两难区影响因素与控制策略

通过建立车速时变的两难区数学模型来获取各车辆两难区长度范围,研究分析车速、黄灯时间、车辆加减速度、反应时间与两难区之间的影响关系.根据黄灯启亮时车辆的加减速情况,采用黄灯时间由小到大循环判断的预测方法,提出两难区车载预警和黄灯时间控制策略,该策略可有效降低车辆陷入两难区事件的发生概率,减少交叉口车辆交通事故.     

基于马尔可夫模型的交叉口两难区自适应控制

提出一种基于马尔可夫模型的信控交叉口两难区自适应控制方法.根据实时监测的两难区内车辆数据,采用马尔可夫模型主动预测陷入两难区内车辆数的概率分布,提出采用基于n近邻的状态转移矩阵的更新框架,并综合考虑相位时长,建立相位延长和切换时两难区内当量车辆数的计算模型,进而以相位切换的风险概率为准则,采用即时决策的交通控制自适应调整相位时长.以广州市某交叉口进行VISSIM仿真实验,在不同强度的交通条件下,验证提出方法的效用并进行参数敏感性分析.仿真结果表明经过模型参数校准后,提出的控制方法在有效减少陷入两难区内的车辆数的同时,可减小交叉口的平均延误.     

广州大学城外环路交叉口的黄灯困境问题研究

信号交叉口是关乎交通安全的重要区域,而黄灯困境区的存在大大增加了交叉口冲突的可能。目标是通过对广州大学城外环路交叉口两类困境情况的分析提出相应的改善措施。研究基于无人机技术进行实地数据采集,利用第一类黄灯困境模型完成对驾驶员驾驶风格的评定;并据此对似然函数稍作修正,实现probit驾驶行为模型的求解和第二类困境区的计算。分析结果表明,与第二类困境区相比,第一类困境区总长度较小、分布更离散。最后,针对其黄灯困境问题提出改善措施,以减少现存的交通安全隐患。     

基于车载数据的城市道路交叉口自适应控制研究

在总结现有交叉口交通控制弊端的基础上,通过对控制目标和任务的分析,基于车路协同系统的全时空车载数据,以单车道的车队和多车道的车队簇为控制对象,利用车头时距和间距研究车队和车队簇的形成和动态变化规律,建立了基于车载数据的交叉口自适应控制模型,同时在相位切换逻辑中考虑了两难区.最后基于二次开发的仿真平台,对研究成果进行了测试和验证,相关的案例分析表明,模型应用对于交叉口平峰和低峰情况下的运行效率和安全性有显著改善.     

与闯红灯违规相关的困境区域的研究

论及了交通信号灯的黄灯间隔时间、困境区域、执行容限的概念，着重指出困境区域的存在主要涉及到黄灯时间间隔的选择和相关因素的假设，给出了计算黄灯时间安排的数学描述．对于在黄灯即将开始时接近停车线的驾驶员来说，他必须设法获得标准的反应时间和减速度，正确地选择停还是行，稍有不慎就可能陷入困境区域．举例分析了当驾驶员离停车线的距离大于其停车所需最小距离时，他处于可选择区域，反之，则处于困境区域．困境区域的存在主要是造成了有些驾驶员无意闯红灯，给出了相应的无意闯红灯的时间和困境区域长度的计算公式。详尽阐述了在闯红灯拍摄中引入执行容限的必要性。文中特别针对中国西安市城市交叉口的交通现状，提出了作者的看法和建议。     

绿闪信号作用下交叉口的绿灯间隔时间

为了保障绿闪信号作用下交叉口运行的安全性,以交叉口车辆避免陷入"两难区"为前提计算了绿闪信号的合理时长,根据不同行驶特性将上一相位尾车及下一相位头车的行驶时间进行了分类,从而建立了不同流量条件下交叉口绿灯间隔时间的计算公式.以扬州市交叉口为实例进行了应用,获得了不同流量条件下绿灯间隔时间的具体数值,结果表明:绿闪信号作用下的绿灯间隔时间比没有绿闪信号的大,且流量越低或上一相位尾车初速度越小,二者之间的差值越大,绿闪信号在一定程度上可以提高交叉口的通行效率.     

高速公路汽车防连环撞预警装置设计

为了预防高速公路连环撞击事件的发生,设计了车载防连环撞预警装置.采用超低功耗MSP430单片机作为CPU控制模块,将剧烈变化的加速度作为事故发生的重要判据.结合GPS接收模块,实时接收全球定位卫星发出的定位信息,计算车辆的准确位置,并进行路段匹配.一次事故发生后,利用无线通信模块实现事故车辆方位信息的传输,判定自身车辆如位于事故车辆同路段后方,则进行预警.实验表明,该装置实现了车辆的事故判断和定位,能够有效防止二次事故的发生.     

急刹预警作用下的车辆时空图特性

前方车辆紧急刹车是引起前向碰撞事故的主要原因之一,如果驾驶员能够提前获取前车急刹信息,可由被动视觉刺激而采取的被动应对行为转变为基于心理预期的主动应对行为,将大幅度降低事故发生率。基于驾驶模拟技术设计了车路协同环境下前车急刹事件,该实验场景能够在距离前方急刹车辆360 m和290 m处利用车载人机交互设备(HMI)向实验车辆提供急刹预警信息。通过招募合格被试驾驶员并使其参与驾驶模拟实验,获得车辆行驶数据和各项评价指标。通过对有无车载HMI预警信息情况下的驾驶数据的对比分析,提出了一种基于时空图的车路协同环境中前车急刹情形下的驾驶特性分析方法;并基于35名驾驶员的平均加速度特征对前车急刹事件情形下驾驶员驾驶自信特征进行分析。结果表明:有车载HMI预警信息时,驾驶员在应对前方急刹事件时减速位置较无车载HMI预警信息提前;有车载HMI预警信息提示情况下,面对急刹事件时驾驶员速度控制强度更低,通过曲率指标得出速度调整强度降低39.4%;速度调整更加从容,表现出驾驶自信特征,在面对风险环境时能够主动应对。     

交叉口直行待行区时空资源集成优化模型

直行待行区是提高信号控制交叉口空间资源利用率、提高直行进口道通行能力、降低直行车道车辆排队长度及缓解交叉口拥堵的有效方法.探讨了信号控制交叉口直行待行区的设置条件及其利弊,分析了直行待行区设置前后的直行进口道车辆运行特征.针对直行待行区设置后会增加车辆二次起动-停车而造成的车辆油耗及尾气排放增加等问题,提出了一种以车辆排队长度最短、直行进口道通行能力最大、车辆平均停车率最小为优化目标的交叉口直行待行区时空资源集成多目标优化模型.通过VISSIM仿真对该优化模型进行有效性分析,仿真结果表明通过合理设置直行待行区长度,并配以直行相位协调控制策略,能够提高交叉口直行待行区交通运行效益及环境效益.     

部分联网环境下交叉口排队长度估算与信号自适应控制

为改善城市道路交叉口的交通拥堵状况,克服传统交叉口感应控制的弊端,提出了部分车辆联网环境下交叉口实时车辆排队长度的估测算法,建立了基于延误时间最小化的通行优先级计算模型,在此基础上综合考虑交叉口通行安全等因素,设计了交通流向动态组合的交叉口自适应控制方法.为了验证模型与方法的准确性和可行性,通过对VISSIM-COM编程完整地实现了上述控制逻辑,并选取典型交叉口进行仿真验证.结果表明:文中提出的排队长度估测算法具有较高的准确性;相比传统感应控制和固定配时设计,文中提出的控制模型在交叉口平均排队长度方面的优化幅度达70%,平均延误时间分别降低约65%和55%,并且弥补了传统感应控制在接近饱和及过饱和交通状态下疏导能力不足的缺陷,有效地提高了交叉口运行效率.     

考虑信号灯状态的经济车速规划

为解决车辆在信号灯控制区域频繁启停造成的通行延误和通行效率低问题,提出了考虑信号灯状态的经济车速规划方法。首先,借助车路协同技术通过车-车、车-路交互获得车辆当前的位置和运动状态数据,以及信号灯相位信息,对近信号控制区车辆通行特征及路口可通过性进行判定,建立车辆通行引导控制模型;其次,对各驾驶行为下车辆时空轨迹进行分析,分别以路口停车次数及车辆延误最小为目标,建立统一优化目标函数,利用多目标粒子群算法求得最优经济车速,以向驾驶员提供车速建议;最后,为验证车速引导模型的有效性,利用PreScan、Vissim和MATLAB/Simulink联合仿真。结果表明,该方法可有效避免红灯停车,车辆行程时间可减少18.7%,停车次数在高车流密度下减少44%以上,车辆延误减少45%。     

重载公路信号交叉口车辆跟驰特性及折算系数

为研究重载公路信号交叉口处不同车型车辆跟驰行为的差异,调查获取自然驾驶条件下某重载公路信号交叉口通行车辆的跟驰数据,分析各车型车辆的跟驰特性。结果显示：绿灯启亮后,重载公路信号交叉口的车辆加速非常缓慢,车流长期处于加速阶段,几乎无法在绿灯期间达到稳定车速;此外,在跟驰过程中,车辆车间时距随车型变化差异显著,随车速变化差异不明显。基于以上发现,并考虑不同运行阶段车流运行特性的差异,分别对容量计算法和车头时距法进行改进,利用实测数据计算得出重载公路信号交叉口加速阶段和稳定阶段的车辆折算系数。     

钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性，建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标，建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例，采用实际数据验证所建立的方法，并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法，在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力，尤其是干道直行机动车的通行能力，可降低车辆的平均延误。     

钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性,建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标,建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例,采用实际数据验证所建立的方法,并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法,在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力,尤其是干道直行机动车的通行能力,可降低车辆的平均延误。     

无交通信号路口行人过街的人车交互过程研究

自动驾驶汽车要进入人车混行的无交通信号路口,需确保与行人之间的交互安全,为解决这一问题,现以非自动驾驶汽车为研究对象,探索其与行人在无交通信号路口的交互过程。本文选取北京市内两处无交通信号灯的路口作为研究场景进行长期拍摄,基于视频数据从中提取行人的个体属性变量、行人的穿越行为变量、车辆的穿越行为变量以及间隙数据,将行人的过街行为分为穿越前、中两个阶段进行研究。结果表明,穿越阶段对行人的穿越时间具有显著性影响,穿越路口对行人的穿越时间不具有显著性影响。对于穿越前的等待时间,在有右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和来自方向,在无右转车道下对其具有影响的因素有行人的拒绝车辆个数和起始位置。对于穿越中的穿越时间,在有无右转车道下对其具有影响的因素均为穿越人数和车辆1的行为。今后自动驾驶汽车行驶到无交通信号路口时,可以通过此结果去识别行人,并判断出行人的穿越时间,以便及时做出相应的措施。     

基于干线协调的公交信号优先方法研究

以多个交叉口组成的干线路段为研究对象,提出一种基于干线协调的公交信号优先控制方法以实现交叉口所有车辆整体效益的最优。该系统由公交请求生成系统、通信系统、交通信号控制系统组成,通过双层优化的方法,即干线协调处于双层优化方法的上层,公交优先处于双层优化方法的下层,并以干线协调作为公交优先的前提条件,通过红灯早断和绿灯延长策略实现公交信号优先。具体案例分析表明,在不违背干线协调这一前提条件下给予到达交叉口的公交车以优先通行权,可以减少公交车辆在线路各个交叉口的等待时间,同时公交相位社会车辆的延误也得到降低。     

BRT交叉路口主动优先自适应通行控制方法

针对BRT交叉路口优先控制方法逻辑单一、只注重减少车辆的延误、忽视对普通社会车辆的影响问题,提出了BRT交叉路口主动优先自适应通行控制方法.通过预测BRT车辆到达交叉路口停车线内时间,判断交叉路口的信号状态,依据交叉路口垂直方向的拥堵状态动态地调整控制策略,以决定优先控制策略是否执行.该方法注重BRT车辆的优先通行,提高了交叉路口的整体通行效率.Matlab仿真结果表明,采用主动优先自适应控制方法的BRT车辆的停车率明显低于定时控制方法,延误时间低于感应控制方法.     

黄灯信号与交通安全

现有交通法规对车辆遇到黄灯时是否允许通行仍然没有定论. 这直接导致了众多驾车人在面对黄灯信号时的反应不一, 对道路交通及安全产生了诸多负面影响. 通过分析车辆行驶中的人-车系统特性, 揭示了交通黄灯信号的重要作用. 此外, 从两个不同视角对黄灯信号的通行权展开论述, 并对黄灯信号合理的持续时间等参数进行了案例设计, 由此得出车辆在行驶过程中遇到黄灯可以通行的结论.     

考虑停靠时间波动的快速公交车速与路口信号协同优化

为了减少因公交停靠时间波动对车路协同控制造成错失绿灯或红灯时段到达的不利影响,提出了一种基于决策树模型的考虑快速公交系统(bus rapid transit,BRT)停靠时间波动的优先控制方法。该方法主要通过路段车速引导、驻站控制和信号配时调整使BRT进行进站前路段和完成上下客之后路段的两阶段决策引导。由实例可以得到:本文的控制方法相比现实中的不停车通过率提高40%、通过交叉口的平均延误降低20 s;对比不考虑停靠时间波动的不停车通过率提高20%、通过交叉口的平均延误也降低9 s。可见本文的控制方法能提高车路协同控制的可靠性。     

行人因素约束下单交叉路口交通信号模糊配时

针对人、车混合流现象,对四相位三车道十字交叉口的交通信号进行模糊配时。首先根据路口的交通流状况,合理地设置相位、相序,采用"迟起"、"早断"方式对行人交通信号进行配时;然后,考虑到行人控制信号对机动车通行的影响,借助于模糊控制算法,对机动车信号进行配时。数值实验表明,考虑行人因素的模糊控制方法在车辆平均延误时间上较之传统定时控制方法大为改善。