神经网络方法在车头时距特性分析中的应用

信号交叉口的车头时距是道路及交叉口通行能力分析和信号配时设计中最重要的交通特性之一.由于影响车头时距的因素很多,在进行交叉口交通流模拟时,如何获得准确的车头时距一直以来是较难解决的问题.将神经网络方法用于车头时距特性分析,以便在一定的交通、道路条件下,获得某种车型的车头时距,为进一步分析城市信号交叉口的饱和交通流量、延误与损失时间,以及小汽车当量等特性奠定了基础,从而可以有效地解决城市和公路交通问题.     

网联自动车混行状态下信号交叉口通行能力分析

车头时距是表征交叉口通行能力的主要参数。为探讨网联自动车混行状态下交叉口的通行能力,通过网联自动车跟驰模型推导通过停止线的安全车头时距,分析混行状态下4种跟驰行为,针对是否考虑前车类型,基于概率模型构建混合交通流背景下交叉口通行能力模型,通过参数标定分析网联自动车速度、车头时距、渗透率及信号控制对交叉口通行能力的影响,其中人工驾驶车辆的相关参数和模拟场景中涉及的数据均为实测所得。结果表明,网联自动车速度增加、车头时距减小、渗透率增加、不考虑前车类型都会提升交叉口的通行能力,混合交通流背景下提升交叉口通行能力的根本原因在于车辆通过停止线的均衡态车头时距减小;交叉口受信号控制时的均衡态车头时距越小,通行能力降低幅度越显著。     

基于不良天气下的单点信号灯控制优化

在不良天气条件下对单点交叉口的信号控制优化,是能够使得车辆在不良天气条件下交叉口延误降低、降低交通事故率、增大交通安全系数的重要手段.本文首先通过对目标城市——柳州市的天气环境进行调查,结合柳州市气象局的资料公开发布,将柳州市存在的雨、雾、霾天气进行聚类分析,将各种天气按照对交叉口延误和饱和车头时距的影响分为一级、二级...     

混合交通状态下交叉口排队机动车流启动车头时距研究和应用

研究的主要内容包括:信号灯控制道路交叉口红灯周期形成的排队车辆,在放行后不同车型的启动时间和不同车型组成的混合机动车流车头时距的分布研究;混合交通状态下机动车启动通过交叉口时受到干扰后的延误时间研究;利用上述研究成果对混合交通状态下交叉口排队车辆的放行绿灯时间进行估算。课题以现实交通数据为基础,通过统计分析结果最终建立放行绿灯时间估算表,对混合交通状态下道路交叉口信号灯的配时起到指导意义。     

提高武汉市环线平交路口通行能力交通设计技术研究

为了更好地把握武汉市环线平面交叉口的现状和存在的问题,提出改善措施,采用先进的交通调查仪采集武汉市环线主要平面交叉口的交通流数据,分析其交叉口交通量空间分布、交通流稳定性、交叉口流量流向、车头时距等交通流特性,得出环线主要平面交叉口现状道路交通状况,并以此提出了通行能力改善技术,并进行了案例应用。     

不同道路环境下车头时距的三参数Burr分布研究

车头时距是交通流与随机过程中的重要参数。为了清晰地描述城市不同类型道路的交通流特性,采集了广州市内南沙港环形交叉口、官洲隧道进口和中山大道十字交叉口三种不同类型道路的车头时距数据。通过数据分析发现车头时距的随机过程与三参数Burr分布具有相似性,并通过理论推导建立了模型。运用最大似然法和牛顿法对三参数Burr分布进行了参数估计,最后通过卡方检验对各组实测数据进行了拟合优度检验。结果表明:实测的车头时距分布曲线呈现递增后递减的性质,利用三参数Burr分布能较好刻画不同道路环境下的车头时距的变化特性。本文的研究结论,可为今后在交通流车头时距分布的统计规律的研究过程中提供一种新的可行性模型。     

信号交叉口基于出发时刻预测的生态驾驶方法

在城市道路交通中,信号交叉口区域内车辆频繁停车启动的现象,加剧了整体交通流的能源消耗、污染排放与车辆延误。为了减少信号交叉口启停波现象对整体交通流产生的负面影响,以面向未来人工驾驶车辆(HDV)/智能网联车辆(CAV)混合构成的新型混合交通环境为基础,提出了一种基于出发时刻预测的生态驾驶方法,通过优化CAV的驾驶轨迹,减少交叉口区域的车辆延误和能源消耗。首先,对混合交通流的基本图模型进行了分析,根据启停波影响范围,划分CAV通过交叉口的驾驶场景;然后,建立了子区渗透率对饱和车头时距的影响关系,预测了CAV以当前饱和车头时距通过交叉口的时间;最后,结合车辆与交叉口的距离,利用分段三角函数模型,生成其通过交叉口的速度限制曲线,并将优化速度嵌入到智能车辆的跟驰模型中作为限制速度,从而使CAV在无法通过当前绿灯窗口的条件下,实现提前减速,在通过交叉口区域后解除速度限制,切换回自身的跟驰模型。此外,还提出了平均综合效能这一指标来综合评价驾驶策略在效率和能耗2个方面的性能,并将提出的基于出发时刻预测的生态驾驶方法与传统网联车辆控制方法、经典交叉口节能控制方法进行了对比。研究结果表明:提出的出发时刻预测方法可以精确预测CAV在交叉口的出发时刻,有效减少车辆的能源消耗与污染排放,同时提高信号交叉口的通行效率;在渗透率大于60%情况下,该方法对系统效能的提高达到12%左右,在10%渗透率条件下也可以达到6%的效能增益;在交通饱和流率在0.5~0.9的范围内时,系统的效能增益较明显。     

基于遗传算法的交通流控制优化模型

在交通流控制理论基础上建立了在交叉口空间渠化及信号相位相序给定的条件下,考虑机动车与非机动车的延误(服务水平)约束条件,机动车通行能力最大的优化模型。利用遗传算法搜索全局最优的特点,运用遗传算法与梯度法相结合的混合算法对模型求解,并通过优化实例计算,验证了该方法和模型,为信号交叉口交通流的协调控制优化研究提供了新思路和新方法。     

考虑与过街行人冲突的道路右转机动车延误研究

以道路信号交叉口右转机动车和过街行人为研究对象,通过从微观角度分析无信号控制的右转机动车与过街行人冲突过程,考虑右转机动车在等待一段时间后与行人抢行状况,建立右转机动车交通延误模型(简称DRT模型).以长沙市3个信号交叉口为例,将相关参数代入延误模型计算,并与VISSIM仿真结果进行对比,发现3个信号交叉口右转机动车延...     

典型信号控制交叉口行人专用相位设置阈值研究

针对目前城市道路交叉口中人车混行现象,综合考虑效率与安全两方面因素,选取延误成本和冲突成本分别作为效率与安全的评价指标,构建有(无)行人专用相位信号控制模式的交叉口运行成本模型.模型的延误成本中,行人和非机动车延误考虑了信号延误、冲突延误以及绕行延误;冲突成本则基于交通冲突理论,以车头时距判断机动车与行人和非机动车是否发生冲突为指标,并根据机动车及行人和非机动车达到分布确定冲突概率.最后,通过北京市四道口交叉口验证了该模型的适用性,并基于遗传算法求得典型信号控制交叉口中行人专用相位设置的阈值在750~900人/h浮动,随着车流量的增长,行人专用相位的设置对行人流量的要求呈现先降后升的趋势.为城市道路交叉口信号配时设计提供了理论支撑,保障行人及非机动车安全、舒适、方便、尊严的出行.      

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。      

机非混行平面交叉口交通设计理论研究

对机动车与非机动车混行条件下平面交叉口的交通设计进行深入、系统地研究。在分析大量实测数据的基础上,对信号控制交叉口自行车交通流的运行特征进行分析,建立自行车交通流的相关模型;在理论分析和实践的基础上,形成机非混行平面交叉口交通设计理论与方法。这些理论与方法的建立将为解决城市混合交通问题奠定基础。     

基于交通预测的多态交通流信号控制

为解决现有信号控制方法对多态交通流交叉口适应性不足的问题,通过在交叉口设置多功能进口车道和车辆检测器、车道控制器等硬件设施,进行了短时交通流预测基础上的多态交通流条件下交叉口信号配时优化研究。根据交通量预测数据,建立信号控制延误估计模型,以交叉口总延误最小为优化目标选取多功能车道流向,根据每相位最大排队长度逐步优化绿灯时长并实施信号控制。短时交通预测以小波分析为基础,采用RBF神经网络及Markov链分别预测交通流的稳态与随机部分。使用VISSIM软件对设置多功能车道的交叉口多态流信号控制方法进行了交通仿真。分析结果表明：该方法可有效降低行车延误,提高交叉口服务水平。     

不良天气和路面环境对交通信号配时方案的影响

针对不良天气和路面环境下沿用正常天气交通信号配时方案时信号控制效益下降的问题,从不良天气和路面环境下交通流运行特征入手,分析了因天气和路面环境改变导致的以经典信号控制理论为优化基础的信号配时方案演变情况,采用Vissim软件建立了哈尔滨市嵩山路与淮河路交叉口良好天气与雪天的交通信号控制仿真模型,并进行了案例分析.分析表明:雪天及时调整信号配时方案,与仍采用良好天气情况下的信号配时方案相比,能有效降低车辆在信号交叉口的停车次数和延误,提高交叉口的通行效率.这一分析结果适用于所有不良天气和路面环境下的交通信号优化控制.     

考虑自动驾驶平稳性的交叉口通行能力研究

为研究考虑自动驾驶平稳性的城市十字交叉口通行能力问题,建立了自动驾驶汽车模型,采用VISSIM软件对十字交叉口在混合交通流下的交通状况进行仿真实验,分析了不同自动驾驶汽车比例和驾驶偏好对十字交叉口的行程时间、平均车速和延误的影响规律。结果表明:在自动、手动驾驶汽车车速分别为30km/h和50km/h的场景下,增大自动驾驶汽车比例,平均车速下降且波动大,汽车行程时间与平均延误增加,延误由十字交叉口向外扩散;提高自动驾驶汽车车速至50km/h并改变信号配时,汽车行程时间最高缩短24%,平均车速提高且保持稳定,十字交叉口延误扩散情况得到改善;对比不同驾驶偏好的研究发现,限制最大加/减速度时,减小停车间距与车头时距能够提升十字交叉口通行能力。     

交叉口混合交通流高维多目标信号优化控制

为提高我国城市道路交叉口混合交通流智能信号控制的效率,提出一种基于高维多目标进化算法的交叉口混合交通流信号智能优化控制方法.首先,提出一种新的高维多目标进化算法GRMODE,设计了新的算法模型并改进了Pareto支配排序等多项关键技术;其次,设计了基于GRMODE算法的交叉口混合交通流高维多目标信号优化控制模型,提供5项控制目标最优的信号控制方案.在南京市交叉口信号控制中的仿真实验结果表明,基于GRMODE算法的控制模型能够使交叉口机动车平均延误、停车次数、通行能力、非机动车平均延误及行人等待时间等多项性能指标同时达到最优,提升交叉口智能信号控制效率.     

Synchro仿真在交叉口改造中的应用——以中关村一桥交叉口为例

交通延误主要发生在道路交叉口处,该文以北京中关村一桥交叉口为例,通过Synchro仿真软件评价交叉口交通流运行状况,优化路口信号配时能够达到缩短延误时间,同时针对饱和交通流情况,通过路口拓宽增加进口道通行能力,通过两种方式的综合作用对交叉口的拥堵起到一定的缓解作用.     

基于机动车延误的Hook-turn交叉口信号控制方案优化方法

为了给Hook-turn交叉口信号配时方案设置提供理论依据,建立了交叉口直行专用车道的机动车延误计算方法;之后考虑交叉口内部待行区左转机动车发生排队上溯、未发生排队上溯2种情况,建立了直行/左转/右转共用车道的机动车期望延误模型;研究了待行区左转机动车对同相位交通流运行的影响,提出了有效利用绿灯时间的校正方法。以交叉口机动车平均延误最小为目标,以周期时长、相位绿灯时间为自变量,建立信号配时方案优化方法。采用实际交叉口数据对所建立方法进行检验,并根据Hook-turn方法设计了2种改进渠化方案;在VISSIM中采集2种改进方案、现状方案的机动车延误指标,并进行对比分析。结果表明:在优化信号配时方案下,Hook-turn方法可以减少直行机动车以及交叉口整体机动车平均延误;当左转车流量较小时,Hook-turn方法的效益显著。     

两相位信号交叉口左转交通流延误模型的研究

左转车是信号控制交叉口产生冲突点最多的车辆,因此对左转交通流的延误分析是研究交叉口延误的基础。文中在研究改进的HCM延误模型基础上,考虑了左转车流驶离交叉口时非机动车驶入机动车道从而造成左转车流的跟驰延误,结合我国交叉口左转交通流的特性,建立了一个两相位信号交叉口左转交通流延误模型,并通过实例说明了此模型的有效性和适用性。     

基于交通管理和控制的城市道路平交口治堵措施研究

本文结合城市道路平面交叉口拥堵原因及交通管理与控制理论,以某西部城市二环路T型平面交叉口为例,实地调查该交叉口的交通量、车速、车头时距等交通参数以及交叉口的线形设计、交通管制及绿化设置等,结合交通流出行特点,分析该交叉口拥堵原因,并从线形设计的改善、交通管制、交通流分配、标志标线设置等方面提出解决方案,为解决该平交口的拥堵问题给出合理及可行的建议。