基于运行速度的公路交通安全性评价方法

从运行车速的角度对公路交通安全性开展评价研究,通过采集道路断面单车速度,将相邻断面的单车运行速度差的85%位值作为安全性评价指标.通过引入模糊数学中隶属度的概念,建立了基于单车速度差的85%位值的道路安全性评价隶属函数,并确定了道路安全评价等级的划分标准,以评定道路的交通安全水平.以某山区公路车速调查数据为例,对该评价方法进行了验证.     

高速公路自由流状态下对运行车速模型的研究

为达到在车速正态分布情况下由平均车速快速简便地得到线性几何设计所需的运行车速的目的。本文在大量实测数据的基础上，通过SPSS软件对我国部分高速路上自由流运行速度平均车速和运行车速的关系进行探讨，建立了符合两者关系的统计模型．得出两者之间的数值关系。这样的结论有助于分析高速公路的自由流运行速度特性。     

能见度变化下道路车速特性与安全措施分析

为降低城市道路交通事故发生量以提高城市道路利用率,在大量调查数据的基础上,运用一般统计学方法对城市道路车速运行特性进行统计分析,并以速度一能见度为变量绘制P-P图,进而分析出符合不同能见度下的车速分布模型。通过不同车速分布模型的建立和P-P图的分析得出：能见度较高时（能见度大于10000Lux时）,整体车速波动范围较小;能见度较低时（能见度小于500Lux时）,整体车速波动范围较大,该结论印证低能见度下事故率升高的原因。最后,以低能见度下车速的85％位车速为依据,给出低能见度下城市道路车速的管控措施。     

道路行车速度限制问题的讨论

为了使道路行车速度对行车安全及节约能源等方面的综合影响达到最优,分别探讨了最高车速限制与最低车速限制的问题。首先,采用数学建模与回归分析的方法分别构建时间费用函数与油耗费用函数,以时间费用与油耗费用之和最小为目标函数,以事故死亡率及舒适度为约束条件,提出了最高车速限制方法。在分析了道路行车速度影响因素的基础上,采用回归分析方法,分车型建立道路线形指标、交通流参数与运行车速的关系模型,给出了在不同平曲线半径、纵坡及坡长、交通量、交通组成及路面状况条件下的最高车速限制基准值的修正系数。其次,提出车速离散度的概念与计算方法以及不同坡度下的经济车速,然后采用回归分析方法建立了车速离散度与事故率关系模型,提出基于车速离散度约束与经济车速的最低车速限制方法。最后,对实施车速限制的保障技术进行了探讨。     

隧道进出口线形过渡一致性评价探讨

结合国内外运行车速调研及辽宁省部分高速公路运行车速实测及有关调查,建立高速公路隧道进出口运行车速预测模型及线形设计一致性标准,确定隧道进出口线形一致性评价指标,提出高速公路隧道进出口线形一致性设计建议值。     

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公路线形设计的一致性水平与交通安全有很大的关联性,然而国内还缺少对双车道公路路段线形质量的评价方法和评价标准。在国内外关于运行速度及运行速度差值研究的基础上,构建了一个评价双车道公路路段线形一致性的综合模型。该模型以运行车速图中第85%位车速与平均车速所围成的相对面积和路段各相邻单元运行车速差值的平均值为参数,融合了整条路段的运行速度及其差值的分布信息。通过灵敏度分析,标定了模型的参数,建立了评价标准和阈值。多个双车道公路路段的事故调查数据表明,模型建立的线形一致性评价指标与交通事故有较好的相关性,初步验证了模型的适用性和有效性。     

基于ARMA 预测模型的交叉口车辆碰撞风险评估

车辆进入交叉口前的速度时间序列可用于预测车辆进入交叉口后若干步数速度值,利用车速预测值推算冲突方向车辆在交叉口内的行驶位移及其车间距离,可评估车辆发生碰撞的风险.针对交叉口附近车速分布符合随机序列特征,采用自回归滑动平均 (ARMA)理论进行车速时序预测建模,步骤包括时序数据相关性检查、模型p-q 定阶、解析式系数估计、适用性检验.试验结果表明：利用实测车速中的前40 个时序数据建立ARMA 模型,预测出的20 个车速值与实测值贴近,冲突方向两车车速归一化平均绝对误差分别为0.006 56 和0.003 4;利用全部60 个实测数据建立预测模型,检测预测值残差自相关函数发现其绝对值均小于0.258 2,表明所建车速预测方法适用.     

高速公路几何线形一致性评价探讨

结合国内外运行车速调研及辽宁省部分高速公路运行车速实测及有关调查,建立高速公路运行车速预测模型及线形设计一致性指标,确定公路线形一致性设计方法,提出高速公路线形一致性设计建议值。     

基于灰色神经网络的点速度预测模型

为了克服交通流时空不稳定性导致的检测数据误差,提高预测点速度的精度,在比较传统灰色预测模型和反向(BP)神经网络预测模型优缺点的基础上,建立了灰色神经网络点速度预测模型.该模型综合了灰色预测模型所需数据少及神经网络具有的自学习和自适应能力的特点.以实测值作为输出数据,构建不同的灰色预测模型,将各灰色预测模型的预测结果作为BP神经网络训练的输入数据,得到最佳的预测模型.实例分析表明:与传统灰色理论及BP神经网络预测模型相比较,在20、40和60s采样间隔条件下,本文模型预测结果与实测值的相对误差平均减少了32％,为交通运行状态评价和行程时间预测提供了依据.     

山区高速公路连续下坡路段区间运行车速特征分析

利用K-means聚类分析方法,对山区高速公路各车型进行分类研究,并分析了交通事故数据与区间运行车速的相关性.结果表明：小客车、大中型客车速度特性差异较大,五、六轴货车与二至四轴货车运行速度特征差异明显;超车数、区间运行速度差、区间运行速度变化系数、区间运行速度标准差等参数对于山区高速公路的安全评价具有重要作用.山区高速公路的运行速度特性研究结论,可为运行速度设计方法、公路项目安全性评价、限速方案的制定奠定良好的应用基础.     

基于速度一致性的高速公路出口安全评价

速度差与安全性有着直接的关系。传统方法以集计的运行速度差 作为速度一致性指标,容易陷入生态学谬论的误区,并且会高估道路的安全性能。本文比较了几种常用速度一致性评价方法的优劣,采用85位单车速度差85 作为出口匝道速度一致性指标,解析了85 ≥ 的关系。通过雷达对沪宁高速和南京绕城高速出口减速车道、匝道上半部以及匝道下半部单车速度的调查,得出连续路段的运行速度差 、85位单车速度差85 以及85位速度变化率85 R,验证了85 约为 的1.42~2.02倍,表明使用85 或者85 R作为速度一致性评价指标是更加可靠合理的。最后通过速度差以及速度差变化率大小分级,用三种方法综合判定了37个出口匝道的安全等级。     

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速度差与安全性有着直接的关系。传统方法以集计的运行速度差 作为速度一致性指标,容易陷入生态学谬论的误区,并且会高估道路的安全性能。本文比较了几种常用速度一致性评价方法的优劣,采用85位单车速度差85 作为出口匝道速度一致性指标,解析了85 ≥ 的关系。通过雷达对沪宁高速和南京绕城高速出口减速车道、匝道上半部以及匝道下半部单车速度的调查,得出连续路段的运行速度差 、85位单车速度差85 以及85位速度变化率85 R,验证了85 约为 的1.42~2.02倍,表明使用85 或者85 R作为速度一致性评价指标是更加可靠合理的。最后通过速度差以及速度差变化率大小分级,用三种方法综合判定了37个出口匝道的安全等级。     

公路客车横向加速度实验研究

为提供不同类型公路几何线形参数的计算依据,在12条不同地形环境、不同等级的公路上采集了小客车和大客车的横向加速度、行驶速度和轨迹曲率半径数据,评估了试验公路的行驶舒适性,给出了六车道、四车道、双车道3类公路的横向加速度特征分位值,针对不同公路类型和车型,建立了横向加速度-曲率半径和横向加速度-速度的均值模型、极限值模型和85分位值模型.研究结果表明:（1）车道数越少,行驶舒适性越差,设计速度低于30 km/h的双车道公路部分路段的行驶舒适性极差;（2）横向加速度累计频率曲线的拐点在第90~92分位,双车道公路的横向加速度最大值大于8 m/s2;（3）行驶轨迹越缓和、车道数越多,横向加速度分布越集中,且大客车的横向加速度分布要比小客车集中;（4）第85分位值模型可用于公路几何参数的最大值与最小值控制,均值模型可用于几何参数的一般值控制.      

基于交通仿真技术的二级公路安全评价方法

二级公路是我国公路系统的重要组成部分。本文根据现场观测结果,以二级公路交通流特性为基础,比较传统安全评价方法,采取基于第85位运行速度差的方法评价二级公路的安全性。考虑二级公路交通组成复杂的特点,运用交通仿真技术建立路网对象,结合现场观测数据完成参数标定,模拟实际交通流运行状况,输出评价指标数据,提出了区别于《公路项目安全性评价指南》所述获取运行速度差的方法。实例研究表明,该方法简单易用、精度较高,且适用范围广。     

Safety Evaluation for Freeway Exit Ramp Based on Speed Consistency

Speed differential has direct relationship with road safety. Conventional speed consistency measures draw sample data from independent population that follows a normal distribution. These methods may fall into ecological fallacy and overestimate the safety level of road elements. After deducing the relationship between the difference in operating speed ΔV₈₅ and85(ΔV), the 85^th percentile value of individual speed reduction, this paper recommends 85(ΔV) and speed reduction rate 85(ΔV)R is used to evaluate ramp safety. Point speeds of individual vehicle at freeway diverge area, upper ramp, and lower ramp are collected by radar guns. Safety performance of 37 exit ramps are appraised using three different measures, namely, ΔV₈₅, 85(ΔV), and 85(ΔV)R. The results show that 85(ΔV) is 1.42 to 2.02 times of ΔV₈₅, and that the evaluation result of 85(ΔV)R is between the other two. The measure 85(ΔV)R considers not only individual speed but also the base speed on upstream element, which avoid the pitfalls of ecological fallacy and overestimation possessed by conventional measures. It is a safer and reasonable measure that should be adopted in practice.     

公路平曲线超高／反超高对车辆操纵的影响

为得到超高率对车辆方向控制的影响,以“道路-驾驶人-车辆”仿真系统为手段,以超高率／反超高率和行驶速度为试验变量,以小客车为仿真车型,以一条设计速度为30km／h的三级公路为试验对象,进行了三维路面上行车动力学的仿真试验．试验结果表明：①超高会减轻侧向力作用下轮胎的侧偏角,从而减低对方向盘角输入的需求;②超高会减小弯道上的轮胎拖距,并减弱前轮转动对车体的抬升作用,明显降低曲线行驶时的操舵矩,从而使操纵变得容易;③超高也会增加车辆的侧倾摆动（朝曲线内侧）,对于低速车辆,其摆动会更明显;④小半径曲线上的双向路拱或者反超高会增加转向需求,当车速较高时,其方向将难以控制．     

基于混合Logit模型的出租车超速者运营因素分析

根据超速频次、平均超速严重度和平均超速持续时间等3类超速特征，判断出租车超速者类型，明确运营因素对超速者类型的影响。本文利用成都市出租车GPS轨迹数据提取此3类超速特征，并筛选出若干运营因素。而后，应用模糊C-均值聚类确定4类出租车超速群体(超速者I、II、 III和IV型)。运用相关随机参数混合Logit模型，估计单个超速者的某运营因素在超过超速群体平均水平时，对该超速者类型的影响。结果显示：超速者I和II型的每小时超速频数、平均超速严重度低，但平均超速持续时间高；超速者III和IV型则相反。当超速者的日均行程距离、日均收入、低限速道路行程比例、夜间行程比例和全时段速度标准差超过群体均值时，其成为超速者III 和IV型的概率提高了15.39%~77.09%和42.98%~302.38%；成为超速者 I 型和 II 型的概率降低了-0.09%~26.57%和38.74%~68.34%。此外，日均行程距离、低限速道路上行程比例和夜间速度标准差等3类因素在估计中表现出异质性。     

应用于换道预警的驾驶风格分类方法

针对不同驾驶风格驾驶人对换道预警需求存在差异的问题,采用视觉传感器、 雷达传感器、GPS、车辆 CAN 总线数据采集系统,基于小型乘用车搭建了实际道路驾驶行 为试验车.通过对多名驾驶人进行实际道路自然驾驶试验,选用跟车时距、换道时距、超速 频次、换道过程最大方向盘转角等参数,采用模糊评价法建立了驾驶风格离线分类模型, 实现了将驾驶人分类为冒进型、比较冒进型、比较谨慎型、谨慎型四类.采用换道安全性相 关参数对模型进行验证. 结果表明,随着驾驶人谨慎程度的增加,换道安全性评价参数更 倾向于安全,驾驶风格分类模型与实际换道安全性评价参数之间呈现良好的一致性.     

乘用车谱聚类FCAS/PCW风险等级分类算法研究

从实车道路测试数据库中提取紧急制动事件的减速度曲线,基于模糊谱聚类分析研发了在线风险等级分类的避碰算法(FCAS/PCW),并进行Euro-NCAP 2020测试场景下的仿真测试,结果表明:在前车静止、前车低速行驶、前车紧急制动等场景下,试验车以20~80 km·h-1的速度行驶,运用文中算法均能成功避碰,且制动时机更合理,两车最终相对距离为2~12 m,有效减少了对驾驶员正常驾驶的干扰。     

基于变加速度的高速公路平直路段运行速度模型优化

通过研究典型路段车流的运行速度规律,分析汽车在平直路段上的实际行驶方式,提出了平直路段变加速度的运行速度测算方法和预测模型.该模型很好地描述出汽车在平直段上的实际加速状态,动态反映加速度与速度、加速度与期望速度间的变化关系,经与汽车直线路段速度距离加速曲线图表对比,速度预测模型精度较高.平直路段变加速度法优化、完善了现有平直路段的运行速度预测模型,为公路运行速度的合理取值提供了理论支持.