应急车辆作用下的路段交通仿真模型研究

在分析不同车辆属性及相互影响下行为特征的基础上,提出应急车辆影响响应范围的概念,分类构建了应急车辆和普通车辆跟车换道元胞自动机行为规则,并对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值分析.     

考虑双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型

允许车辆借反向车道超车的双向交通道路是城市路网的重要组成部分.本文考虑了双向交通道路的车辆行驶规则,研究了无信号控制交叉口的车辆优先通行权分配规则,构建了一个双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型,研究了城市路网交通流的动态特性.研究结果表明,临界密度随着路网规模的增加而下降,路网交通密度的增加会加速拥堵闭环的形成,换道概率的增加会降低路网车速和缩短局部死锁现象形成的时间,单位时间换道车辆数与换道概率及交通密度之间存在着密切的关系.     

考虑驾驶愤怒的元胞自动机交通流模型

驾驶员在愤怒时的驾驶行为表现与正常驾驶时存在较大的差异,这些行为差异会影响车辆的运行速度、运行轨迹等,进而对道路交通流产生影响.文中在NaSch元胞自动机交通流模型的基础上,考虑愤怒驾驶行为的特点,从运行速度、换道条件和安全距离3个方面重新确定元胞更新规则,构建考虑驾驶愤怒情绪的周期边界条件下双车道元胞自动机交通流模型.在MATLAB环境下,对所建模型与普通NaSch交通流模型进行对比仿真分析.结果表明,驾驶愤怒所引起的行驶速度变化对交通流影响明显.     

基于换道概率分布的多车道交织区元胞自动机模型

交织区是快速路系统的重要组成部分，由于车辆频繁换道、相互作用复杂，容易造成交通瓶颈。本文提取城市多车道交织区时间分辨率为0.1 s、空间分辨率为0.1 m·px-1 的高精度车辆轨迹，分析交织区及相邻路段的交通流和车辆行为特性，提出分区元胞自动机模型。在上游和下游换道模型中，建立基于速度差、车辆间距的换道动机规则、间距规则及Logistic换道概率规则。对于交织影响区，建立考虑速度、间距及路径转换需求的换道动机规则，根据安全风险构建换道时机的多步决策规则，提出基于换道频率Gaussian分布模型的换道概率规则，并对主要参数进行灵敏度仿真测试分析，模型具备评估交织区不同换道状态的实际应用潜力。仿真与实测显示，本文 模型流量、速度、密度及换道分布等特性与实际相符，能有效反映车辆在不同位置的换道需求与强度差异性，刻画多车道交织区复杂的换道行为。     

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为了研究驾驶疲劳对道路交通流运行状态的影响,提出了一种改进的一维元胞自动机交通流模型.在周期性边界条件下,通过分析驾驶员的疲劳特性,考虑驾驶疲劳对驾驶员驾驶行为的影响,分别对疲劳车辆与正常车辆制定各自的演化规则,并以此对车辆进行状态更新,以建立改进的交通流模型.通过计算机仿真实验,得出不同疲劳车辆比例下车流密度、速度与流量的关系数据,并分析了疲劳车辆对交通流安全性的影响.仿真结果表明,对于本文改进的模型,随着道路上疲劳车辆比例的增加,交通流的拥堵呈分散趋势,车辆的拥堵频率显著提高,整体车流的安全性有所下降.同传统的SDNaSch模型相比,能够更好地描述道路交通流的实际运行状态.     

多车道元胞自动机换道决策模型的冲突处理策略

换道模型是多车道元胞自动机交通流模型的核心子模块之一,在分析现实中驾驶员执行换道时处理车辆冲突过程的基础上,依据其蕴含的不同换道驾驶行为特征把驾驶员采取的换道冲突策略划分为保守型、机敏型与激进型3 类,并通过进一步优化车辆状态更新算法,提出了换道冲突处理多策略,车辆状态更新次序随机的多车道换道模型.运行模型获得不同空间占有率条件下,驾驶员分别采取保守、机敏或激进策略时所产生的换道动机次数和换道成功次数.通过数据分析发现：在特定空间占有率区间,不同换道冲突处理策略将引起较显著换道动机概率差异与换道成功概率差异.     

多车道元胞自动机换道决策模型的冲突处理策略

换道模型是多车道元胞自动机交通流模型的核心子模块之一，在分析现实中驾驶员执行换道时处理车辆冲突过程的基础上，依据其蕴含的不同换道驾驶行为特征把驾驶员采取的换道冲突策略划分为保守型、机敏型与激进型3 类，并通过进一步优化车辆状态更新算法，提出了换道冲突处理多策略，车辆状态更新次序随机的多车道换道模型.运行模型获得不同空间占有率条件下，驾驶员分别采取保守、机敏或激进策略时所产生的换道动机次数和换道成功次数.通过数据分析发现：在特定空间占有率区间，不同换道冲突处理策略将引起较显著换道动机概率差异与换道成功概率差异.     

基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型

在探索机动车驾驶换道决策机理,分析影响驾驶员换道决策内外因子的基础上,提出了以内部因子为决策变量,外部因子为约束条件的机动车多车道换道模型,并将其引入一维改进舒适驾驶元胞自动机模型,形成基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型.不同V/C条件下该元胞自动机模型的运行分析表明：换道驾驶行为会导致自身及周边车辆的加减速、匀速、怠速等运行工况发生变化;不同的内外因子导致车流平均换道次数不同,车流平均速度的波动规律也不同.本文提出的多车道换道模型描述决策机理清晰,能同时描述多个内外因子的共同作用,具有很好的适应性与扩展性.     

考虑ASD和LCR的高速公路多车道交通流元胞自动机模型

采用多车道元胞自动机模型,分析了考虑平均速度差(Average Speed Difference,ASD)和车道变换规则(Lane Changing Rules,LCR)的高速公路基本路段交通流特性。通过计算机仿真模拟,分别给出了不同车速离散度和车道变换规则条件下的微观交通流量、速度和密度的关系。研究结果表明:车速离散状况越明显,交通流整体速度下降越严重,极限状态下车速离散度使交通流整体速度下降了163%;选用鲁莽型换道规则可使高速公路基本路段的交通流密度下降18%,平均速度提升29%;提出的改进元胞自动机模型通过仿真模拟交通流,可对改善道路的通行能力、提高道路资源的利用效率提出参考依据。     

车道分隔方式对驾驶换道行为的影响

为探索不同车道分隔方式对驾驶换道行为的影响，在分析机动车驾驶换道决策机理与换道决策属性的基础上，改进双车道元胞自动机(STCA)的换道规则模型，提出了基于层次分析法(AHP)的多属性换道决策模型.在同向 3车道上设置不同车道分隔方式，运行模型以获得每种分隔方式在不同空间占有率情况下的换道动机概率、换道成功概率分布规律.分析发现：平均换道动机概率直接与交通流内部状态属性有关，平均换道成功概率则由交通流内部状态属性与车道隔离方式共同决定；通过对不同分隔方式下的换道规律分析，表明模型能较好诠释不同车道分隔方式的交通管理法规涵义.该换道决策模型构造方法上具有同时处理多个外部决策属性的能力，具有较强的通用性.     

城市核心区主干路交通拥塞演变规律分析

以昆明市为例,通过实地调查的方式,分析了城市核心区主干路的交通区域拥塞交通流特性,运用烟羽模型对交通拥塞的时空变化规律进行了定量化分析.定性分析了驾驶员行为特性对道路交通拥塞影响,提出首次交通拥塞与二次交通拥塞的概念,并结合道路状况,借鉴蚁群模型的理论,对首次交通拥塞到二次交通拥塞演变规律进行了分析,总结出基于驾驶员行为特性的演变规律.     

我国城市公共交通安全现状及对策

城市公共交通为发展城市经济服务,为公众出行提供便利。随着社会经济的快速发展,城市公共交通安全也出现了一系列新的问题。从交通拥堵、交通设施与需求、应急处理机制、超载、车辆可靠性与安全性、驾驶员素质、国家法律法规等方面着手,详细分析了当前我国城市公共交通安全的现状,并提出了相应的改善对策。     

交通事故规律及其模型

分析了数10个国家的社会经济、交通事故情况及发展规律,利用新近的多年数据对国外学者提出的交通安全发展模型进行了验证,并进一步分析了模型在不同机动化水平下的适用性。研究发现在机动化水平的初级阶段,世界各国相应的机动化水平能够解释相应的交通事故水平,而在机动化水平高度成熟的状况下,上述模型就不再适用。在此基础上,将中国交通事故的发展特性与国际规律进行比较,发现在同等的机动化水平下,中国的交通事故水平要好于国际一般水平。提出了适合中国机动化水平与交通事故水平的关系模型,确定了中国交通事故水平处于快速恶化的阶段,交通事故死亡人数还会持续增加。     

城市公交专用道线网布局方法

为缓解城市交通拥堵，提高公交服务水平，建立合理的城市交通结构，用轨道交通线网规划方法研究公交专用道线网布局问题．从可行性和必要性入手，得出设置公交专用道的速度条件、公交车流量条件、道路条件，以及公交专用道需求线网和可行线网的设置方法，将二者叠加即可形成公交专用道的实际线网．根据城市整体路网规划，利用交通预测得到的道路上公交车量流量数据，应用上述方法可以规划公交专用道线网，形成以公交专用道线网为骨架的城市客运交通网络．     

交通拥挤漂移的形成机理与预防技术

为了研究交通诱导信息对驾驶员驾驶行为的影响,从诱导比例、替代路径数量、替代路径合理性和路网交通负荷分布的角度,分析了在动态交通诱导条件下拥挤漂移现象的产生机理,提出了逐步增加诱导比例,在路阻数据中加入干扰因子与K最短路方法等3种预防交通拥挤漂移的技术,并采用Vissim交通仿真软件对其进行了模拟评价。模拟结果表明:在局部拥挤的道路网络中,所提出的3种方法都能够减轻或消除拥挤漂移现象,其中K最短路方法的效果最好,其次是逐步诱导方法,尽管在路阻数据中加入干扰因子的方法效果最不理想,但仍优于对车辆进行100%诱导和不采取任何诱导措施的情况。     

路径信息诱导的双层规划模型

为了缓解交通拥堵与提高路网运行效率,建立了路径诱导信息的双层规划模型。上层模型描述信息发布者通过交通诱导信息发布手段优化路网层面的性能函数,下层模型采用效用函数描述驾驶员最优路径选择行为,其决策变量为交通信息类型,从而将交通信息对于驾驶员路径选择行为的影响引入模型中。利用极点搜索算法对一个简单路网的双层规划模型进行算例分析,得出了各种交通信息条件下上层目标函数值。虽然计算结果存在8%~13%的波动范围,但交通拥堵时发布的拥堵消散信息是最优方案,定性信息带来的总体效益要好于指示信息,因此,该模型可行。     

信号交叉口进口道调头点设置仿真研究

信号交叉口调头点的设置位置直接影响着交叉口的通行能力和运行效率,而目前交叉口进口道调头设置并无标准依据。因此,基于VISSIM微观仿真软件,分析和比较不同交通条件下,信号控制交叉口进口道调头点的设置位置对交通流延误的影响,从而得到信号控制交叉口进口道调头设置的最佳形式。     

道路标志自动分类方法

为了对道路标志图像进行自动分类,通过图像颜色空间变换,将图像的RGB量值转换为H(色度)S(饱和度)I(亮度)量值,采用Sobel算子进行道路标志图像的边缘检测,利用行扫描法进行区域填充,以获取二值化的道路标志图像区域,提取道路标志二值化图像的不变矩与形状参数作为图像特征值,设计BP神经网络道路标志图像几何形状分类器,以道路标志图像的H、I为特征值,设计了欧式距离分类器,实现道路标志背景颜色的识别。融合道路标志图像几何形状和背景颜色的识别算法,并利用道路标志的分类知识和自动分类方法,能有效实现道路标志图像的自动识别。     

异常事件下高速道路交通状态的分析与仿真

为了考察异常事件对高速道路交通运行的影响,对事发后高速道路局部交通状态的演变过程进行了分解,分析了各阶段的事发点通行能力,并将事发点通行能力的影响因素归纳为事件性质、阻塞行车道宽度、事件发生位置、现场行车秩序与上游交通量等五类,针对交通事故引起局部车道临时关闭这一典型的异常事件,进行微观交通仿真。仿真结果表明:行车延误随着车道关闭开始大幅度增长,直至车道开放,之后开始降低,整个演变过程伴随着波动;当交通量接近于道路通行能力时,交通流系统处于脆弱的平衡状态,异常事件极易引起大范围、长时间的交通拥堵,此时,应采取交通诱导和匝道控制等必要的措施来转移部分交通量,减小异常事件的影响。     

疲劳驾驶与交通事故关系

对国内外道路交通事故数据进行了统计,分析了疲劳驾驶事故中驾驶人特征、事故时段分布及高速公路上交通事故主要成因,研究了疲劳驾驶对操作行为的影响和驾驶人疲劳产生的原因,提出了疲劳驾驶预防对策。分析结果表明:30岁以下男驾驶人、3年以下驾龄和10年左右驾龄的驾驶人是疲劳驾驶事故的高发群体;2:00~6:00与15:00~16:00是疲劳驾驶事故的高发时段;高速公路上疲劳驾驶引发的交通事故比例远高于普通公路;疲劳驾驶产生的原因主要包括长时间驾驶、睡眠不足或质量差、生理节律、驾驶人因素等。通过保证驾驶人有充足的睡眠与短暂休息,合理安排行车时间及使用疲劳预警装置等方法,可以有效预防疲劳的产生,减少疲劳驾驶事故的发生。