距离越近,车辆速度受到的影响程度就会高,有必要加强分/合流点附近的交通管控和行车引导,提高车辆行驶安全性.      

无收费站的服务式四岔喇叭形立交连接线最小净距研究

针对无收费站的服务式四岔喇叭形立交,以其连接线为研究对象,确定其满足交通流稳定驾驶员正常进行分合流换道等驾驶行为所需最小净距。考虑合分流楔形端、标志认读、驾驶员等待可插入间隙和判断、车辆换道及确认出口6个相关因素,基于最不利的情况进行研究。基于合理假设以两反向相交圆曲线几何模型为基础,建立楔形端距离计算模型;根据车辆进行换道时的特征和轨迹,建立五阶换道模型计算车辆换道距离;据此建立连接线最小净距计算模型,提出最小净距建议值。最后通过VISSIM仿真分析,验证最小净距的计算模型和建议值的合理性,结果表明:净距大于等于建议值时,冲突率满足灰色聚类数学评价方法中的安全冲突率指标,最小净距的计算模型合理可靠,据此计算连接线的最小净距值可保证行车安全。     

协同自适应巡航控制车辆占比对下匝道分流区混合交通流安全性的影响分析

在人工驾驶车辆、自适应巡航控制（ACC）车辆和协同自适应巡航控制（CACC）车辆的行车行为特征分析的基础上，运用跟驰模型和换道模型分别构建人工驾驶车辆、ACC车辆及CACC车辆在下匝道分流区混合交通流仿真环境，解析CACC车辆占比对混合交通流安全性的影响。选取全速度差模型、ACC跟驰模型、CACC跟驰模型分别作为人工驾驶车辆、ACC车辆、CACC车辆的纵向跟驰模型，利用随意换道模型、强制换道模型分别构建下匝道分流主线段、远近端区的横向换道模型。基于碰撞时间（TTC）、暴露碰撞时间（TET）、整合碰撞时间（TIT）等参数构建交通流安全性评价指标。利用MATLAB进行数值模拟，仿真分析不同CACC车辆占比下的混合交通流安全性。结果表明:CACC车辆占比为40%~50%时，混合交通流安全性恶化最严重，TET和TIT分别增加约68%和89%，车辆速度离散系数为0.9以上；通过在下匝道分流区设置远端强制换道区（设置长度≤ 1 000 m），可有效降低混合交通流的追尾碰撞风险。      

高速公路养护工程安全变道控制距离研究

为探究高速公路养护工程安全变道概率条件下车辆行驶的控制距离,对变道过程中车辆跟驰行驶安全约束条件进行分析,并运用概率论与交通流理论研究车辆变道概率组合特性,推导出安全变道控制距离与成功变道概率之间的关系。结合实例计算,对推导模型与规范中的建议值和计算值进行吻合性验证。     

城市道路减速丘交叉口的运行速度变化

使用视频采集技术对通过平乐园南路口减速丘的车辆运行速度数据进行调查。运用插值分析法,建立了车辆行驶速度和距交叉口距离的关系;利用单因素方差分析法,对距交叉口的距离与机动车行驶速度进行显著性分析,研究了城市道路交叉口设置减速丘后机动车的减速效果。结果表明,城市道路交叉口设置减速丘后机动车速度衰减了42.87%,且距交叉口的距离对于机动车行驶速度是有显著影响的。在交叉口进口道16 m范围内,机动车在行驶据交叉口3.5 m处时,其行驶速度会有显著变化,3.5 m处显著性水平为0.01<α=0.05。     

基于轨迹数据的交叉口进口道车辆换道行为特性分析

为探索城市信号交叉口进口道范围内机动车换道行为特性，利用无人机拍摄视频提取车辆换道轨迹数据，分析了进口道车辆换道行为的宏观和微观特性。研究结果表明：强制换道行为多发生在距离停车线60 m～90 m处，自由换道行为在90 m～120 m处；换道时间集中分布在4.5 s～5.5 s之间，其中强制换道的平均时间为4.58 s，自由换道时长为3.81 s；强制换道行为主要受目标车道的可插入间隙及前后车辆的速度差影响，但整体来看分布较为分散；自由换道行为追求行车效率，目标车道的交通运行状况往往要优于原车道，换道行为主要受到原车道前车的相对距离和速度影响。本研究成果可以为城市交叉口的理论研究提供方法参考，为进口道的管理与控制提供理论基础。     

高速公路隧道出口与互通出口最小净距研究

针对高速隧道出口与互通出口净距过小时易在互通出口附近导致发生交通事故的问题,对高速公路隧道互通的最小净距进行了研究。在分析隧道互通出口净距影响因素的基础上,通过分析隧道出口与互通出口之间车辆行驶主要过程(包含明适应、车辆加速、标志判读、车辆换道过程),建立了高速公路隧道互通出口最小净距模型。对模型中基本路段和隧道出口的运行速度、明适应时间等关键参数进行了实测数据调查分析。根据互通不同出口方式和主线车道数,确定了不同车型的换道次数。采用双曲正切函数换道模型确定了换道所需距离。最后,在综合各种影响因素的基础上,提出了净距充裕和不足2种条件下的隧道互通出口最小净距的建议值。研究结果表明:高速公路隧道互通出口最小净距与路段和隧道出口的运行速度、主线的设计速度和车道数、出口形式等因素相关。     

互通式立交车辆分流选择行为概率模型

为系统分析互通式立交分流区驾驶人的分流选择行为特征,讨论驾驶人多项分流选择行为的随机复杂性,根据车辆换道方式及位置对驾驶人分流换道行为进行了定量描述,确定了模型选择树及线性效用函数。选取分流区车辆行驶速度、加速度、车型、匝道小时交通量、减速车道车头时距等特征变量,建立了驾驶人匝道分流与分流方式选择的两层Nested Logit概率模型。基于广河高速公路部分互通式立交分流区的雷达跟踪数据,采用分阶段估计法进行模型参数估计。根据t检验判断了特征变量的影响程度,对模型进行了优化。结果表明:互通式立交区分流选择行为受多种因素综合作用的影响;两层NL概率模型具有较高的预测精度。     

隧道与互通出口小净距路段换道可靠性研究

为分析高速公路隧道与互通出口小净距路段在不同交通流状况下的车辆驶出概率,提出了基于交通仿真的安全换道概率模型。首先,采用VISSIM标定仿真模型并进行正交试验,获取小净距路段在不同净距长度、交通量、驶出比例、大型车比例下的交通数据,在此基础上确定瞬时交通流密度及相应车流平均速度的计算方法,构建相应的分布模型,通过K均值聚类算法研究不同速度下的瞬时交通流密度大小和出现概率;同时引入可靠度方法并利用微分法来构建车辆安全换道概率模型,综合考虑车速、车流密度、目标车道临界可插入间隙等因素的不确定性,应用蒙特卡罗仿真法搭建求解概率模型的算法,并通过MATLAB对模型进行求解;针对分流车初始位置的不同,分别得到了不同交通量、大型车比例、净距长度下的换道驶出成功率,进而研究不同交通流状况组合下的净距长度。结果表明：交通量、大型车比例、净距长度对净距路段内侧车道车辆换道驶出成功率有显著性影响,研究结果可为规范的进一步完善提供参考。     

高速公路合流区车辆换算系数研究

车辆换算系数是道路通行能力研究的重要组成部分,合流区内的车辆运行特性与基本路段有着显著差异,其车辆换算系数也应和基本路段有所差异。通过对实测交通流数据的处理分析,以车辆瞬时占用道路时间和车身长度为指标进行聚类,将高速公路合流区车型划分为4种,进一步计算了4种车型之间所形成的16种车头时距,并以车头时距为基础推导了车辆换算系数的计算模型,根据实测数据计算得出了高速公路合流区各车型车辆换算系数。采用饱和车头时距法和流量车速法分别对得到的车辆换算系数进行了验证,结果表明,计算的车辆换算系数具有一定的实用性。     

主线收费站与信号控制交叉口的净距研究

文章基于对主线收费站与信号控制交叉口净距的界定,结合对该净距的需求分析,从交通标志的设置距离、车辆变道过程中不同阶段的行驶距离、信号控制交叉口的安全视距3个方面进行分析研究,建立主线收费站与信号控制交叉口净距的计算模型。结合道路的多种交通状况,确定模型参数,最后得出不同道路速度下的主线收费站与信号控制交叉口净距的参考值。     

基于换道模型的高速公路隧道出口与主线分流点最小净距研究

通过对现有净距计算方法的讨论,提出了隧道出口与主线分流点最小净距的定义,并探究净距的组成部分。通过分析主线分流的构造形式、车道数对净距的影响,并基于明适应、标志视认、驾驶人的判断、换道和确认距离对净距的影响,根据换道模型建立了最不利情况下隧道出口与主线分流点的最小净距计算模型,提出了推荐值,并利用VISSIM对模型的合理性进行验证。研究结果表明:随着设计速度和车道数的增加,隧道出口与主线分流点的最小净距均增大;设置大型车专用匝道对于减小隧道出口与主线分流点的最小净距作用不明显。     

城市快速路隧道与立交超短连接段变道概率分析

为了给城市快速路隧道与互通立交超短连接段交通组织安全管理提供技术支撑,提出一种车辆变道概率计算方法.依据变道模型中车辆的受力状态,通过抗侧滑、抗侧翻的极限状态界定车辆变道的临界安全状态,通过理论分析与数学计算提出车辆安全变道所需最小车头时距计算公式和最小变道距离计算公式.将变道行为分为单次变道、先后2次变道2种:提出了基于最小车头时距的单次安全变道成功概率计算方法;将先后2次变道视为相互独立,提出考虑必要调整时间的先后2次变道的成功概率计算方法.以深圳某快速路隧道与互通立交超短连接段为实例进行计算分析,结果表明,变道次数对变道成功概率影响最大、交通量次之、天气影响最小,其敏感系数分别为1.25,0.45,0.17;以95% 的成功概率反算连接段所需长度的计算结果表明,2次变道所需长度约为同等情况下单次变道的1.9倍,且该长度增长率约为交通量增长率的2.4倍.      

基于稳定流态下隧道与主线出入口最小净距研究

对地形及设计条件受限的山区高速公路而言,容易产生隧道出入口与主线出入口小净距路段,小净距路段的事故发生率远高于主线其他路段,成为高速公路运营管理的安全痛点。该文根据不同交通断面流率下的车头时距模型,深入研究稳定流态下车辆等待可插入间隙的行驶距离,量化净距的直接影响因素,构建车辆变道模型,进而建立隧道与主线出入口最小净距模型。最后通过VISSIM仿真建模测试,验证了研究结果的准确性和合理性。     

通过增加车道以改善交织区拥堵的可行性研究

针对短交织区交通拥堵问题,在分析车道的增设方式及其作用的基础上,通过交通供需分析确定交织区拥堵的矛盾所在。以交织车流供需矛盾为研究重点,从微观的角度对交织车辆的换道操作进行剖析,以交织车辆最短换道距离为依据,推算出可增设分流车道的交织区最短长度(26m)。采用VISSIM仿真,确定增设分流车道后交织车道的通行能力,并将其与交织需求进行对比,来判定可行性。     

城市平面交叉口左转车辆规避效应特性

城市道路交叉口交通隔离栏侵入内侧车道建筑限界,导致车辆横向偏移,增加行车风险。为了解城市平面交叉口交通隔离栏对左转车辆规避行为的影响,通过无人机采集3个设有交通隔离栏的平面交叉口车辆视频,提取车辆轨迹、速度、加速度等参数。分析交叉口出口不同车道车辆偏移和速度的分布特性,研究左转车辆规避特性。结果表明：①两侧车道上行驶的车辆更倾向于向中间车道偏移,中间车道行驶轨迹则较为稳定;②20 m的行程可供驾驶人稳定行驶方向,保持与交通隔离栏的安全横向距离;③左侧车道上85%以上车辆远离交通隔离栏行驶,平均偏移距离为0.278 m;右侧车道上60%左右车辆远离右侧行驶,平均偏移距离为0.116 m。④左转车辆在出口不同车道的速度分布存在显著差异,其中左侧车道和右侧车道上左转车辆速度分布峰值、横向加速度均值、纵向加速度均值均小于中间车道。以此提出城市道路交叉口的改善方法：①增加中分带宽度,提升路侧净距,实现左侧车道名义路权宽度与实际路权宽度一致;②增大硬质设施与驾驶人的横向距离;③开口段硬质设施优化为柔性,减弱设施心理冲击,降低驾驶负荷;④增设路面导流线和反光设施,保证诱导设施的连续性和一致性,提升方向感和速度感,从而减少规避效应过度或不足所带来的安全隐患。