基于收费数据的高速公路车辆运行速度算法

为精准统计高速公路车辆平均运行速度,依托联网收费数据,分析影响平均速度统计结果的多源干扰因素,提出2种处理干扰因素的研究思路,估计每种思路的统计误差,通过在服务区开展调查获取驶入概率、间隔行驶里程、停驶时间及其占总行程时间的比例,引入变异系数对比停驶时间和间隔行驶里程的波动情况,明确在总行程时间中剔除服务区停驶时间的研究思路的局限性,基于间隔行驶里程分布区间中位值,通过样本量加权计算车辆驶入服务区的间隔行驶里程,结合陕西省2019年6月客货车辆平均行程的交通量分布情况,最后提出以206 km为间隔行驶里程、省内出行车流、ETC客车和货车作为统计约束条件,在联网收费数据中寻找不驶入服务区的短途行驶车辆作为最优样本来完成平均运行速度统计方法改进,通过陕西省数据验证统计方法的可行性。研究结论可为路网运行状态分析、路段车辆安全风险评估与监测提供有力的技术支撑。     

山区高速公路长大下坡路段安全性评价方法研究

为了提高高速公路长大下坡路段的安全水平,对3种常用长大下坡路段车辆制动器温升模型分析,充分考虑项目交通特性,分析长大下坡制动性,结合不同载重及运行速度情况下的主制动器温度值预测结果,对评价路段改善前后的安全性进行检查,研究结果表明:在长大下坡路段,当载重为40t、50t,行驶速度为50km/h、60km/h、70km/h和75km/h,温度始终在260℃范围以内,当超载至60t,行驶速度为50km/h、60km/h、70km/h和75km/h,仅在坡底温度超过了260℃,这主要是因下坡距离过长引起;路段改善后,制动器温升有所降低。     

高速公路上坡路段6轴铰接列车运行速度预测模型

为确保车辆在上坡路段的行驶安全，针对高速公路6轴铰接列车在上坡路段运行速度预测误差大、安全运营管理难的问题，提出了面向上坡路段6轴铰接列车的运行速度预测模型。采用雷达测速仪和AxleLight路侧激光仪采集西南某山区高速公路5处连续上坡路段的6轴铰接列车的交通流数据，并对实际运行速度与现有规范预测模型进行对比分析。以纵坡坡度、纵坡长度、车辆比功率、初始运行速度4个参数为变量，构建上坡路段运行速度预测模型。提出了预测模型误差修正方法，并分析了模型的有效性。结果表明:现有规范运行速度模型对6轴铰接列车运行速度的预测平均误差率达到了25.37%，模型误差较为显著；上坡路段6轴铰接列车的运行速度与坡度、坡长呈负相关，与车辆比功率呈正相关；构建的多元线性回归模型拟合优度R2为0.978，且满足相关检验指标；模型预测速度与实际速度差在2~4 km/h之间、相对误差平均值为8.86%，其结果较规范模型降低了16.51%；考虑交通密度因素修正后，模型预测速度与实际速度差在1 km/h以内、相对误差平均值为1.08%，其结果较未经修正的预测模型降低了7.78%，较规范模型降低了24.29%。由此可见，该速度预测模型对长上坡路段6轴铰接列车运行速度预测的准确性提升明显。      

基于不完全OD数据的高速公路改扩建交通分流方案制定方法

制定合理的交通分流方案是实施高速公路改扩建工程的重要工作之一。针对分流路网中部分道路OD分布未知的情况,提出了基于增量分配法的高速公路改扩建交通分流方案制定方法。通过广东省中江高速公路改扩建的实例验证表明,基于该方法制定的分流方案,可以有效地降低施工路段的交通压力,合理分流路段交通量。分流路网中的高速公路平均车速在90km/h以上,其他道路平均车速为40～80km/h,饱和度处于[0.15,0.85]区间。     

恶劣天气对高原山区高速公路交通流特征的影响分析

为定量分析雨、雪、雾等高原山区常见恶劣天气对高速公路交通流特征的影响,利用长期监测的昆明市小铺—兔耳关高速公路固定监测点的交通流与天气状况数据,针对不同天气的影响,估算不同天气下车速和流量的折减系数,并与恶劣天气对平原地区高速公路交通流影响进行对比分析;然后采用回归分析方法,标定了不同恶劣天气条件下的高原山区高速公路速度-流量关系模型.结果表明:在小雪和中雪天气条件下,高原山区高速公路平均车速分别下降6 km/h和10 km/h,交通流量分别下降5.4%和22.0%;在小雨、中雨和大雨天气条件下,平均车速分别下降3 km/h,5 km/h和12 km/h,交通流量分别下降4.8%,16.4%和16.7%;在小雾和中雾天气条件下,平均车速分别下降6 km/h和14 km/h,交通流量下降比例均未超过3%.      

基于驾驶模拟技术的山区高速公路桥隧群区限速值分析

为了提高山区高速公路行车安全性和速度连续性,提出了山区高速公路桥隧群区路段的限速值优化方法.首先通过选择在建的山区高速公路桥隧群区段为研究对象,构建了该路段的三维仿真场景.然后根据隧道路段设计速度采用标准,分别确定了"设计速度±20 km/h"和"设计速度"等3种限速方案,开展了3种限速方案下的驾驶模拟实验.最后从运行...     

高速公路运行速度与交通安全关系研究

从运行速度的角度对高速公路的交通安全性开展评价研究,通过对高速公路运行速度、大小车运行速度差的调查,采用非线性回归方法分别建立了设计速度为120 km/h和80 km/h时,运行速度与百万车公里伤亡事故率的关系模型以及大小车运行速度差与百万车公里伤亡事故率的关系模型,为不同设计速度下的高速公路限速值的确定以及降低高速公路事故的严重程度奠定了基础.      

山区高速公路弯坡路段车辆运行速度预测模型

为确定山区高速公路弯坡路段的车辆运行速度特征,提高山区高速公路运营安全管理水平,结合山区高速公路复杂的道路线形条件,研究适用于弯坡路段的运行速度预测模型.文中列举国内外具有代表性的运行速度模型,并分析其局限性;通过调研3条典型山区高速公路,采用气压管式车速检测器对车速数据进行采集,选择路段特征点的运行速度作为分析样本;...     

降雨条件下高速公路短时行程时间预测研究

为实现降雨条件下高速公路路段行程时间短时预测,掌握恶劣天气下交通信息、提供交通诱导和决策支持,在已获取交通和气象数据基础上应用半距离法估计路段行程时间.并以遗传算法优化的径向基函数(RBF)神经网络和K最近邻非参数回归(KNN)算法为基础,提出1种基于动态权重的行程时间组合预测模型.该组合预测模型的融合权重依据定义的动态误差的变化而持续调整,以保证子模型中精度较高的预测结果对最终结果有较大影响,从而提高预测精度.选取京港澳高速公路湖北省境内军山-武汉南路段,分析该路段降雨条件下行程时间特性,掌握其不同时段和不同降雨强度下行程时间变化规律,并进行预测.结果表明,组合预测模型能有效预测行程时间高峰变化,反应及时且预测精度较高,达到0 .98 ,平均绝对百分误差1 .99% ;而单一的RBF神经网络和KNN算法的平均绝对百分误差分别为3 .40% 和2 .60% ,且拟合程度不如组合预测模型.      

高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究

为了研究高速公路停车视距不足路段交通运行仍然较为平稳的问题,提出多车道高速公路内外侧车道停车视距计算参数采用不同取值方法。当车辆在高速公路内侧车道驶入较小的圆曲线路段时,驾驶员处于有预期的高警惕性驾驶状态,如果前方发现障碍物所做出紧急制动停车决策的反应时间要短于其他车道上的车辆;基于汽车制动减速度与高速公路路面摩阻力系数计算方法的反应时间:有预期的高警惕性驾驶状态紧急制动反应时间可取1.5 s,计算得到的停车视距称为"紧急制动停车视距",适用于高速公路内侧车道;舒适制动反应时间取2.5 s,计算得到的停车视距称为"舒适制动停车视距",其值与规范值基本一致,适用于高速公路内侧车道除外的其他车道。结果表明:当设计速度为80 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径值与规范中圆曲线最小半径一般值基本一致,结合既有高速公路所谓停车视距不足路段交通运行平稳的调查,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理;当设计速度为100 km/h或120 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径较规范中规定的圆曲线最小半径一般值大较多,不满足紧急制动停车视距要求的路段应采取限速等措施。     

电动汽车EPS助力工况柔性PID控制及试验

建立了汽车3自由度转向模型和EPS动力学模型,设计了助力工况的无缝车速助力模式和柔性PID控制器.柔性PID控制器可根据控制误差大小,判断系统误差所在的运行状态,实时调整控制器结构和控制参数.分别在车速为20 km/h、30 km/h和40 km/h情况下进行蛇行仿真和实车试验结果表明,柔性PID控制与无控制和原车控制...     

垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法

为了更加方便准确地判定在垂直侧碰电动自行车事故中小汽车是否超速,以城市交叉口垂直侧碰事故为例,提出了一种垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法.以碰撞时刻为分界点,将碰撞事故按照时间顺序分为碰撞前和碰撞后2个阶段,采用逆向还原事故发生的方法,结合抛距与碰撞速度的经验公式提出了小汽车碰撞速度模型,在测得制动痕迹长度的基础上利用动能定理构建了小汽车制动时刻速度模型.运用PC-Crash仿真,结果表明,小汽车制动时刻速度在34~38 km/h时,辨识误差为1.47%;在42~70 km/h时,误差小于1.3%.通过比较可知,辨识精度相对GIDAS最多可提升15.94%,可精确地分析小汽车垂直侧碰电动自行车事故,并辨识小汽车有无超速,但仍需提高在34~38 km/h区间内的辨识精度.      

Characteristics of collision damage mitigation braking system for pedestrian protection

The vehicle travel velocity at pedestrian contact is considered to be an important parameter that affects the crash outcome. To reduce vehicle/pedestrian impact velocity, a collision damage mitigation braking system (CDMBS) using a sensor for pedestrian protection could be an effective countermeasure. The first purpose of this study is to clarify the relation between vehicle travel velocity and pedestrian injury severity due to differences in pedestrians’ ages in actual traffic accidents. The accident analyses were performed using vehicle-pedestrian accident data in 2009 from the database of the Institute for Traffic Accident Research and Data Analysis (ITARDA) in Japan. The result revealed that the fatality risk became higher with the increase in vehicle travel velocity. The second purpose of this study is to determine the safety performance of production vehicles equipped with the CDMBS for pedestrian protection. It was found that the CDMBS was highly effective in reducing the impact velocity from 50 km/h (vehicle travel velocity) to below 17 km/h, that could result in a significant decrease in fatality risk to be 2% or less. Additionally, the authors investigated a detectable zone with respect to a pedestrian’s position in relation to the vehicle. It was shown that the detectable zones for production vehicles tested were limited to be inside the vehicle front width.     

基于RFID电子车牌数据的公交行程时间预测方法

为了给公交优先信号配时系统提供足够的"思考"时间和准确的控制依据,基于重庆市RFID电子车牌数据提出了一种采用自适应渐消卡尔曼滤波和小波神经网络组合模型动态预测公交行程时间的方法。综合分析公交行程时间的动态和静态影响因素,选取的模型输入参量为标准车流量、路段车辆平均行程时间、平均车速离散性和前班次公交行程时间。利用RFID电子车牌系统采集重庆市鹅公岩大桥路段车辆行驶数据,选取3 000组实际运行数据完成公交行程时间预测模型的训练,另筛选50组数据验证模型的有效性和准确性。研究结果表明：组合模型可动态自适应预测公交行程时间,预测值平均相对误差为3.23%,绝对误差集中在8 s左右,明显优于2种单一模型和基于传统GPS数据的公交行程时间预测模型,可认为选择RFID电子车牌数据作为组合模型的输入,能够明显改善模型预测精度;组合模型预测值的残差分布更为集中、鲁棒性较好,泛化能力强。选择平均绝对误差值、均方根误差值和平均绝对百分比误差作为模型评价指标,结果进一步表明,组合模型的综合预测效果明显优于单一的自适应渐消卡尔曼滤波和小波神经网络。研究方案可为先进公交信息化系统提供良好的技术支撑。     

重载列车作用下隧道衬砌结构动力响应分析

以山西中南部铁路通道某既有隧道为背景，结合现场实测数据进行荷载分析，得到列车激振力函数表达式，并求得80 km/h时30 t轴重列车荷载轮轨激振力时程曲线；运用快速拉格朗日差分软件FLAC3D，建立了重载列车荷载作用下隧道三维地层-结构计算模型，得出了隧道衬砌的动力响应分布，并分析了重载列车作用下，隧道结构的薄弱部位及会车对结构产生的影响。     

基于驾驶机器人操纵的车辆起步质量研究

提出以车速跟踪偏差、冲击度、滑磨功为基于驾驶机器人操纵的车辆起步质量评价指标,选取发动机油门开度、离合器输出轴转速、离合器主从动轴转速差及离合器输出转速变化值作为起步过程控制参数进行车辆起步质量控制研究.确定了这些控制参数的控制规则,并提出了基于积分分离PID控制的起步离合器控制算法.试验结果表明,采用本文提出的起步质量控制策略与控制算法,可保证离合器接合过程中车速跟踪偏差不超过1.5 km/h、最大冲击度值为8.08 m/s3、起步时间约为1.5 s.     

车辆动荷载对水闸交通桥结构安全的影响

为了研究水闸与市政道路联合布置时,闸上交通桥车辆动荷载对水闸结构安全和交通安全的影响,以上海市奉贤区南门港水闸为研究对象,建立三维有限元模型,采用线性时程分析法计算了车辆动荷载下交通桥的应力分布。经计算分析,车辆动荷载产生的应力主要由交通桥主梁承担,对水闸主体结构应力影响不大,闸路结合的方案总体是合理的;在不同的车辆参数(标准车辆和吊车,车速分别为60 km/h、80 km/h、100 km/h)和不同车流量下,交通桥主梁跨中应力峰值均不相同,因此为提高水闸运行的安全性,应对过闸车辆限速限载。     

电动自行车交通风险与车载、车速的关系研究

运用运动学理论,引用刹车距离计算公式,通过对电动自行车交通事故与车速和载重关系的试验和定量计算,剖析了其交通风险的成因,得出电动自行车最高车速应当限定为28km／h;车载质量分别为75、100、125及150kg时,最高安全行车速度应当限定为28、22、19及16km／h。     

考虑驾驶风格的电动公交车能耗灰色关联投影-随机森林预测模型

为探索驾驶员驾驶行为与电动公交车能耗之间的关系，采用随机森林算法建立电动公交车能耗预测模型。为克服驾驶行为特征参数和样本数据的随机性对电动公交车能耗预测模型的负面影响，运用灰色关联投影法计算各驾驶行为特征参数的灰色关联度以及各样本数据的投影值，筛选出与能耗具有高关联性的驾驶行为特征参数作为模型的输入变量，以及相似度较高的样本数据作为训练集和测试集。同时，引入了与能耗具有显著相关性的驾驶风格变量以进一步提升模型的预测能力，运用K-means聚类方法将驾驶风格分类并得到驾驶风格标签。将驾驶风格标签和筛选后驾驶行为特征参数作为输入变量，单位里程能耗作为输出变量，基于筛选后的数据集建立了考虑驾驶风格的电动公交车能耗灰色关联投影-随机森林（GRP-RF）预测模型。基于广州市某线路电动公交车运营数据对模型进行检验，并运用该模型分析加速、制动和运行3种典型场景下相应驾驶行为特征参数对电动公交车能耗的影响。结果表明:该模型预测能耗的均方根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）分别为0.001 8 kW·h/km和3.42%。相比于不考虑驾驶风格的GRP-RF模型和随机森林模型，该模型的RMSE分别降低了35.71%和48.57%，MAPE分别降低了38.82%和46.81%。研究结果表明:加速、制动和运行阶段的平均能耗分别为1.066，0.903 7，0.955 2 kW·h/km；为使各阶段能耗在相应均值以下，加速阶段应控制加速踏板开度在55%以内；制动阶段应控制制动踏板开度在25%以内；运行阶段应控制车速在40 km/h以内。