大型车比例对城市快速路通行能力的影响研究

大型车辆的影响是混合交通流通行能力计算时无法回避的问题。传统基于大车修正系数的方法虽简单,但取值多参考国外,合理性值得研究;而基于混合交通流车头时距的模型虽考虑全面,但过多的参数影响了实际可操作性。以快速路感应线圈数据为基础,采用实测数据分析和理论推导相结合的方法探索大型车比例和快速路通行能力之间的定量关系。研究指出,随着大型车比例的增加(不超过30%时),未经车型换算的快速路单车道通行能力下降规律符合特定二次函数。     

基于改进型CTM模型的城市快速路交通事件仿真

交通事件是城市快速路拥堵的重要原因,有必要对交通事件发生后的交通流特性进行分析。为更好地适用于城市快速路交通流仿真,引入元胞密度和元胞长度2个参数,改进了传统元胞传输模型(CTM)。在Matlab上建立改进的快速路元胞传输模型,考虑不同交通密度条件下拥堵形成过程和消散机理,选取了交通事件后的交通流特征指标并定量计算。结果表明,改进的CTM模型能较好地对城市快速路交通事件仿真,不同交通密度下的交通事件引起的交通流特征有很大差异。     

城市快速路通行能力再认识与新分析体系构建

为了解决目前城市快速路通行能力理论与经验研究中存在的3个问题,基于上海城市快速路与美国加州快速路的大量实测数据,从期望通行能力、随机通行能力、动态通行能力与运行通行能力4个方面系统梳理了快速路通行能力的计算方法。研究结果提出依次采用失效前稳定流率、考虑删失数据的生存分析方法、综合考虑动静态影响因素的多层统计分析模型、不同时间占有率/速度区间下的威布尔分布来估计上述4类通行能力;构建了一套适用于城市快速路规划、设计、运行与管理几个不同阶段的通行能力新分析体系,旨在为快速路生命周期全过程的通行能力计算提供关键技术支撑;对比分析国内外基本通行能力研究结果,从规划设计角度给出了基本通行能力的新定义：在通常的道路、交通与管控条件下,某一点或均匀断面,在15%的失效概率下,所容许通过的5 min失效前稳定流率。     

基于匝道控制的快速路合流区通行能力分析

对快速路合流区交通运行特性进行了研究,由交通调查数据得出合流影响区汇入车辆数与主线车道交通量的关系.通过研究合流区通行能力及其影响因素,由交通运行特性及运营管理的需要,给出了合流影响区通行能力定义;用实地调查数据并借助交通仿真技术对分析需要数据进行补充,得出主线到达流率、汇入流量和合流影响区通行能力三者间的关系.应用回归分析方法得出快速路合流影响区通行能力计算模型,并借鉴RWS-C控制策略提出基于影响区通行能力的匝道控制方法.      

城市快速路交通流特性分析

城市快速路是城市道路网的主骨架,对交通状态进行状态划分及稳定性分析,结合城市快速路交通信息采集系统的交通流检测数据,对速度一流量关系模型进行分析,建立了城市快速路快速交通流流量、速度、占有率关系模型,并进行交通流基本参数时变特性和空间特性分析。首先利用基本图理论,对3种城市快速路交通流状态进行稳定性分析。随后,结合北京市典型路段实测数据散点图,对各种速度一流量关系模型的适用范围和适用程度进行对比分析,从而得出Greenshields模型的拟合效果最好。最后分析交通状态转换过程中的交通流参数时变特性和空间特性,对实际交通疏导有指导意义。     

昆明市二环快速路系统交通评估研究

城市快速路已成为支撑整个道路交通系统运转的关键,昆明市二环快速路系统是昆明主城区的核心交通骨架,承担着区域快速迂回交通和过境交通的功能。交通评估是掌握城市快速路系统道路功能状况,交通流运行状态的有效工具,能够为交通管理、规划设计以及宏观决策提供重要依据。本文采用基于速度分布的快速路宏观评估模型、服务水平评估模型、通行能力评估模型、自由流车速评估模型等方法,从交通运行状况和道路功能两个方面对昆明市二环快速路系统进行了评估,旨在通过科学评估,分析存在的问题,提出管理建议。     

信号交叉口拓宽专用双左转车道通行能力研究

在北京市3个信号交叉口拓宽双左转车道交通流数据调查的基础上,应用数理统计学方法对拓宽条件下专用双左转车道的交通运行特性和释放流率进行了研究.发现拓宽专用双左转交通流释放流率呈现出明显的两阶段特性,结合该特性给出了通行能力计算模型,最后采用仿真的方法对模型进行了验证.结果表明:通过与HCM提出的方法对比发现,文中提出的模型更能合理的计算拓宽条件下专用双左转车道的通行能力.      

基于多元伽马分布的通行能力算法研究

结合北京市交通状况,提出了适合北京市道路交通流状况的基于多元伽马分布的通行能力算法,并对北京市典型快速路的通行能力给出了建议值.结果显示,在数据量增多的情况下,计算的结果具有更高的精度.与传统计算公式比较,提出的算法依据历史交通流数据,具有更好的可行性和更高的适应性.     

面向新型混合交通流的快速路合流区通行能力建模

面向人类驾驶和具备协同自适应巡航功能的网联自动驾驶组成的新型混合交通流,考虑道路交通特性、道路结构以及匝道汇入前主线交通状态等因素的交互作用机理,基于概率统计理论解析网联自动驾驶渗透率和编队长度间的耦合关系,进一步基于间隙接受理论分析匝道汇入交通对合流区通行能力的折减效应,建立快速路合流区通行能力模型,定量描述不同道路条件下合流区通行能力如何随网联自动驾驶渗透率和编队长度变化。模型中的道路交通特性、道路结构及匝道汇入前部分交通状态参数根据实际道路交通环境标定,提升了模型的通用性与可迁移性。搭建内嵌车辆动力学模块的Vissim仿真平台进行模型评估,结果表明,模型精度在80%以上,且在不同网联自动驾驶渗透率和编队长度条件下皆表现良好。      

不同快速路出口设计通行能力条件下辅路信号控制策略研究

基于元胞传输模型描述快速路出口和辅路的交通流运行,建立了包括交通流模拟模块、虚拟信号机模块和数据交换中心模块等在内的快速路出口辅路信号控制仿真系统。以北京市三环快速路蓟门桥东出口辅路信号控制系统为背景,在出口段存在通行能力瓶颈和不存在通行能力瓶颈两种实验条件下,分析了有无辅路信号控制和不同周期控制策略对系统延误和快速路出口延误的影响。得出辅路信号控制周期存在临界周期;辅路调节率控制相对基于周期的控制方式将产生更小的延误;在辅路出口不存在设计瓶颈时设置辅路信号控制的有效性大大降低等结论。     

高速公路车辆典型交通违法行为危险度分级预警方法

高速公路不文明驾驶行为及交通违法行为的频发严重影响了高速公路交通流运行的安全与效率.基于采集的高速公路交通安全相关数据,对高速公路典型交通违法行为的危险度的分级预警方法进行了研究.针对高速公路的交通事故数据,以从恶劣天气、道路线形、违法类型的角度分析了道路交通事故与各类因素的相关性,在此基础上确定进行分级预警的影响因素.综合考虑在气象条件、交通状况、道路线形及各类违法行为,提出了层次分析与模糊评价相结合的方法,建立了针对高速公路违法行为危险性的分级预警模型,并用实际案例数据对模型的适用性进行了验证.结果显示,模型具有良好的适用性,所建立的分级预警模型可以为高速公路的主动交通预警及管理提供参考与支撑.      

高速公路合流区1车道交通量模型

为了揭示高速公路合流区1车道上交通量的变化规律,利用摄像机对高速公路合流区1车道上交通量数据进行大量调查,运用AutoScope2004图像处理系统对调查数据进行分析处理。在对调查数据进行分析处理的基础上,运用数理统计方法提出1车道交通量随主路交通量、匝道交通量及其离合流鼻端长度变化而变化的经验模型,运用此经验模型与美国HCM模型进行比较,得出我们的模型不但改进了HCM模型,而且更适合我国实际。该模型可以为合流区通行能力分析、交通管理和几何设计等进一步研究提供分析基础。     

高速公路合流区上匝道混合车流通行能力经验计算法

研究高速公路合流区上匝道混合车流的通行能力的计算问题。利用已有的高速公路合流区外侧车道交通特征分析结论,推求在外侧车流不同车头时距分布特征下的上匝道混合车流汇合概率模型。运用回归技术和统计方法,建立了加速车道合流点分布概率的实测经验模型。对可接受间隙理论的原型进行了形式上的修正,最终建立高速公路合流区上匝道的混合车流通行能力经验模型,它是主路交通量、匝道交通量、加速车道长度、匝道混合车流比例以及各自的临界间隙和随车时距的函数。最后结合实例介绍经验模型的数值积分求解方法,并证实该经验计算方法具有较高的实效性和可操作性。     

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...     

Modeling lane-change-related crashes with lane-specific real-time traffic and weather data

This study investigates the relationship between lane-change-related crashes and lane-specific, real-time traffic factors. It is anticipated that the real-time traffic data for the two lanes—the vehicle's lane (subject lane) and the lane to which that a vehicle intends to change (target lane)—are more closely related to lane-change-related crashes, as opposed to congregated traffic data for all lanes. Lane-change-related crash data were obtained from a 62-mile long freeway in Southeast Wisconsin in 2012 and 2013. One-minute traffic data from the 5- to 10-minute interval prior to the crashes were extracted from an immediately upstream detector station and two immediately downstream stations from the crash location. Weather information was collected from a major historical weather database. A matched case-control logistic regression was used for analysis. Results show that the following factors significantly affect the probability of a lane-change-related crash: average flow into the target lane at the first downstream station, the flow ratio at the second downstream station, and snow conditions. Additionally, the average speed in the target lane at the first downstream station contributes to the occurrence of lane-change crashes during snowy conditions. According to the model, the probability of a lane-change-related crash under real-time traffic conditions can aid in flagging potential crash-prone conditions. The identified contributing factors can help traffic operators select traffic control and management countermeasures to proactively mitigate lane-change-related crashes.     

不同渗透率下自动驾驶混合交通流在天气条件影响下的通行能力建模

随着世界范围内对自动驾驶汽车及其相关产业发展的高度重视,自动驾驶车辆上路已成为重点领域协同创新、构建未来交通系统的重要载体。本文主要研究自动驾驶车辆不同渗透率参与的混合交通流受场景天气条件的耦合影响因素下的复杂车辆行为逻辑分析,影响机理解析,跟驰模型及通行能力模型构建等。最后我们通过SUMO仿真实验对模型进行嵌套及分析,以期对自动驾驶汽车在测试及上路引导中起到重要理论决策依据。     

智能网联环境下异质交通流基本图和稳定性分析

为研究人工驾驶车辆和智能网联车辆（CAVs）的混合运行对交通流产生的影响，以其基本图和稳定性为突破口研究提高异质交通流运行效率的关键技术与方法。选择全速度差模型（FVDM）作为人工驾驶车辆跟驰模型，将加州伯克利分校实车数据标定的协同自适应巡航控制（CACC）模型作为CAVs跟驰模型。建立了异质交通流基本图模型，研究了CACC车辆的混入对道路通行能力的影响；对比了不同人工驾驶模型对异质流通行能力产生的差异性。从大车-小车组成的传统异质交通流研究方法入手，利用跟驰模型建立人工-网联异质流的稳定性解析方法，并运用Matlab验证了不同CACC比例下的稳定性分析。结果表明:与人工驾驶交通流相比，CACC同质交通流的道路通行能力大约提升了95%；实验中选用不同人工驾驶模型对通行能力实验结果造成的差异不大。平衡态速度为15 m/s时，低比例CAVs（如低于20%）并不能改善交通流；当CAVs比例达到20%及以上时，异质流稳定性随着CAVs的比例增加逐渐呈现出稳定趋势；当CAVs比例达到70%以上时，异质流基本稳定。      

环形交叉口多车型混合车流的通行能力模型

已有的环形交叉口通行能力模型是假设车流为单一车型车流,而实际运行的车流多为混合车流,因而建立多车型混合车流的通行能力模型是十分必要的。本文运用间隙接受理论,通过概率分析方法,考虑环形交叉口多种混合车型条件下的通行能力,从而建立了环形交叉口的通行能力模型,并且通过迭代得出环形交叉口混合车流条件下总的通行能力,发展了混合车流通行能力理论。通过与已有模型的通行能力和观测通行能力的对比分析可知,该模型的理论通行能力与观测通行能力更加吻合,并为环形交叉口通行能力计算提供了理论依据。     

降雪条件下城市快速路交通流特性研究

以北京市交通流固定检测器数据为基础,对比分析了正常天气条件和降雪条件下北京市快速路交通流特性的差异,定量描述了降雪对北京市快速路流量和平均运行速度的影响。研究表明,大雪条件下,快速路流量约下降约39%,速度降低10～20km/h,来车时距普遍增加2～4s,饱和流率下降约25%。在此基础上,给出了北京市不同降雪强度下快速路的流量和当量流量水平下平均速度的折减系数。     

雾天环境下高速公路可变限速控制方法研究

针对雾天环境下高速公路能见度下降导致交通安全和效率降低的问题,提出了一套雾天环境下高速公路的可变限速(VSL)控制方法,包括系统布置、工作流程和可变限速控制策略等,可以根据检测到的实时道路能见度和交通流数据,考虑最大安全车速、交通流运行状态和驾驶员遵从度等因素的条件下,综合确定目标路段的限速值.利用G4高速公路实测数据,在Vissim软件中进行了2组对比仿真实验,结果表明,与无可变限速控制相比,实施可变限速控制的1组,最低车速在平流雾(团雾)环境下提高了27.24%(28.54%),同一控制周期下相邻路段的最大车速差减少了26.42%(41.91%).提出的可变限速控制方法在雾天环境下能更有效地保障高速公路行车的安全和效率.