基于仿真的多车道高速公路交通冲突分析

为了预防多车道高速公路的交通事故,分别以客货混行整体式、客货分离整体式、主辅分离式3种多车道断面形式的交通冲突为研究对象,建立VISSIM交通仿真模型,利用SSAM软件获取交通冲突数据,并对冲突的形式、数量、位置进行分析。结果表明:客货混行整体式下的交通冲突最多,主要分布在最内侧、最外侧车道和减速车道上游100m范围;客货分离整体式下的交通冲突主要分布在货车道和立交出入口附近;主辅分离式下的交通冲突主要分布在辅路和车道转换处。     

多车道高速公路改扩建项目路基断面组成方法

以连霍高速(G30)新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程为例,从规范运用、运营安全、借鉴类似项目及工程规模等方面,对多车道高速公路断面各组成部分的宽度进行了分析与论证。具体项目横断面形式选择为:八车道及以上高速公路整体式路基可不设置左侧硬路肩;八车道及以上高速公路分离式路基,结合地形及救援条件,可论证选择左侧硬路肩宽度。经论证,在保证安全的前提下,改扩建项目路基断面中各组成部分宽度可采用规范的最小值。     

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。     

纳黔高速公路交织区安全保障技术研究

纳黔高速公路存在为数多达50余处之众的交织区。在互通式立交、服务区、停车区、爬坡车道以及紧急停车带的交织区域形态各异,存在的安全隐患各自不同。本文以纳黔高速公路摩尼互通交织区为例,结合纳黔高速公路交织区地质与气候环境特点,针对上述问题,从交织区安全标志标线设计以及安全防护措施设计这2个方面入手,为确保纳黔高速安全运营提供了切实可行的治理措施。     

高速公路互通式立交单车道减速车道长度研究

针对我国《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)中互通式立交减速车道最小长度取值不合理的问题,通过国内外资料调查和互通式立交分流区车辆运行数据调查,研究主线设计速度为120 km/h的高速公路互通式立交分流区驶出车辆的分流位置和减速特性.基于二次减速理论并考虑三角渐变段长度建立互通式立交减速车道长度计算模型,通过调查数据统计和国内外研究分析确定模型中分流点初速度、分流鼻速度和两次减速度等关键参数取值.利用上述模型对减速车道长度取值的合理性进行了分析,并给出了对应不同匝道设计速度的减速车道长度建议值.其研究方法和计算模型可用于不同设计速度的高速公路减速车道长度的确定,而进一步的调查和计算结果可以作为现行《规范》的补充.     

苜蓿叶形枢纽互通设置集散车道的必要性论证

由于全苜蓿叶或相邻象限设置环形匝道的部分苜蓿叶互通存在距离很近的相邻进出口,互通内主线存在交织区且交织长度短,交织车辆易对主线直行车辆造成影响。为提高主线的通行能力与行车安全,经验上一般在存在交织区的主线设置集散车道。考虑设置集散车道后,互通的占地与工程造价会较大幅度增加,设计阶段需对设置集散车道的必要性进行论证。利用美国《道路通行能力手册》（HCM2000）中对高速公路交织区通行能力的计算方法,介绍了全苜蓿叶枢纽互通是否需要设置集散车道的论证过程与方法。     

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。     

低密度区高速公路平直段交通流速度和流量关系研究

为确定高速公路基本路段低密度区速度和流量模型形式和模型参数是否与高速公路类型有关,研究了平原区开阳高速、山岭重丘区京珠北高速和山岭微丘区粤赣高速三条代表性的不同类型高速公路的平直段上的交通流.用摄像机在合适调查断面录制了足量视频作原始资料;权衡多方面因素后采用了20 s作为提取数据的统计间隔;利用方差分析判断出了同一高速公路不同车道上车辆速度均值有显著差异,速度和流量模型应分车道建立;将20 s流量折算成标准小汽车流量后放大为小时流率,速度采用20 s内通过断面的所有小型车平均速度,作速度和流率散点图;根据散点图建立了速度和流量模型.结果表明:低密度区不同高速公路平直段速度和流量关系虽均可用线性模型表征,但模型参数不同,而且同一高速公路不同车道的速度和流量模型参数也不同.     

先入后出型城市快速路匝道组合的最佳间距

以上海市某先入后出型匝道组合为例,利用校验后的仿真软件TSIS研究了匝道间距与交织区平均速度的变化关系.结果表明,随着匝道间距的增加,交织区平均速度呈先增加后趋于稳定的趋势,且匝道间距对主线最外侧车道的影响程度远远高于对内侧车道的影响.借助统计软件SPSS分析了主线设计速度分别为60、80、100 km/h时匝道间距、流量、汇入比、分流比与交织区平均速度的关系并建立了相应的定量模型.结果表明,主线设计速度不同时,影响交织区平均速度的因素也有所变化.根据定量模型分别计算了不同设计速度和交织区平均速度条件下的匝道间距,并根据实际情况对计算值进行了修正,最终给出了合理的推荐值,并与《城市快速路设计规程》(CJJ129-2009)中的推荐值进行了对比.结果表明,定量统计模型计算值较为合理,且更加详细,便于工程应用.     

扁平特大断面隧道修筑及研究概述

扁平特大断面隧道是近几年为适应多车道高速公路而发展起来的一种隧道形式。该类隧道的扁平率低,开挖方法、受力及应力重分布的情况复杂。但是,当前我国扁平特大断面公路隧道修建数量较少,施工实践经验缺乏,无设计规范或标准。为此,文章重点总结和综述了国内扁平特大断面隧道及相似工程的建设与修筑情况;对扁平特大断面隧道的施工方法、隧道力学问题及围岩稳定性、隧道断面形式等研究热点进行总结和分析。     

高速公路改扩建施工区临时交通安全设施探讨

针对改扩建高速公路施工区的交通事故特点,在借鉴相关研究和应用经验的基础上,提出了施工区临时安全设施的设置要求,并提出了隔离设施的功能和性能要求,以满足施工区的行车安全和施工作业人员的安全。     

学校地区交通安全设施选择模型研究

交通安全设施对提高学校地区交通安全有重要作用.但在实际工程应用过程中存在2类问题:①学校地区某种交通安全设施的有效性问题;②是否需要增设新的设施以提高现有设施有效性问题.以解决学校地区这2类工程问题为出发点,建立了一种迭代判别式交通安全设施选择模型.选取北京市2种不同类型的学校为研究对象,采用驾驶模拟技术获取了平均速度、相对速度变化率、加速度标准差等评价指标,以黄色闪烁警示灯为基础,说明了迭代判别式交通安全设施选择模型的应用过程及结果.研究结果表明,该模型对于解决多种交通安全设施的选择问题具有较好的实用性.      

湖北沪渝高速长大纵坡交通安全改造方案

文章主要对山区高速公路长度较大,且坡度较陡路段的交通事故分析,捋清各种事故的共同特点和诱发因素,从事故状况、路线状况、事故原因分析、交通设施的角度对湖北沪渝高速公路鄂西段提出了安全改造方案,由于运营的原因,现在进行安全改造不太可能采用路线的措施。上面所提到的措施可以同时运用,也可以选用其中一种或几种,都将在一定程度上减少事故次数、降低事故严重程度。在此基础上,为鄂西段高速公路的安全管理提出一些参考建议,为高速公路长大下坡路段的安全设计与风险管控提供有益的指导。     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。     

山区高速公路交通事故特征及防控体系研究

以山区高速公路典型路段八达岭高速公路进京方向55km至50km路段为研究对象,以近几年交通事故统计资料为依据,结合理论研究和实地考察,深入分析了该路段重特大交通事故特征及成因,提出亟待解决的实际问题,验证了改善措施的实施效果,进而形成山区高速公路重特大交通事故防控体系。     

人机混驾交通流交织区换道模型切换控制策略

因交织区的强制换道存在紧迫性, 车辆换道行为在交织区后半段会出现因换道意愿强烈而产生的激进换道行为, 这种微观的换道行为将给交通流带来一定影响; 在人机混驾情形下, 不同类型换道切换控制模型同样可能影响交织区通行能力。在分析人机混驾交通流交织区换道行为特性的基础上, 将换道类型分为保守型换道和激进型换道; 在可接受安全间隙模型的基础上结合自动驾驶车辆间的协同行为, 构建自动驾驶车辆在保守状态下的协同换道模型; 以及在激进型状态下考虑目标车道后车类型影响下, 构建激进型换道模型。通过分析津保立交桥实地调研轨迹数据和NGSIM中US-101交织路段轨迹数据, 分别拟合了保守型、激进型换道模型切换点分布函数; 考虑不同车辆驾驶行为特性及其相互作用, 提出人机混驾条件下换道模型切换控制逻辑决策。以SUMO仿真软件搭建实验平台, 考虑人工驾驶车辆换道模型切换点分布特性, 以优化最大流率、交织区整体车辆运行速度、换道车辆速度等为目标, 确定不同自动驾驶车辆渗透率下自动驾驶车辆的最佳保守型-激进型换道模型切换点。仿真结果显示: 在交织区长度为250 m, 自动驾驶渗透率分别为0.2, 0.5, 0.8时, 自动驾驶换道模型切换点分别在180, 80, 50 m处达到最佳, 即随着自动驾驶渗透率的提高, 换道切换点最佳位置将向交织区入口处逐渐移动, 且在自动驾驶渗透率较低时这种换道切换点的变化较为明显; 在较高渗透率下, 由于协同换道出现频率增高, 自动驾驶强制性换道行为比例降低, 换道模型切换点对交织区通行能力的影响逐渐变小。本项研究对人机混驾条件下高速公路交织区自动驾驶车辆的换道控制提供决策依据      

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧 道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设 施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主 要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建 议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的 视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3 个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。     

基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控

为解决城市快速路正面临的日益严重的交通拥堵问题,提出了一种针对城市快速路的基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控方法,该方法能够有效利用海量交通数据进行交通预测,实现拥堵的主动管控。首先,基于交通路网的空间有向性和交通流的时空特性,定义了有向的距离影响矩阵、修正欧式距离矩阵和自由流可达矩阵,构建出有向的图卷积算子,并将其应用于长短时记忆神经网络模型中,提出了能学习交通路网时空双重特性的有向图卷积-长短时记忆神经网络（Directed Graph Convolution-LSTM,DGC-LSTM）模型;其次,基于DGC-LSTM的交通预测结果识别出拥堵产生点并将其作为拥堵管控的对象;再次,采用控制进口匝道车辆输入快速路主线的手段,针对管控对象的时空特征,设计了全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略;最后,基于上海市快速路网上布设的2 712个检测器在122个工作日每间隔5 min记录的速度、流量和占有率信息,开展实例分析,测试了DGC-LSTM模型的预测精度以及全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略的有效性。结果表明：与传统的循环神经网络、长短时记忆神经网络相比,DGC-LSTM模型具有更高的预测精度,能将速度预测的平均绝对误差和误差标准差分别降低38%和20%以上;基于预测结果采用的全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略能令拥堵产生点的速度提升14 km·h^-1以上,并能使拥堵的持续时长缩短40%,可阻止拥堵从产生点开始发生大范围的蔓延,降低整个路网的拥塞程度。     

基于数据驱动的城市快速路段拥堵状态辨识及诱导对象选择方法

交通诱导实施效果不佳的主要原因之一是具有差异性出行特征的出行者无法接受单一的诱导方案。针对城市快速路高峰时段拥堵问题, 研究了考虑车辆出行特征差异的交通诱导对象精准识别方法, 以保障诱导方案的实施效果。利用高德路况数据提取拥堵路段, 根据拥堵路段与相邻路段交通状态的相关性提出拥堵源路段识别方法; 利用车牌识别数据提取使用快速路车辆的出行特征, 包括快速路出行强度、地面道路出行强度、快速路出发时刻离散度和快速路路径选择多样性; 采用K-means++算法对车辆出行特征进行聚类, 识别出显著影响道路交通状态的出行者, 并为出行者推荐适合其出行特征的错峰或绕行诱导方案。以苏州快速路为例, 研究发现: 针对拥堵源路段的交通诱导能有效改善拥堵路段的交通状态; 类型3车辆(高频出行且易绕行)占单月工作日早高峰所有使用快速路车辆总数的14%, 却占单日早高峰总交通量的51%, 是重点诱导对象; 通过精准识别, 可推荐诱导车辆数占总车辆数的47%。      

不良线形组合情况下城市道路工程与交通安全设施设置措施的探讨

在城市道路设计中,一些道路与立交匝道形成了如小半径平曲线、陡坡等不良的平纵线形组合,在车辆超速、天气等不利条件的共同作用下容易引发重大交通事故,造成负面的社会影响。通过对规划、设计、速度等方面的原因分析,希望引起设计、管理部门的重视,并提出通过适度增加工程措施、加大交通安全设施设置力度的方法,达到限制和降低车辆的运行速度,保障交通安全的目的。