高速公路施工区交通组织优化研究

根据高速公路施工区交通组织的原则,分别从施工区长度、限速、交通安全和管理设计设置3个方面进行高速公路施工区交通组织设计,提出不同限速条件下、不同工作区长度的施工区交通组织候选方案,并运用交通仿真软件对提出的候选方案进行对比分析。最后,以西潼高速公路某施工路段为研究对象,开展实证性分析。     

网联自动驾驶车辆通过信号交叉口的速度轨迹优化

以网联自动驾驶汽车(Connected Autonomous Vehicle,CAV)为研究对象,研究了CAV车队通过城市信号交叉口的速度轨迹优化控制策略.基于最优控制理论,采用CAV的自动驾驶模型描述车间相互作用,以所有CAV车辆在行驶过程中的总油耗为优化目标,根据信号灯的配时信息建立模型约束,通过优化CAV头车的速...     

基于深度强化学习的智能网联车辆换道轨迹规划方法

以提高智能网联车辆换道安全和效率,降低燃油消耗为目的,该文提出了一种基于深度强化学习的智能网联车辆（ICV）换道轨迹规划方法。分析复杂交通场景智能网联车辆换道功能需求,设计了分层式智能网联车辆换道轨迹规划架构;兼顾车辆安全和换道效率,设计了基于完全信息纯策略博弈的换道行为决策模型;解耦车辆纵横向运动状态,构造了以燃油消耗和乘客舒适度为目标的联合优化函数,提出了基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）的智能网联车辆纵横向换道轨迹规划方法,得到了车辆纵横向优化换道轨迹,并利用搭建的3个典型换道仿真场景,验证了算法的有效性。结果表明：与深度确定性策略梯度（DDPG）算法相比,提出的方法在左换道和右换道实验中的训练效率平均提升了约10.5%,平均油耗分别减少了65%和44%,而且单步轨迹规划时间在10 ms内,能够实时获取安全、节能、舒适的换道轨迹。     

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。     

基于多项式优化的车辆自主换道轨迹规划

换道轨迹的规划是车辆能否自主换道的基础和关键,文章基于五次多项式的轨迹规划方法来拟合换道轨迹,依据换道初始时刻和结束时刻车辆的状态量进行轨迹求解运算,规划出一条光滑连续且符合实际的轨迹曲线.同时考虑到换道的舒适性和效率性,建立了轨迹优化函数J,通过引入k1和k2两个权重系数进行分析,得出了不同权重比下的换道最优时间,使...     

车辆换道轨迹滑模跟踪控制研究

考虑车辆动力学性能前提下,针对运动学描述的四轮车辆换道轨迹跟踪问题,利用滑模变结构控制方法以及改进的指数趋近律设计了轨迹跟踪控制律,并分析了其李亚普诺夫稳定性.该控制律不但能有效的减弱抖振,而且能够保证系统在有限时间内平滑的到达平衡状态.在该控制律的基础上,利用摄像机标定方法获取实际车辆换道轨迹,然后对考虑实际换道过程的期望换道轨迹进行跟踪控制.仿真实验验证了换道轨迹跟踪控制方法的有效性及实用性.     

基于车辆轨迹的驾驶员自由换道行为研究

自由换道行为会对交通流稳定运行产生较大的影响,在换道过程中驾驶员的行为是重要的影响因素。基于车辆运行轨迹的分析,对驾驶员在自由换道过程中的心理行为进行分析,为自由换道模型的构建提供参考依据。     

道路施工区车辆延误分析与交通仿真研究

道路施工区使得车辆运行受到显著影响,车辆延误增加,针对道路施工区车辆延误展开研究并提出了分析施工区车辆延误的方法.与传统的延误分析方法不同,引入交通仿真技术分析计算施工区影响范围内的运行延误、排队延误、加减速延误与绕行延误.采用TSIS仿真软件可以模拟封闭车道施工、不改变交通流向、改变交通流向或交通分流等交通组织方案,并根据不同的交通组织方案,分别计算车辆途经施工区产生的附加延误以及最优分流比例.研究示例表明,运用经过标定验证之后的仿真模型能有效地对施工区延误进行定量分析.仿真表达交通信息的多样性和详实性,确保了施工区车辆延误分析的全面性和准确性.     

高速公路连续瓶颈混合交通流可变限速与换道协同控制方法

为缓解高速公路连续瓶颈区车辆强制换道造成的通行能力下降的问题,减轻瓶颈之间的相互干扰,提出了面向智能网联车辆（connected and automated vehicles,CAVs）与普通车辆混行情况的高速公路连续瓶颈可变限速与换道协同控制策略。对传统的细胞传输模型（cell transmission model,CTM）进行改进,使其更好地预测考虑了可变限速地混合交通流状态;基于实验模拟,得到了不同交通需求场景下合理的换道控制段长度,通过对瓶颈上游车流进行预先换道提醒,缓解因强制换道引发的通行能力下降现象,进而提高可变限速控制的效果,同时利用可变限速对高交通需求下的流量进行调控,为换道控制段内车辆能够完成预先换道提供保障;构建了连续瓶颈下协同控制框架,并以最小化总行程时间和速度差为目标,优化连续瓶颈的交通运行性能;分析了3种CAVs渗透率对协同控制的影响。结果表明：相比于无控制和可变限速控制,在协同控制下总行程时间分别降低了54.76%和33.05%,总速度差分别减少了86.84%和29.58%。此外,CAVs对协同控制性能和道路运行状况有着积极作用。当CAVs渗透率为0.5时最...     

高速公路施工区信号汇入控制研究

为减少高速公路施工区由于车道封闭而形成的局部瓶颈路段,使得行驶车辆安全平稳通过施工区,在国内外高速公路施工区汇入控制策略研究的基础上,结合交通流理论对信号汇入控制进行分析和优化,并利用交通仿真技术对比分析常规汇入控制和信号汇入控制效果,研究发现信号汇入控制可以显著提高施工区单位时间的交通通过量,降低每辆车的平均延误和平...     

高速公路养护施工区限速控制研究

依托交通仿真软件Vissim对各种限速条件下的交通运行情况进行仿真模拟,选取适合于养护施工区的安全评价指标,并对各种限速方案进行安全评价,得出较优的限速方案和限速标志牌的位置。     

高速公路养护维修作业区安全状况分析

由于高速公路在运营过程中需要进行不断的养护维修,因此作业区普遍修建在各条高速公路上,作业区的存在造成高速公路局部路段通行条件恶化,形成高速公路交通安全的"瓶颈".从分析交通事故数据入手,比较了公路施工作业前后,作业区和非作业区的交通安全状况,得出作业区交通安全状况较差,是事故易发区;分析了作业区交通事故成因,得出标志不清、作业影响和车速过快3项主要原因.     

Capacity of One-way Freeway Work Zone Lane Closures

分析了高速公路半幅封闭施工作业区各主要区段的交通特点及其道路通行能力影响因素,在此基础上,提出了基于格林希尔治速度一流量模型的通行能力确定方法和基于运行速度(重点是85％位车速)及道路交通条件修正的通行能力确定方法.应用上述方法计算得出了黑龙江省哈阿高速公路施工作业区上游正常路段、上游警告区及施工区段的实际通行能力值,分别为l 630、1 411、和1 338 peu.(h ·In)-1.研究结果表明:上述2种方法均可用来确定施工作业区的实际通行能力且计算结果的误差较小,相对误差在0.92％～4.74％之间.     

基于TTC及DRAC的高速公路施工区追尾冲突研究

针对高速公路施工区的交通安全问题以及施工区普遍存在的持续时间较短、积累的事故数据难于满足统计分析要求的现实情况,探讨了基于交通冲突替代交通事故的交通安全分析方法.通过采集和分析处理高速公路半幅封闭施工区和单向超车道封闭施工区合流段和施工区段的车型、车速、车头时距等基于车辆个体的交通参数数据,提出了基于避免碰撞时间(TTC)的追尾冲突数计算方法和基于避免碰撞减速度(DRAC)的追尾风险度计算方法.应用上述方法评价了典型施工区合流段和施工区段的追尾冲突状况.研究结果表明,2种事故数据替代方法均可从不同侧面量化描述追尾冲突的发生状态.     

高速公路工作区通行能力估计模型研究与未来展望

回顾了近几10 a国内外对高速公路工作区通行能力的估计方法的研究概况,包括工作区通行能力的定义、分类和区域划分,影响因素分析,数据采集方法,估计模型,结论和未来展望。关注于工作区通行能力的估计模型,将它们分成5类来探讨,指出了各类模型的特点。最后对之前的研究进行了总结,对未来的研究提出了展望。     

交叉口无干扰条件下右转机动车轨迹建模

利用视频提取技术,对不同几何条件交叉口的右转车辆数据进行采集,并利用Track pro软件获得车辆位置坐标,计算车辆平均运行轨迹;然后分别用对数函数和二次多项式对轨迹进行拟合,通过比较拟合结果,确定右转机动车轨迹模型为对数函数模型;同时通过分析交叉口转角、出口道位置、车辆速度等轨迹影响因素与轨迹参数之间的关系,对模型参数进行了标定;最后选择工程实例,利用实测数据对模型进行了验证。结果表明,利用模型计算的轨迹坐标点与实际值的最小相对误差为0.34%,验证了模型的有效性。     

高速公路施工作业区追尾风险及其突出影响因素识别

针对高速公路施工作业区的追尾风险及其突出影响因素识别问题开展了研究.首先,采集和分析了处于高速公路半幅封闭施工区和单向超车道封闭施工区合流段和施工区段的车型、车速、车头时距等基于车辆个体的交通参数数据,然后引入了避免追尾碰撞减速率(aD)的概念并提出了基于aD的追尾风险度计算方法,进而归纳总结了追尾风险的影响因素并构建了4个用于描述追尾风险度与影响因素之间关系的模型.基于关系模型提出了应用灵敏度分析识别突出影响因素的方法.最后,针对典型半幅封闭施工作业区及单向超车道封闭施工作业区的合流区和施工区段,应用上述方法进行了案例分析,验证了方法的可行性和可用性.     

机场飞行区无人驾驶清水车优化调度方法

针对机场航班延误和拥堵现象日益严重以及地面特种车辆服务航班效率低且存在较高安全隐患的问题,研究了面向机场飞行区无人驾驶清水车的优化调度方法。通过将无人驾驶清水车服务航班硬时间窗与梯形模糊隶属度函数相结合构建航班服务水平函数,结合传统C-W节约算法,考虑无人驾驶清水车服务机场航班的时间规则,实现了无人驾驶清水车总行驶路程最短以及航班服务水平最高的目标。考虑服务航班数量总和,衡量每辆无人驾驶清水车的服务航班阈值,并提出了服务航班任务量的差异评价值。新算法在C-W节约算法路径优化结果的基础上对未达到服务航班容量极限的子路径进一步优化,实现了所需服务航班的无人驾驶清水车数量最少、服务航班数量差异化最小的目标。以国内某机场航班信息为例,结果表明：与单车单服务模式相比,服务总路程节省59.36%,车辆使用减少84车次,航班服务水平为93.78%,航班任务量的差异评价值由93.32%降低至43.96%;与基准算法相比,新算法在实现任务量均衡的同时并不会增加总行驶路程,且将服务航班任务量的差异评价值由2.72降低至0.44,显著提高了车辆服务航班任务量的均衡性。