某跨海大桥运营期交通特性及荷载效应研究

通过对某跨海大桥1个月的WIM数据进行统计,分析了运营阶段的交通组成特性及其规律,讨论了车辆荷载和车队荷载特性、多车道汽车荷载的横向分布规律。以该跨海大桥双塔三跨斜拉桥结构的关键截面为分析对象,研究了在实测车流荷载作用下的效应分布特征,并与现行设计规范的汽车效应标准值进行对比。结果显示:车头间距和时距与小时交通量呈现出二项指数函数关系;由于不同轴型车辆对行驶车道选择的倾向性,导致各车道汽车荷载水平分布存在明显的差异,单个重车车道效应极值大于规范值,而多车道总体效应小于规范值。探讨了现行规范在多车道荷载折减问题和大跨径桥梁汽车荷载效应计算模式上的不足与建议。     

基于实测交通数据和可靠度理论的多车道荷载横向折减系数研究

采用可靠度理论并针对实测交通数据对交通流特性进行统计分析。根据实测交通量和车重信息提出给定车型的重车概率分布类型为双重威布尔分布,依据轴距数据运用核密度估计分析得出轴距的代表值,通过速度信息得出车速的分布类型,并取分布的0.05分位值作为车速的代表值。采用回归分析拟合最大荷载W_(max)与均值μ及标准差σ之间的关系式并获取车重样本的变异系数变化情况,进一步采用概率算法得出了适用于当前交通状况的多车道荷载横向折减系数。     

高速公路改扩建施工区通行能力研究

运用实测数据和仿真实验的方法,分析高速公路改扩建施工区流量、速度、车头时距等参数特性。基于实测速度-流量数据,建立速度-流量回归模型。研究发现,发生交通中断前后施工区通行能力会发生显著变化:2-1施工区(单向2车道,关闭-车道)交通中断前后通过流率下降百分比为8.56%,3-1施工区(单向3车道关闭2车道,开放1车道通行)交通中断前后通过流率下降百分比为10.56%,3-2施工区(单向3车道关闭1车道,开放2车道通行)交通中断前后通过流率下降百分比为9.75%;量化大型车比例、车道关闭形式、限速、中间带开口长度对通行能力的影响,确定大型车比例对通行能力的修正系数,给出不同车道关闭形式及不同限速、不同中间带开口长度下的通行能力推荐值。研究结果可为施工区的交通组织提供理论支撑。     

高速公路收费广场车道合理化配置研究

为评估ETC使用率提升后对收费广场通行效率的影响，并提出合理车道配置方案，依托深圳机荷高速福民收费站车道布设和收费数据，建立包含跟驰和换道行为的收费广场交通行为模型，开发收费广场交通运行微观仿真平台。分别针对平、高峰时段，以ETC车道数及使用率为变量设计80组仿真方案，综合评价不同方案下收费广场通行效率。与实测结果的对比表明：仿真平台对平、高峰时段交通量误差仅为3.46%和6.45%，为收费广场车道配置仿真分析提供了准确、可靠的实验平台；未来ETC使用率提升至90%时，福民收费站最优车道配置方案为“4条ETC车道加 5条ETC/MTC混合车道”，此时高峰时段单车平均延误可降至2.93 s·veh-1，较目前的60.23 s·veh-1 降低95%。结合交通量、交通组成及ETC使用率开展收费广场车道合理化配置研究，可为收费广场设计、运营提供关键技术支撑。     

基于动态称重系统实测轴载分布特征研究

以济青高速改扩建工程为例,利用动态称重系统(Weight-in-Motion,WIM)实测数据分析了2019年至2020年的济青高速公路的交通轴载分布特征,获得了不同轴型车辆的轴载谱变化规律;通过对全年交通量的分析,得到了车道拓宽后的高速公路年平均日交通量调节系数及车辆横向分布系数的变化规律.研究结果表明:采用轴载谱的方法可以更加全面、精确地分析交通荷载对路面结构产生的破坏机理,可以为类似区域条件下道路设计分析提供基本的交通输入参数.     

不同功能城市道路的车辆横向分布特征

针对城市道路路面设计中车道横向分布系数的使用情况,对交通性干道、综合性干道和商业性干遭这三种类剐的干道分别进行交通调查,并提出四车道、六车道城市道路的车道分布系数,有利于更科学合理地进行城市道路的路面设计。     

城市道路拥堵状态下驾驶人换道特性研究

交通拥堵状态下车辆行驶速度低于驾驶人期望车速,引发驾驶人变换车道以获得更好的行车空间,由此导致不同程度的交通冲突。首先分析交通拥堵对驾驶人换道行为的影响,依据导致的交通冲突数和冲突程度将换道驾驶行为分为三种类型。基于大量实测数据,分别研究小型客车、大型客车、小型货车在交通拥堵状态下的车道变换特性,构建三种类型换道比例与交通拥堵压力系数的关系模型。结果表明,交通拥堵对三种类型车辆的换道行为均产生显著影响;相比小型客车和大型客车,小型货车不同类型换道比例分布更加离散。     

基于改进孤立点算法的异常交通数据识别

以地磁检测数据为基础,分析导致交通数据异常的原因;基于对异常数据的识别,对基于相似系数和的孤立点算法进行改进,即对规律性的交通数据进行时段划分,计算相似系数,采用交通量和时间占有率逐次逼近基础值的方法设定阈值。通过实例对分别采用传统阈值筛选法和改进后的孤立点算法对异常交通数据的识别结果进行对比分析。研究结果表明:基于改进相似系数和的孤立点算法对异常数据识别的检测率高于85%,误检率低于25%,识别结果优于传统阈值筛选法,可快速、有效地识别交通异常数据。     

基于组合深度学习的快速路车道级 速度预测研究

随着物联网、云计算和大数据在智能交通领域的普及应用,传统的以道路断面为研究对象的预测方法已经无法满足智能网联技术发展的需求.本文以车道断面为研究对象,提出一种基于组合深度学习(Combined Deep Learning,CDL)的城市快速路车道级速度预测模型.该模型利用基于信息熵的灰色关联分析提取空间特征变量,采用长短期记忆神经网络提取空间特征变量的时间特征,并利用门限递归单元神经网络得到预测结果.通过北京市东二环路车道断面实测微波数据验证发现,提取车道交通流的时空特征,CDL模型能够很好地拟合不同车道不同时段的速度变化趋势,可有效地实现车道速度的单步及多步预测,且该模型的预测精度和稳定性均优于传统预测模型.     

基于组合深度学习的快速路车道级速度预测研究

随着物联网、云计算和大数据在智能交通领域的普及应用,传统的以道路断面为研究对象的预测方法已经无法满足智能网联技术发展的需求.本文以车道断面为研究对象,提出一种基于组合深度学习(Combined Deep Learning,CDL)的城市快速路车道级速度预测模型.该模型利用基于信息熵的灰色关联分析提取空间特征变量,采用长短期记忆神经网络提取空间特征变量的时间特征,并利用门限递归单元神经网络得到预测结果.通过北京市东二环路车道断面实测微波数据验证发现,提取车道交通流的时空特征,CDL模型能够很好地拟合不同车道不同时段的速度变化趋势,可有效地实现车道速度的单步及多步预测,且该模型的预测精度和稳定性均优于传统预测模型.     

现行设计汽车荷载纵向折减系数的适应性分析

以可靠性理论研究为基础,结合实测的车辆荷载数据,从实测荷载效应与标准车辆荷载效应比值的概率分析中得到标准车辆荷载纵向折减的计算公式及桥梁纵向折减系数的建议值。多座大跨径实桥的实际计算结果证明,采用该研究建议后的折减效果是合理的。     

独柱墩连续箱梁桥的抗倾覆稳定性分析

为探讨独柱墩连续箱梁桥的抗倾覆稳定性,基于MIDAS Civil有限元软件,分别对4种不同车道荷载形式下的独柱墩连续箱梁桥进行抗倾覆稳定性研究,研究结果表明:相同车辆荷载形式下不同工况的横向抗倾覆系数均一致,桥梁的抗倾覆系数随着车辆荷载的增大逐渐减小;梁式桥车道荷载的验算时,应综合考虑桥梁的交通实况,适当提高验算车辆的总荷载,并基于可靠度理论确定出抗倾覆稳定性的安全储备限值,以确保实际运营中梁式桥的安全性和经济性。     

侵犯性驾驶行为对道路交叉口通行能力的影响

为研究侵犯性驾驶行为对城市局部区域交通通行的影响及影响程度,选取北京市4个典型道路交叉口进行1周观察.借助录像设备记录早高峰、平峰、晚高峰3个时段三类常见的侵犯性驾驶行为:侵占公交专用车道、随意变换车道、插队.数据显示:随意变换车道发生的次数最多且多数交叉口各时段间有显著差异;平峰时段侵占公交专用车道更为明显;各时段插队次数比较平均.为探究侵犯性驾驶行为对道路交叉口通行能力的影响,提出交叉口平均负荷能力(ALC)和侵犯性驾驶行为负荷(ADL)两项指标.计算结果与预期假设不同,具有侵犯性驾驶行为的车辆没有阻碍道路交叉口的车辆通行.     

路段人行横道通行能力及过街绿灯时间计算

由于行人、自行车和电瓶助动车混合交通的特性，使得仅以行人过街特征为基础的人行横道通行能力计算失去了合理性和准确性．在实地交通调查的基础上，以平面过街占用的时空资源为标准，得到自行车和电瓶助动车相对于行人的换算系数．引人了混合过街横向影响折减系数，对人行横道通行能力计算公式进行修正，并提出了人行横道信号控制方式下行人过街绿灯时间的计算公式．     

城市快速路85%位车速特征分析

为了给城市快速路限速标准的制定提供参考,针对8条快速路进行了交通调查。对城市快速路不同线形条件和交通条件下的分时段、分车道与分车型的85%位车速特征进行了分析,认为快速路平直段及曲线段不同时段、车道与车型的85%位车速存在差异。同时,对城市快速路交通量、交通组成与85%位车速的关系进行了研究,给出了自由流条件下车速及大型车比例的分布范围。提出城市快速路可根据道路不同线形条件分车道、分车型进行限速。     

信号交叉口专用多左转车道特性分析

针对北京市典型信号控制交叉口,调查高峰时段若干左转转角约为90°的专用多（双、三）左转及直行车道组的车头时距、周期流量、大型车比例等数据.通过对数据的分析处理,得出多左转车道和大型车车道使用特性及双、三左转车道不同车道位置饱和流率的差异性,具有一定的参考价值.     

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了解信号交叉口下游车辆的车头时距分布特征是进行城市道路控制、通行能力计算、交通安全分析等的基础.利用NC200、MC5600对信号交叉口下游不同断面不同车道的车头时距进行调查.采用χ2检验法对信号交叉口下游车辆的车头时距分布进行拟合,得到高峰时段和平峰时段的不同断面、不同车道车头时距分布.研究结果表明:随着高峰时段向平峰时段过渡,以及车辆由交叉口向下游移动,车道的车头时距在移位负指数分布和M3分布之间进行过渡.     

基于数据驱动的快速路合流区加速车道长度的研究

设计长度合理的加速车道能有效地缓解快速路合流区频繁出现的交通瓶颈问题,因此采用数据驱动方法对快速路合流区的加速车道长度进行研究。利用无人机设备测取了快速路合流区的交通数据,从交通流特性及车辆汇入行为这两个角度对实测数据进行分析,得到了合流区车辆的驾驶行为;根据合流区交通流特点,对数据集进行聚类分析,使用生成对抗式网络训练不同合流区汇入行为车辆的跟驰换道模型,并与实测数据和SUMO仿真软件中内置模型进行对比分析;应用生成对抗式网络模型进行交通环境仿真,选取速度、交通密度、交通冲突率指标建立奖励评价函数,得出了加速车道长度设计的推荐值。研究结果表明：采用主线车辆提前减速和向内侧车道换道这两种手段,可实现协同换道避让匝道汇入的车辆;相比SUMO软件内置模型,生成对抗式网络模型更加贴近实际情况;仿真得出的单车道平行式加速车道长度分别在100、 80、 60km/h情况下的推荐值为280、 240、 200 m。     

路段通行能力及其服务水平指标的研究

提出了一种基于流体比拟的交通流理论模型，并将其应用于道路通行能力计算及服务水平的评价．提出了用最大波速计算通行能力的公式．即使只测到了低密度的数据，仍然可以较准确地计算其实际通行能力．提出了用量纲一相对交通压力评价道路路段服务水平的指标体系．根据5min时段实测数据，对广佛高速公路和沪宁高速公路1车道和2车道进行了“动态”服务水平模拟监测．     

基于V-支持向量分类机的交通事件检测方法研究

基于支持向量机在解决分类问题的优势，本文提出基于V-支持向量分类机的交通事件检测方法。首先把交通事件是否发生看成是一个特殊的分类问题，选取V-支持向量分类机和核函数，根据以往的交通事件是否发生的检测数据，即分别在发生交通事件和不发生交通事件两种情况下的上下游车道占有率，计算出其当前时段的上下游车道占有率的绝对差、相对差，以及下游前两时段与当前时段车道占有率的相对差，以此作为V-支持向量分类机的输入，对其进行训练，然后输入现阶段检测到的相应车道占有率统计结果，利用训练完成的V-支持向量分类机来判别是否发生交通事件。最后，本文以微观交通模拟的数据验证模型的效果。