基于交通冲突的山区高速公路可变限速控制方法

为了提高山区高速公路交通运行的安全性,将相邻路段速度差以及交通冲突风险最小化。针对以往研究缺乏从交通流稳定性层面对可变限速(VSL)系统控制效果分析的现状,提出基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制方法,建立山区高速公路多目标限速优化控制模型并开发仿真环境进行测试,分析可变限速控制系统对山区高速公路交通运行安全性的影响。首先,构建基于METANET宏观动态交通流模型的可变限速控制策略。通过METANET宏观动态交通流模型实现对交通流在时空域中运行态势的描述,以相邻路段速度差以及路段冲突风险,即替代型交通安全指标最小为优化目标,以交通系统运行效率以及限速值变化范围为约束条件,构建了可变限速多目标优化控制模型,采用基于群智能的差分进化算法求解计算可变限速值。应用VB与MATLAB混合编程技术,开发基于VISSIM COM的仿真平台测试控制效果。最后,以实测山区高速公路交通流数据对仿真模型进行校准,并综合考虑山区高速公路交通特性、驾驶人服从率等因素,运用VISSIM COM/MATLAB模拟环境对山区高速公路进行可变限速控制。研究结果表明:与未实施可变限速时相比,对山区高速公路实施可变限速控制,能够显著降低速度离散性,使可变限速路段各分段中心断面的速度标准差降低30%～40%,山区高速公路交通安全性得到了提高。     

基于元胞传输模型的高速公路可变限速控制

针对高速公路交通拥挤、整体服务水平降低、车辆延误增加等问题,提出了一种基于元胞传输模型的高速公路瓶颈区域可变限速控制方法.将可变限速控制方法同元胞传输模型进行融合,使其对限速条件下高速公路交通流变化进行描述,并以提高通行效率和缩短车辆平均延误为控制目标,建立了高速公路瓶颈区域可变限速最优控制模型.实验证明:在高流量条件下,基于元胞传输模型的高速公路可变限速控制方法具有良好的控制效果,能够有效地提升高速公路整体服务水平.     

基于仿真的城市快速路施工区警示系统研究

城市快速路施工区行车环境复杂,不仅是城市道路的瓶颈区域,亦是城市道路的事故多发点,因此存在较大的安全隐患。本文通过应用仿真方法,设计施工区的警示系统,以达到合理警示车流、提高施工区的安全和效率的目的。首先分析施工区的危险因素,再选取冲突率和交通量分别作为安全和效率指标,最后应用vissim仿真平台设计试验,探索不同因素对施工区的安全和效率的影响。试验结果表明,施工区的交通需求、大车率和驾驶员对限速值的服从率对施工区的通行效率和安全都具有较大的影响。基于仿真试验结果,应用模糊C均值聚类对警度的阈值进行确定,进而对施工区的警示系统进行设计。     

城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

基于修正因子的雾天可变限速交通流模型

分析雾天可变限速控制作用下高速公路的特性,提出基于雾天修正因子的在线自调整可变限速交通流模型。雾天修正因子通过T-S模型根据高速公路实时能见度与曲面半径在线自我调整,进而实现雾天可变限速交通流模型自我调整。采用灰狼算法对交通流模型参数及T-S模型参数进行优化调整。采用速度与密度的平均绝对百分比误差对模型性能进行评价。使用VISSIM与MATLAB进行仿真研究,仿真结果表明：相比于一般可变限速交通流模型,本文提出的交通流模型在速度和密度的辨识精度方面分别提升了41. 5%和10.5%,可以更加准确反映出雾天可变限速作用下高速公路的特性。     

高速公路可变限速优化控制模型

针对METANET基本模型在预测交通拥堵路段时误差较大的缺陷,对车速和流量模型进行修正.提出高速公路可变限速修正模型并确定了可变限速阈值和变化频率;应用仿真对模型进行校准、验证和应用效果分析.仿真结果显示,修正模型的应用可降低交通总运行时间28.6%~33.2%,提高通过总车公里数1.8%~3.0%,提高通过总交通量2.00%~3.27%,证明了修正模型的适应性和有效性.可变限速变化阈值取10 km·h-1及变化频率取5 min时的组合效果最佳,可降低交通事故率50%.     

基于修正因子的雾天可变限速控制交通流模型

分析雾天可变限速控制作用下高速公路的特性,提出基于雾天修正因子的在线自调整可变限速交通流模型。雾天修正因子通过Takagi-Sugeno (T-S)模型根据高速公路实时能见度与曲面半径在线自我调整,进而实现雾天可变限速交通流模型自我调整。采用灰狼算法对交通流模型参数及T-S模型参数进行优化调整。采用速度与密度的平均绝对百分比误差对模型性能进行评价。使用VISSIM与MATLAB进行仿真研究,仿真结果表明:相比于一般可变限速交通流模型,本文提出的交通流模型在速度和密度的辨识精度方面分别提升了41.5%和10.5%,可以更加准确地反映雾天可变限速作用下高速公路的特性。     

考虑车辆性能差异的高速路施工区层级限速措施

为提高高速公路施工区的通行能力,降低交通冲突率,本文结合不同车辆的动力特性、运行速度、加速度等参数,对鹅公岌隧道上盖工程施工期间的拟建施工疏散道路提出5种速度管理措施,利用Vissim软件进行仿真模拟和对比分析,并结合仿真数据对拟建施工疏散道路的设计和速度管理方案进行了评价和改进。改进方案中将原来的三车道并在一起,转弯半径由15m增大至100m,弯道限速值由20 km/h增大至40 km/h。结果表明：对施工区道路采取层级限速措施可有效降低车辆在施工路段的行程时间、延误、排队长度和冲突率;采用三级限速措施可使拟建疏散道路两个行驶方向的冲突率均降低0.6次.米^-1;改进方案中80%以上的车入口弯道之前将车速控制在40km/h左右。可见,针对不同车型采用不同的限速值可以缩短车辆在施工路段的行程时间,并有效减少车辆的平均延误。     

快速路行车安全的可变限速方法

针对快速路行车安全构建了快速路可变限速优化控制,提出基于碰撞时间的可变限速启动风险阈值预测方法,在充分考虑交通流的实时运行状态的同时优化了可变限速值的计算. 以福州市三环快速路为例,利用VISSIM仿真软件对可变限速方法进行了有效性验证. 结果表明,提出的方法能够有效减少路段的车速离散度,提高路段交通流的稳定性和安全性,且对通行效率不造成影响.     

高速公路山风过境路段雨天可变限速控制方法

降雨对山区高速公路山风过境路段行车安全及通行效率具有较大负面影响.为保证山区高速公路山风过境路段雨天行车安全,提高路段通行效率,减少风雨综合作用的不利影响,文中设计了山区高速公路山风过境路段雨天可变限速控制系统的总体方案,构建了风雨综合作用下的基于防侧滑和安全停车视距的安全车速计算模型,并以控制监控时段内车辆平均行程时间最小为目标,建立了山区高速公路山风过境路段雨天可变限速控制评价模型.结合实际道路、气象数据,利用Matlab软件进行数值仿真计算,结果表明,与固定限速方式相比,文中建立的可变限速控制方法在保障雨天环境下山区高速公路山风过境路段行车安全的同时,提高了车辆的运行效率.     

城市快速路交通事故特性分析与安全评价

通过分析济南市快速路交通事故统计数据,分别从时空分布、事故形态、事故发生原因等角度探究了城市快速路交通事故的特性。通过提取事故发生前5 min内的车型比数据和交通流量数据,并分析其与交通事故之间的规律性特征,构建基于色阶图的事故风险安全评价表,根据概率统计模型推算出事故发生的临界流量,最后综合以上数据分析构建快速路事故风险安全评价模型。数据拟合结果表明,根据当前交通流量和车型比例实时评估快速路的交通流运行安全风险,可以通过调控当前交通流量对可能发生的事故进行预警。针对快速路交通事故规律和特点,提出了事故预防及安全管理对策与措施,以达到预防事故发生、提升快速路运行安全水平的目的。     

高速公路可变收费费率模型研究

可变收费是一种在不同时段采取不同收费费率的收费方法，对可变收费理论在高速公路交通需求调控中的应用做了进一步研究；在分析影响高速公路可变收费费率标准的基础上，给出高速公路交通需求模型以及费率同交通量关系模型；根据山东省高速公路调查样本，采用线性回归法对模型进行标定。     

无信号交叉口直行电动自行车合流区避让模型研究

无信号交叉口电动自行车合流区违规行为是交叉口电动自行车交通事故的关键成因之一。为减少无信号交叉口电动自行车交通事故,构建了基于元胞自动机的无信号交叉口电动自行车合流区避让模型,并借助MATLAB软件,采用固定变量法仿真研究合流区车辆避让比例对直行电动自行车交通流的影响。仿真结果表明:当直行电动自行车车流的平均密度小于0.23辆/m~2时,其速度变化平缓,此时如果左转电动自行车比例增多,则其速度降低明显;当直行电动自行车车流平均密度大于0.23辆/m~2时,直行电动自行车间可利用间隙和自由行驶的空间越来越小,导致其跟随、加减速等情况越来越多,运行速度逐渐减小。     

高速公路收费费率双峰调控模型研究

高速公路交通出行具有明显的双峰出行规律,将可变收费的理论应用于高速公路交通出行时间的调控,以缓解高峰时间交通拥挤。可变收费是一种在不同时段采取不同收费费率的收费方法,是一种有效的交通需求管理手段。在分析影响高速公路可变收费费率标准的主要因素的基础上,给出高速公路交通需求模型以及不同时段费率同交通量关系模型,并根据山东省高速公路调查样本,采用线性回归法对模型进行标定。     

区域公路交通事故及高速公路交通事故特征

基于中国公路交通事故统计和当前交通安全面临的严峻形势，应用理论分析和统计对比的方法，从宏观角度分析了GDP、交通量和公路里程在不同区域对公路交通事故的影响，并有针对性地分析高速公路交通事故。认为高速公路交通事故具有重特大事故比率较高、尾随相撞事故比例大、受气候因素影响大、驾驶员和车辆性能是事故主要原因等基本特征。该研究结果可为制定公路交通事故预防对策提供理论依据。     

杭州湾大桥进出口加减速车道运行速度模型

通过驾驶模拟实验,对在灾害性天气下的杭州湾大桥进出口加减速车道的运行速度进行了试验研究,建立了加减速车道的自回归与时间序列运行速度模型,该模型主要用于高速公路安全运行速度控制标准的制定,研究成果已在杭州湾跨海大桥上得以应用.     

城市快速路交通流特性分析

基于北京市二环微波检测器所获取的交通流数据,建立了快速路流量?速度和占有率关系模型,拟合得到交通流曲线,据此来研究交通流的运行特征?应用模糊c均值聚类得到自由流?拥挤流及阻塞流3种交通流状态划分结果,从而定量标定快速路上3种交通流状态的区域范围?通过对交通流基本参数时变特性?空间特性以及交通流状态分析,能够全面掌握快速路交通状况,为快速路交通管理提供指导?     

北京市快速环路速度-密度模型研究

以北京市快速环路系统为研究对象,对微波检测器(RTMS)获得的交通流数据进行处理分析,研究北京市快速环路交通流运行特征,建立了速度-密度模型.同时分析了北京市快速环路速度-密度模型在快速路研究中的作用,指出了快速路出入口对保持自由流速度的不利影响.这为交通控制优化、车流波形成机理的研究提供了基础.     

山区高速公路事故涉及车辆数致因分析

为减少山区高速公路的交通事故发生率以及提升其交通安全性,对山区高速公路交通事故中涉及车辆数的影响因素进行分析。首先对西部某高速近八年来发生的一万多起交通事故进行时空特性分析和起因分析;其次以事故涉及车辆数为因变量,将其分为单车、双车、多车事故三个等级,并从驾驶员、车辆、行驶环境等层面选取8个潜在自变量作为有序Logit模型的分析因子,得到显著性小于0.05的6个自变量;最后利用有序Logit模型对6个显著变量进行分类,通过分析得到各自变量分类优势比(or)大小,并采用负二项回归(NB)模型验证自变量分类风险大小的正确性。分析结果表示各自变量分类中的冬季、涉及大货、间距不足、收费站、晴、白天等分类优势比最大,且优势比在有序Logit模型分析时变化更大,说明有序Logit模型比负二项回归模型更适合用于分析事故涉及车辆数变量的分类优势比。结论表明,在交通安全治理时尽量控制优势比大的因素可减小事故车辆数,从而可间接降低严重事故的发生率,为高速公路管理提供有力的决策依据。     

基于负二项回归模型的高速公路交通事故影响因素分析

为了分析高速公路平纵线形和其他交通相关因素对交通安全的影响,从时间和空间角度选取9个自变量,构建基于负二项回归的高速公路交通事故时空分析模型。以某高速公路典型危险路段为例,进行模型拟合与检验。结果表明,基于负二项回归的高速公路交通事故时空分析模型拟合效果良好,事故率与路段弯曲比和连续下坡累积效应呈正相关,与平均坡度和大车比例呈负相关。