预告标志对城市快速道路交织区交通流特性的影响

为了更好地采用城市快速路交织区的交通流特性指导、优化道路设计,基于城市快速路交织路段内驾驶员的换道行为及车辆换道数据,分析该路段内的车辆换道轨迹及持续时间等信息。建立基本的车辆换道规则,发掘预告标志设置对交织路段交通流特性的影响,并在AnyLogic中建立模型进行仿真。结果表明,预告标志设置对交织区车辆换道特征会产生影响。     

城市快速路交织区控制策略研究综述

由于快速路交织区及其影响范围内存在大量不同流向车辆的换道行为,导致交织区成为快速路的交通瓶颈。为保障交织区交通高效安全运行,文中在综合分析交织区运行特性和安全特性的基础上,综述交织区匝道、主线等控制策略,建立快速路交织区及影响区域交通运行协同控制框架,考虑车辆行驶行为因素,分别对主线、匝道和交织区的拥堵情况、紊乱程度、排队溢出等交通状态进行识别和预测,建立涵盖匝道控制、可变限速、车道信号、定向车道、标线诱导、实体隔离等方案的协同控制策略,并进行预评估与反馈校正,实现交织区从信息采集、预测控制、策略执行的全链条反馈校正流程;最后提出交织区交通控制面临的挑战和研究方向。     

微观轨迹数据驱动的交织区换道概率分布模型

为探析城市快速路交织区复杂的车辆换道行为,基于车辆微观轨迹数据,构建一种考虑换道频率分布的交织区元胞自动机模型。利用高空视频提取交织区全样本车辆换道信息,考虑驾驶人实际决策时间与安全优先意识,结合交织区车辆换道预判、换道间距,分别建立换道动机、换道时机规则,并逐级进行换道时机决策;采用流量、密度、速度、换道频率分布等参数对模型进行评价。结果表明：所构建的元胞自动机模型较为有效,流量、密度、速度的相对误差分别为0.7%、1.4%、1.6%,不同方向换道次数误差为2.97%～22.98%,换道分布与实测数据基本相符,可有效模拟交织区瓶颈现象,反映真实换道需求,描述实际运行状态。     

基于元胞自动机的快速路交织区建模仿真

快速路匝道处的交通流因交织方向多而显得具有混乱、复杂和难于管理.匝道交织区的交通管理对于提高快速路通行能力、加强交通安全运行具有非常重要的意义.文中引入"冒险系数"来表达驾驶员的驾车习惯,并使用元胞自动机模型来仿真快速路交织区中交织车辆的跟车和换道行为.仿真得到交通流量、交织区长度等参数对交织路段交通所产生的效果和影响,并用宏观流速曲线验证了模型.     

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。     

人机混驾交通流交织区换道模型切换控制策略

因交织区的强制换道存在紧迫性, 车辆换道行为在交织区后半段会出现因换道意愿强烈而产生的激进换道行为, 这种微观的换道行为将给交通流带来一定影响; 在人机混驾情形下, 不同类型换道切换控制模型同样可能影响交织区通行能力。在分析人机混驾交通流交织区换道行为特性的基础上, 将换道类型分为保守型换道和激进型换道; 在可接受安全间隙模型的基础上结合自动驾驶车辆间的协同行为, 构建自动驾驶车辆在保守状态下的协同换道模型; 以及在激进型状态下考虑目标车道后车类型影响下, 构建激进型换道模型。通过分析津保立交桥实地调研轨迹数据和NGSIM中US-101交织路段轨迹数据, 分别拟合了保守型、激进型换道模型切换点分布函数; 考虑不同车辆驾驶行为特性及其相互作用, 提出人机混驾条件下换道模型切换控制逻辑决策。以SUMO仿真软件搭建实验平台, 考虑人工驾驶车辆换道模型切换点分布特性, 以优化最大流率、交织区整体车辆运行速度、换道车辆速度等为目标, 确定不同自动驾驶车辆渗透率下自动驾驶车辆的最佳保守型-激进型换道模型切换点。仿真结果显示: 在交织区长度为250 m, 自动驾驶渗透率分别为0.2, 0.5, 0.8时, 自动驾驶换道模型切换点分别在180, 80, 50 m处达到最佳, 即随着自动驾驶渗透率的提高, 换道切换点最佳位置将向交织区入口处逐渐移动, 且在自动驾驶渗透率较低时这种换道切换点的变化较为明显; 在较高渗透率下, 由于协同换道出现频率增高, 自动驾驶强制性换道行为比例降低, 换道模型切换点对交织区通行能力的影响逐渐变小。本项研究对人机混驾条件下高速公路交织区自动驾驶车辆的换道控制提供决策依据      

城市道路交叉口进口道车道功能置换适应性研究

城市道路路段车辆交织行为对道路路段通行能力有较大影响,在一定的道路交通条件下,进行车道功能置换设计可减少车辆交织行为,有助于提高道路通行能力.通过借鉴国内外对快速路交织区研究的成果,在分析城市道路路段车辆交织行为的基础上,运用微观仿真软件 Vissim 对各种道路交通条件下车辆交织行为进行仿真分析,以路段平均行程车速为评价指标,得到了车道功能置换设计方法的适用条件.     

仿真求解城市快速路交织区合理长度

城市快速路交织区长度的合理设置对于提高交织区的通行能力和服务水平,减少对快速路非交织段交通流的影响具有重要意义。对菱形立交先入后出式出入口进行数据收集,利用该数据标定和验证VISSIM微观仿真模型,建立城市快速路交织区仿真模型。通过仿真试验结果分析,得出城市快速路先入后出式出入口交织区长度建议值。     

通过增加车道以改善交织区拥堵的可行性研究

针对短交织区交通拥堵问题,在分析车道的增设方式及其作用的基础上,通过交通供需分析确定交织区拥堵的矛盾所在。以交织车流供需矛盾为研究重点,从微观的角度对交织车辆的换道操作进行剖析,以交织车辆最短换道距离为依据,推算出可增设分流车道的交织区最短长度(26m)。采用VISSIM仿真,确定增设分流车道后交织车道的通行能力,并将其与交织需求进行对比,来判定可行性。     

城市快速路出入口匝道联动控制策略研究

以北京市快速路为研究对象,对分布密集的出入口匝道实施信号联动控制.为减少驶入与驶出车流间的交织冲突,保证快速路主线交通流处于最佳运行状态,提出出入口匝道信号联动控制方法.采用Vissim对提出的控制方法进行模拟验证,结果表明该方法可以提高主线车辆的运行速度,有效缓解交织区的严重冲突现象.     

快速路交织区服务水平评价指标研究

交织车辆在车道变换过程中所占用道路资源与非交织车辆是不同的,考虑这一因素对服务水平的影响,提出了快速路交织区交通相对密度的概念,及相对密度的计算公式,以此作为评价快速路交织区服务水平的依据.该方法将密度和交织比参数作为评价服务水平指标,通过确定快速路交织区临界密度值,给出了不同设计速度条件下快速路交织区服务水平评价标准,与过去采用的速度或密度参数评价服务水平的方法相比较,分析结果表明其更具合理性.     

城市道路指路信息对进口道车流交织长度及通行能力的影响

基于高速公路交织段的概念,结合城市道路间断流运行特征及路侧指路信息对交织车辆的影响机理,提出城市道路交叉口进口道车流实际交织长度的确定方法.根据道路交通设计特征及驾驶员变道行为特征分别确定了城市道路进口道交织段的起讫点.选取上海市典型交叉口对车辆换道行为及微观行车特征进行视频观测,共获得159个有效样本,分析了车辆换道决策点在信息指示标志附近的分布规律,结果显示,换道决策点在信息指示标志附近呈正态分布.结合指路信息的影响改进了现有交织段通行能力计算模型,比较了该交叉口三个典型断面的通行能力:停车线断面、交织段断面、路段断面,并指出随指路信息位置变化时交织段通行能力的变化趋势,据此提出指路信息最佳设置位置.     

互通式立体交叉主线分岔区车辆换道长度研究

针对互通式立体交叉主线分岔区线形、标志标线设计现状，基于车辆在主线分岔区行驶的反应距离、等待距离、变道距离和安全确认距离等最不利情况，建立主线分岔区车辆换道长度计算模型。首先明确主线分岔与常规匝道分流的区别，然后采集目前在运营的某互通式立体交叉主线分岔区车辆轨迹数据，对选择的变道模型进行了验证，最后基于选定的变道模型分别计算了设计速度80 km/h、100 km/h和120 km/h时的主线分岔区车辆换道长度。最终得到不同设计速度下的最小换道长度分别为340 m、450 m和550 m,该研究可为今后我国互通式立体交叉主线分岔区设计优化，以及分流三角区前的标志、标线设置提供参考。     

基于VISSIM仿真的冰雪条件下快速路交织区长度确定研究

通过控制交织区长度以及快速路主线交通量对道路在正常条件、积雪条件、冰板条件以及冰膜条件四种情况下的交通状况,利用VISSIM仿真软件进行仿真。选取了时间占有率的指标进行服务水平评价。结果表明,随着道路条件变得逐渐恶劣,时间占有率有大幅增加。在正常、积雪和冰板条件下,交织区长度的增加可以在一定程度上提高快速路的服务水平。而在冰膜条件下,交织区长度对于快速路服务水平的影响并不显著。该研究成果可以为快速路交织区的设计提供参考。     

不良车辆行为图谱及其在匝道区精细化车道管理中的应用

车辆行为图谱能够综合反映交通流中的车辆行为特征及车辆行为的动态变换,便于分析特定场景下的驾驶行为优劣.本文首先分析了城市道路的车辆行为特征,建立了不同交通流模式下的车辆行为图谱,并结合微观车辆行为对宏观交通流的影响方式,得到针对特定道路环境和交通流模式的不良车辆行为图谱.接着分析了不良车辆行为图谱与交通拥堵之间的致因链生成机制及结构,提出截断拥堵致因链的拥堵缓解方案.匝道区车辆的换道行为对交通流有很大的影响,通过对匝道区车辆换道行为图谱的分析,利用合理的车辆换道行为引导方法,建立面向匝道区精细化车道管理的拥堵致因链截断方法.最后利用VISSIM交通仿真平台进行了验证,结果表明:改善匝道区车辆换道行为图谱能够降低或消解不良车辆换道行为引发的匝道区交通拥堵.     

基于车联网的汽车自动换道方法研究

为弥补现有汽车自动换道时未考虑周围车辆运动状态变化以及舒适性差和通行效率低等方面的不足,同时提出了在车联网条件下的汽车自动换道方法,主要包括动态轨迹的规划、前馈与反馈相结合的PQ跟踪控制策略两部分,开展Carsim和simulink联合仿真以及实车验证结果表明,与传统非动态自动换道方法相比,该方法能有效解决在换道过程中周围车辆车速变化及车辆突然闯入等情况的难题,明显提高了换道过程中的安全性,由数据分析可知在保证车辆舒适性、稳定性的同时,换道时间缩短了20%,有效提高了车辆换道效率。     

交织车辆的跟车换道行为研究

在不满足换道条件下,交织车辆因换道的强制要求,会有选择地放弃跟车转而进行挤车换道.针对此现象,在深入分析交织车辆的跟车换道行为的基础上,从驾驶员的角度出发,选择其跟车换道的影响因素,构建了跟车换道的效用函数,建立了交织车辆跟车换道的二元选择 Logit 概率模型.基于车辆轨迹获取技术对模型的相关变量进行了调查,采用最大似然估计法对模型进行了标定.选择命中率作为评价指标,采用实例对模型的有效性进行了验证.结果表明,模型能有效地模拟交织车辆的跟车换道行为,精度高达99.0%.      

路面破损情况下车辆行驶换道行为的建模

基于国内外学者对车辆换道微观行为的建模和仿真理论,提出了路面破损约束条件下道路交通车辆换道行为的建模方法。首先,进行了车辆因路面破损而换道的机理分析,计算了车辆不同情况下换道的常概率区和亚概率区;其次,提出了路面破损影响下换道的路径选择效益模型;最后,基于社会力模型思想,建立了车辆可选择换道属性的离散模型。     

复合式互通立交集散道交织区优化与安全评价

将复合式互通立交集散车道交织区划分为4种不同车道功能的交织车道单元,并根据交织车辆强制性变道行为计算交织单元最小长度。基于交织车辆运行特性与交织区长度,采用进出车道均布的设计思路,提出交织区车道单元组合设计方案。针对常见速度下集散车道与进出匝道组合形式,以交通冲突率为安全评价指标,确定各自最佳交织优化方案。交织区优化方案有助于明确路权并有效改善集散车道交织区车辆行驶安全性,为集散车道连接的复合式互通立交布设方案的合理设计提供技术支持。     

城市道路多车道交织区的微观驾驶行为特性

为明确城市道路立交交织区的微观驾驶行为特征,在重庆市主城区南山立交开展小客车实车试验,通过车载高精度GPS和Mobileye采集了32名驾驶员在自然驾驶状态下的交织区实测数据,获得了交织区以及邻近路段范围内的行驶轨迹特征、速度特征、车辆汇入行为、换道时间等微观驾驶行为的变化规律和分布特性,并分析了驾驶人性别、气质类型对微观驾驶行为的影响.结果表明,驾驶人在交织区范围内会经历减速和加速2个阶段,内敛型驾驶人进入交织区时的减速长度显著大于外向型驾驶人,交织区内的加/减速度幅值在±0.5m/s2范围内,交织区进口速度高于出口速度.在交织区范围内,男性驾驶人比女性驾驶人更早执行换道操作;另一方面,男性驾驶人穿越三角区再汇入车流的危险行为占比较大,容易导致交通事故的发生.男性驾驶人和外向型驾驶人通常更偏向以较高的速度通过交织区,并且换道持续换道时间较短;女性和内敛型则相反,速度普遍偏低,且需要更长的换道时间.