考虑连锁冲突的城市公交车行车风险量化分析方法

为了量化城市公交车给区域混合交通带来的安全风险,通过提取交通冲突数据并识别连锁冲突,研究了公交车行车风险的量化分析方法。在数据采集上,采用了航拍图像并基于YOLOv4网络学习航拍目标的外观特征,检测并跟踪航拍车辆,从而提取带精细属性的车辆轨迹数据。在冲突识别上,将不同车道上可能发生横向碰撞的车辆对之间的相对位置作为约束条件,在跟驰模型的基础上补充了匹配相邻车道上车辆对的动态关系,从而将经典碰撞时间(TTC)模型扩展至可同时识别侧向冲突的二维TTC模型;基于车辆刺激-反应理论标定每个冲突车辆对区域交通造成连续干扰的时空范围,根据干扰范围的动态变化建立冲突间的作用关系并形成时序性的冲突树模型,从而识别连锁冲突并追溯连续风险形成的因果过程。在风险研究上,从3个方面量化不同状态下城市公交车的行车风险：①基于二维TTC模型解析冲突频率;②在此基础上结合累积频率法解析冲突严重性;③通过连锁冲突比例及冲突树长度解析冲突聚集的概率和范围大小。采集广州大桥路段航拍视频进行实验研究,结果表明：城市公交车在拥堵常发路段不仅冲突风险高,且带有较高的冲突严重性和区域聚集性;拥堵流中公交车的冲突频率超过9次(/ veh·min);公交车的严重冲突率为33.39%,远远高于小汽车的16.61%;公交车的区域连锁冲突发生率为30.75%,达到了小汽车(14.67%)的2倍。     

基于轨迹数据的非机动车道内冲突事件自动识别与可视化

准确识别非机动车道内的交通冲突事件既是量化评价非机动车道安全水平的基础,也是剖析与理解非机动车道内运行风险产生与发展过程的重要前提.基于轨迹的交通冲突识别与分析技术已被运用于城市交叉口处机动车之间以及机非之间的交互安全分析,但目前鲜有聚焦非机动车道场景内交通冲突事件的分析方法.针对该问题,提出一种基于个体的(Agent...     

城市快速路匝道合流区车辆交互行为模式

在城市快速路匝道合流区,驾驶任务难度主要来自于车辆与其周边车辆之间的动态交互,目前对这种交互行为的特征和机理的认识还不十分清楚。基于从无人机视频中提取的高精度车辆轨迹数据,提取出表征车辆交互行为的指标TTC和GAP,并结合速度、加速度、车道位置等其他指标,对车辆的交互过程加以刻画,从中获得了大量交互行为实例,并在此基础上归纳总结出9种典型的车辆交互行为模式。通过分析各模式特征发现：即使在相同的外部环境下,车辆交互行为模式也可能存在差异,这表明交互行为不仅与车辆之间的相对位置、时空距离、速度状态等环境因素有关,还与驾驶人的应对能力、动机及风险意识等认知心理有关;另外,不同的交互模式面临的风险不同,并且该风险既可能是周边车辆行为发生改变而被迫卷入,也可能是驾驶人自身主动寻求的结果;9种不同类型的交互行为模式,构成了驾驶人自行感知的4种风险状态互相转换的具体实现形式;在驾驶过程中,驾驶人努力寻找契机并选择某种交互行为模式在各个风险状态之间来回切换,并非仅由心理压力较大的危险态向压力较小的自由态转换,也会发生反向转换,前者主要由降低事故风险和减少认知努力的动机驱动,后者旨在追求行车效率,但同时驾驶人会付出更多的认知努力以对抗风险的增加,这充分反映了驾驶人试图在行车效率、事故风险与认知努力三方面取得平衡。研究成果对深化理解驾驶行为及其背后的决策机制具有积极意义。     

城乡快速干道车-人冲突时间窗预测模型

为了解决城乡快速干道车-人冲突和事故严重的问题,将车-人冲突点的分析方法扩展到车-人冲突时间窗的分析方法,构建一种行人运动轨迹实时监测和穿越时间预测相结合的车-人冲突时间窗组合预测模型。首先,分析行人违规穿越的实测数据,确定不同类别行人对应的穿越时间置信区间以及松弛时间;其次,根据运动学模型的预测结果判断行人的所属类别并初步确定行人的穿越时间,同时通过卡尔曼滤波算法对行人穿越过程进行实时监测;再次,融合运动学模型预测结果和卡尔曼滤波监测结果,确定最终的车-人冲突时间窗;最后,对所提出的组合预测模型进行标定和验证,并通过VISSIM仿真平台进行安全性能测试。模型验证结果表明：在正常情况下,该模型能够保障行人的安全且能兼顾松弛时间重置次数;在行人初始穿越速度过低或穿越前、中期存在持续低速的情况下,该模型可以通过多次松弛时间重置来解决模型的适用性问题。安全性能测试结果表明,在车辆行驶时间均值增加4.7%的情况下,安全车辆数占比增加了37.3%,车辆的后侵占时间(PET)测试值则增加53.8%。因此,与无松弛时间的预测模型相比,所提出的有松弛时间的车-人冲突时间窗预测模型能够在对交通效率影响较小的前提下,较大程度地提高车-人冲突的安全性。     

基于编码-解码架构的高速公路交通冲突深度学习预测方法

为进一步揭示高速公路交通动态交通参数与交通冲突事件的关系。利用highD数据库以3 min为基本单位构建样本,共提取交通流和路段特征23个。基于交通冲突衡量指标后侵入时间（post encroachment time,PET）和不同阈值,统计车辆跟驰和变道过程中不同严重程度的冲突数量。基于随机森林回归（random forest regression,RFR）进行特征筛选,利用数值特征灰度图片转换技术（feature matrix to gray image,FM2GI）技术将各样本转化为灰度图片,结合2D-卷积提取图片特征,构建了卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）,C-RFR,C-SVR这3个编码-解码模型,并与基准模型BP神经网络（back propagation neuralnetwork,BPNN）、RFR、支持向量回归（support vector regression,SVR）对比分析。结果表明,基于路段驶入车辆数和驶出车辆数等2个重要特征,平均车头时距、时间占有率、客车平均行驶速度、换道率和驶出点速度方差等5个有效特征,编码-解码架构下的CNN、C-RFR和C-SVR均优于直接应用基准模型,均方根误差（root mean squared error,RMSE）分别降低了12.6%,31.6%,18.5%,能够实现交通冲突的实时预测。其中CNN预测误差最小,且在应对不同严重程度的交通冲突预测时表现出良好的鲁棒性,及对2个关键参数表现出低敏感性。基于FM2GI技术和2D-卷积编码的CNN、C-RFR和C-SVR模型拓展了交通冲突预测建模的深度学习框架,可实现高速公路基本路段多严重程度交通冲突的可靠预测。     

机场场面交通冲突风险演化的SD模型研究

为深入研究机场场面交通冲突风险的演化过程,在对机场场面冲突风险影响因素分析的基础上,明确了风险因素间的作用关系;构建包括人员风险、设备设施风险、环境风险、管理风险4个子系统的机场场面交通冲突风险演化的系统动力学模型(SD);采用专家咨询法确定场面冲突风险、人员风险、设备设施风险、环境风险、管理风险的预警级别;对不同情境下的策略进行仿真,揭示场面交通冲突风险演化规律.仿真结果表明：基准情境下场面冲突风险、人员风险和管理风险的警情较严重,设备设施风险和环境风险的警情较轻;完善场面监管机制、建设机场安全文化、规范员工职业发展通道、引进新设备设施能有效缓解各类风险.研究结果对于预防机场场面交通冲突风险,提高机场安全管理水平具有重要参考价值.     

基于车让人的信号交叉口右转机动车通行效率提高策略

为了减少车让人控制策略下右转机动车与过街行人的冲突,在保障行人过街安全的前提下提高右转机动车的通行效率,对右转机动车与行人冲突类型进行定义,结合两相位和四相位信号控制交叉口的具体情况分析了右转机动车与行人冲突产生的客观原因和主观原因。在此基础上,分别从交通设计、通行理念、让行细则和交通宣传角度总结了车让人的具体控制策略,并提出了其适用条件。对于不适用让行控制策略的信号交叉口,分别从时间和空间两个角度对右转机动车与行人之间不同类型的冲突进行分离。     

基于车流冲突线的无信号交叉口风险分析

为更客观、系统地分析无信号交叉口的安全性能,提出“车流冲突线”概念.通过分析首部车冲突概率、碰撞后严重程度比和冲突向后传递长度,构建无信号交叉口安全风险评估模型.研究表明：基于临界冲突距离值构建的首部车冲突概率模型,考虑两车速度、角度、加速度和反应时间,更接近交通冲突的真实过程;借助物理碰撞学原理可确定 3种冲突型态碰撞严重程度的权重关系,即,交叉∶合流∶分流为 12.705∶1.000∶1.000;利用数学期望知识建立的交叉口当量期望车流冲突量模型,综合考虑冲突发生的潜在机率、交通量大小、车辆位置等因素,可更真实描述实际车流冲突行为.     

基于冲突概率的无信号控制T形交叉口安全评价

为了更合理地评价无信号控制 T 形交叉口的安全水平,研究在交叉口类型划分的基础上,提出1种以交通冲突数的概率分布为评价指标的安全评价方法。其中,交通冲突数的均值和分布分别采用广义线形模型和泊松分布描述,在广义线形模型中,交通冲突数的均值为被解释变量,冲突交通流的交通量为解释变量,根据交通冲突数的均值估算,计算交通冲突数的泊松分布的概率。在利用实测数据对广义线形模型的参数进行标定后,根据主路直行与非直行交通流量之间的差异性,进一步提出了简化模型,将主路直行交通的影响简化为影响系数,并根据流量不同划分为4个等级,通过分析交通冲突数的概率计算值与安全阈值数的概率临界值之间的关系,进行无信号控制 T 形交叉口的安全评价。最后通过实际案例,对模型的可操作性和准确性进行了检验。研究表明,非直行流向流量较直行交通流量对交叉口安全水平的影响更大,利用文中所提出的简化模型,可重点调查其它流向流量,而主路直行交通流量只需观测其流量大致范围即可,平均工作效率提升25%。     

美军战术空域综合管理系统研究

论文着重介绍了美陆军战术空域综合管理系统(TAIS)的实现目标、组成结构和具备的应用功能及系统发展情况。介绍了美军在战时如何管理包括通常陆航兵、防空兵、炮兵、无人机、电子战飞行器、特战大队等空域用户,实现对所属各类飞行器使用空间的规划、调配、监视和管理,以保障我/友各类飞行器的安全和最大限度地提高空域资源使用效率。