基于自然驾驶数据的中国驾驶人城市快速路跟驰模型标定与验证

为了评估既有跟驰模型在仿真中国驾驶人跟驰行为方面的表现,对5种代表性跟驰模型进行参数标定与效果验证。基于"上海自然驾驶研究项目"采集的60位驾驶人、累计超过16万km的实际驾驶行为数据,根据雷达、车辆总线数据自动提取2 100个城市快速路稳定跟驰行为片段;采取5-折交叉验证法划分标定与验证数据集,即将每位驾驶人的50个跟车片段随机划分成5个不相交的子集（每个子集包含10个跟车片段）,其中4个子集作为标定数据集,剩下的1个作为验证数据集,依次轮换标定数据集与验证数据集5次,展开5次模型标定与验证。基于标定数据集,采用遗传算法对Gazis-Herman-Rothery、Gipps、智能驾驶人、全速度差（FVD）以及Wiedemann模型进行参数标定;基于验证数据集,评估5种模型在预测两车间距方面的精度。结果表明：FVD模型在5种模型中表现最佳,具有最小的误差（21%）和误差标准差;相对于微观交通仿真软件VISSIM中所采用的Wiedeman模型,FVD模型具有精度高、易于标定、对不同驾驶人鲁棒性强3个优势,更加适应于仿真中国驾驶人的跟驰行为。研究结果对于开发适合于中国驾驶人与道路交通环境特征的跟驰模型及微观交通仿真系统具有重要价值。     

路阻函数的最大似然标定法

针对交通量分配中的路阻池数问题，把行驶时间、行驶我费用和交通量等综合在一起建立了路阻函数模型，在具有ＯＤ调查数据的基础上，应用最大似然估计在计法标定了路阻函数，并通过简单的例子说明了该方法的可行性。     

道路路阻函数模型及适用性研究

交通诱导系统中2节点间最优路径的选择是目前的1个难点问题,其中路阻函数的确定是路径优化的核心内容.针对交通流由畅通状态到拥挤状态、堵塞状态的过程,应用经典交通流理论和实际调查数据,构建交通流诱导系统分段路阻函数模型,以q=10 veh/h为1个单位,对函数进行分段拟合,构建高速公路和城市快速路下的分段路阻函数,并对其适应性进行拟合分析.应用结果表明:在不同的流量范围内,高速公路和城市快速路分段路阻函数在自由流状态、高密度状态和低密度条件下适合不同的分段函数.     

道路路阻函数模型及适用性研究

交通诱导系统中两节点间最优路径的选择是目前的一个难点问题,其中路阻函数的确定是路径优化的核心内容.针对交通流由畅通状态到拥挤状态再到堵塞状态的过程,应用经典交通流理论和实际调查数据,构建交通流诱导系统分段路阻函数模型,以q=10veh/h为一个单位,对函数进行分段拟合,构建高速公路和城市快速路下的分段路阻函数,并对其适应性进行拟合分析.应用结果表明:在不同的流量范围内,高速公路和城市快速路分段路阻函数在自由流状态、高密度状态和低密度条件下适合不同的分段函数.     

基于轨迹数据的地下快速路换道决策模型研究

为准确描述城市地下快速路换道行为特性,基于8自由度驾驶模拟试验,获取了不同交通流情况下,全时全员车辆高精度轨迹数据,并提取了471个自由换道和164个强制换道样本.分析主车与目标车道前、后车以及当前车道的前车间隙特征,选取车速为性能指标,均方根百分比误差为拟合优度函数,利用遗传算法对GIPPS模型进行参数标定及效果验证...     

城市快速路交通仿真模型的标定及有效性检验方法

中国ITS的研究起步较晚,近年来也引进了一些国外的软件。但是在仿真软件的使用过程中,必须对仿真模型进行验证、标定和有效性检验。文章主要介绍标定和有效性检验方法。     

基于云模型的城市快速路交通状态评价方法研究

交通状态具有模糊性和随机性的特点。基于北京市快速路检测线圈数据,引入了基于云模型的模糊系统来评价快速路交通状态。在充分分析交通流特性的基础上,提出了交通状态划分原则、依据,评价指标,以及基于云模型的模糊综合评价方法的算法流程。为实施交通信息发布以及后期交通状态的改善提供依据。最后,以北京市快速路系统为例,进行实证研究。     

基于自然驾驶数据的高速公路跟驰模型参数标定

为了研究中国驾驶人在高速公路上的跟驰行为特征,从上海自然驾驶研究试验数据库中提取48位驾驶人在高速公路上的跟驰事件并进行特征分析。利用自动化筛选准则及人工验证方式提取1 548个有效事件,选取后车车速与车头间距为性能指标,其均方根百分比误差之和为目标函数,利用遗传算法对Gazis-Herman-Rothery模型、GIPPS模型、智能驾驶人模型、全速度差模型和Wiedemann模型进行参数标定及效果验证。基于误差、碰撞及后退等异常情况出现次数等比较其表现性。研究结果表明：不同模型对中国驾驶人的适应性不同,智能驾驶人模型具有最小的误差和误差标准差,更加适合仿真中国驾驶人在高速公路上的跟驰行为。研究结果对于开发适合于中国驾驶人与道路环境特征的跟驰模型具有重要价值。     

快速路交织区交通流模型研究

为了再现快速路交织区交通流的运行特性,在跟驰模型中引入交通压力,并采用驾驶人心理制约条件对车辆换道模型进行改进,将二者结合起来提出了新的快速路交织区交通流模型;应用Java语言编写程序,针对不同的交通状态进行模拟再现。仿真结果表明:当交通量一定时,直行车辆和交织车辆的平均速度都会随着交织区长度的增加而增大;交织区长度增加为交织车辆的交织运行提供了较大空间,随着交织区长度的增加,交通量略有增加,交织区长度的增加可以有效抵消交通量的增加对直行车辆的干扰;在交通量较小时,车辆速度随着交织区长度的变化较小,高流量时,交织区长度对平均速度的影响较大,当交织区长度小于150 m时,外侧直行车辆车速大于交织车辆的车速,随着交织区长度增加,交织车辆的速度接近于直行车辆的速度,当交织区长度大于350 m后,变化就不明显。     

容量限制条件下改进的地下快速路集散点选择模型

为了使地下快速路集散点选址满足需求点的要求,针对地下快速路集散点选择模型,考虑设施服务能力等条件的限制,进行了模型的改进。采用定性和定量分析相结合的方法,在以集散效率最大化为目标的集散点选择模型的约束条件中,加入了备选集散点容量限制的约束,对集散点选择模型进行了改进,通过一个算例对结果进行分析,并验证了改进后模型的可行性。研究结果表明：改进后的集散点选择模型能够求得最优解,获得的最优布置点分散,能够满足最大范围的需求并引导需求的空间转移。     

山岭区双向四车道高速公路运行速度预测模型研究

山岭区高速公路行车速度受纵坡影响较大,与其他区域高速公路有着明显的不同,我国目前还没有一个针对山岭区高速公路运行速度的预测模型。在分析国内外相关研究成果的基础上,选择三福高速公路、渝宜高速公路、渝成高速公路、渝黔高速公路、渝武高速公路5条山岭区高速公路作为运行速度的调研对象,共计收集156处的道路线形数据和运行速度数据。通过分析速度与线形之间的分布特性,建立了山岭区双向4车道高速公路运行速度预测模型。使用156处数据对模型进行了标定,分别得到小客车、货车运行速度预测模型。     

高速公路交通事故非线性负二项预测模型

以京港澳高速公路（G4）粤境北段3年发生的1 354起交通事故为研究对象,将基础数据根据路段长度一致、曲线半径一致和坡度一致划分路段单元对基础数据进行处理,从道路线形和环境条件2个方面选取13个自变量,分别采用负二项（Negative Binomial,NB）回归模型和非线性负二项（Nonlinear Negative Binomial,NNB）回归模型建立交通事故起数预测模型,根据模型的拟合优度和预测准确性对比分析负二项回归和非线性负二项回归模型的优劣,并找出影响交通事故起数的显著自变量,分析显著自变量对交通事故起数的影响程度。研究结果表明：无论采用上述何种路段划分方法,非线性负二项回归模型构建的交通事故起数预测模型均优于负二项回归模型;采用坡度一致划分方法明显优于路段长度一致和曲线半径一致划分方法,更适合应用于山区高速公路交通事故数预测研究;从显著变量相关性来看,路段长度、相邻路段坡度变化值、弯坡组合、曲率、是否存在隧道路段以及是否为易结冰和起雾路段均是非线性模型的显著影响因素。     

基于线形指标的山岭重丘区高速公路事故预测模型

依据我国山岭重丘区高速公路几何线形和交通事故数据,建立了基于交通流量和几何线形指标的高速公路基本路段事故预测模型.首先,基于几何线形条件对基本路段进行了划分,确定了路段单元.其次,分析并确定了理想线形条件的范围,建立了理想线形条件下的基本事故率预测模型.再次,应用BP神经网络与敏感性分析相结合的方法,确定出了对事故发生有突出影响的道路纵坡、平曲线半径和直线段长度3个线形指标,并确定了上述线形指标的事故率修正系数.依据基本事故率预测模型及事故率修正系数即可进行事故预测.模型验证结果表明:该模型能够对路段单元进行事故预测,事故总体预测值与实际值的相对误差在-5.85％～-7.87％之间.     

城市快速路苜蓿叶互通立交的通行能力模型

分别建立了城市快速路苜蓿叶互通立交合流影响区、分流影响区、交织区的端部外侧车道交通量预测模型和车头时距分布模型,根据实测数据标定了快速路苜蓿叶互通立交各区域的通行能力模型;综合上述模型建立了苜蓿叶互通立交整体通行能力计算模型,应用该模型确定了苜蓿叶互通立交的通行能力,并应用仿真方法进行了验证。结果表明:所建立的模型为研究快速路互通立交的通行能力提供了理论基础。     

联网高速公路有效路径伸展系数的标定

采用启发式搜索算法标定联网高速公路路径伸展系数的值,确定高速公路路网有效多路径搜索范围,利用改进的标号法算法搜索给定路网上任两站点之间的有效多路径。提出联网高速公路多路径交通量计算模型和各路段流量偏差计算模型,分别按最短路法和实际行驶路径（调查取得）在有效多路径集合上进行流量加载,得到有效多路径上交通流漂移量。利用上述模型,对山东省高速公路车辆行驶路径调查数据进行统计分析,标定得出山东省高速公路网路径伸展系数为0．3,出行有效多路径交通量占所有路径总交通量的比例为6.1‰。     

高速公路作业区交通流的运动学波分析

首先回顾了运动学波理论的研究进展,根据高速公路作业区汇合交通流特性,利用运动学波理论建立了高速公路作业区交通流模型。进而对高速公路作业区的交通波动做了理论上的分析,根据瓶颈处上下游的交通需求和供给的不同关系归纳了4种不同情形,以一种最为复杂的情形为例从理论上分析了作业区内激波的动态变化过程,绘出了交通流基本图和车辆轨迹图中的各种激波的示意图。最后以实际算例的形式详细计算了理论分析的结果,并针对结果对高速公路作业区的交通控制策略提出了建议,为高速公路作业区的交通控制奠定了理论基础。     

基于组合赋权——云模型的高速公路路网交通适应性评价

针对于传统交通适用性评价过程存在的随机性和模糊性问题,提出一种组合赋权—云模型的高速公路路网交通适应性评价方法。首先,从路网结构性能和路网运行效率两方面,选取路网密度、饱和度等8个定量因素建立评价指标体系,采用相对分析法,将适应性划分为4个等级后,依次确定各等级区间范围;其次,基于逆向云模型理论,得到各评价指标隶属各等级的确定度,利用组合赋权所得权重对各个指标确定度进行加权平均。最后,根据确定度最大原则,综合得到交通适应性等级。以四川省高速公路联网收费数据和网络拓扑数据为基础,构建评价模型,最终结果为不适应,为今后高速公路网建设提供理论基础和数据支撑。