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.     

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。     

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.     

高速公路路段通行能力仿真研究

基于VISSIM交通仿真软件可重复性和可延续性的特点,以高速公路交通流运行特征作为分析对象,对通行能力仿真研究的关键参数进行标定与评价.并以标定的VISSIM作为平台建立典型的高速公路基本路段仿真模型,再现复杂交通条件下的车流运行特性以及影响通行能力各参数的度量指标.对比现行高速公路服务水平分级标准,分析了产生差别的原因,并由此推算出分级服务水平下的通行能力和交通流临界密度.     

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.     

城市快速路施工区可变限速模型研究

引入可变限速的思想,考虑影响施工区车速的因素如V/C、大车率、服从率等因素,提出基于交通流理论和交通冲突技术的施工区可变限速模型.通过仿真进行了模型的标定,并基于算例得到施工区的限速值.研究结果表明:该模型能克服现有限速方法的不足.     

冰雪条件下高速公路可变限速方法

高速公路在冰雪天气下需要进行封路或限速等措施,导致道路通行能力减小,车辆行驶安全性下降。 针对该问题,在考虑道路线形、冰雪条件道路特性与交通流特性的基础上,提出一种基于冰雪条件的高速公路 可变限速方法。建立了包含道路线形与冰雪条件的速度生成模型,同时引入模糊控制系统对路面雪况进行预 测。通过Vissim 软件对高速公路部分路段进行仿真实验,结果表明,该可变限速方法可根据雪况动态调整限 速值,相比于对照组Ⅰ( 固定限速) 降低了车辆延误,提高了通行效率,相比于对照组Ⅱ( 封路除雪+ 无限速) 提高了道路通行能力。表明相较于传统方法,该方法能更有效地保证冰雪条件下高速公路车辆通行效率与安 全性。     

基于VISSIM仿真的山区高等级公路雾区限速方法

针对目前山区高等级公路雾区限速理论不能切实反映雾区交通流状态的情况,在完善雾区限速理论的同时,提出了具体的限速方法。首先建立不同大气能见度下驾驶员动态可视距离与车速的关系模型;并以驾驶员的动态可视距离不小于停车视距为条件,得到不同雾况等级下的限速值;其次,考虑到雾区交通量对限速值的影响,基于流量-速度模型,对同一雾况等级根据交通量的大小分级限速;最后,以限速值为变量进行VISSIM仿真对比试验,将车速方差和安全车距达标率作为评价限速值优劣的指标,对雾区限速理论值进行优化;该方法适用于不同交通流状态,可为山区高等级公路雾区交通安全保障方案的制定提供参考。     

基于VISSIM仿真的公交运行状态监测平台设计

为改进VISSIM仿真实验环境,实现实时动态交通仿真控制策略,构建了基于VISSIM仿真软件及COM接口二次开发的公交运行状态监测平台。基于VB程序设计语言,选取福州市金山大道为研究路段,在实际数据的基础上,利用所搭建的公交运行状态监测平台实时获取路段上每一辆公交车辆的运行数据,并将其可视化,通过与传统仿真输出的数据对比,验证了公交运行状态监测平台的有效性,为下一步实现公交运行状态动态控制提供可能。     

基于驾驶员特性的山区高速公路夜间限速模型

为充分保障不同特征的驾驶员在山区高速公路夜间行驶的安全性,同时提高行驶的经济性,本文先从夜间环境,如环境照度、能见度、气象和眩光对驾驶员特性的影响分析出发,提出考虑驾驶员特性的夜间反应时间模型和有效动识距离模型。然后,根据主要目标优化思想,提出以驾驶经济性和安全性为目标的山区高速公路夜间限速方法。该方法通过将驾驶员在单位长度路段上每小时的时间费用和车辆燃油费用之和最小作为目标函数,并结合夜间反应时间模型和停车视距模型,考虑夜间对障碍物识别以及车辆行驶稳定性的安全性要求,将三者分别作为约束条件,由此建立起基于驾驶员特性的山区高速公路夜间安全车速最优化模型,从而求解该模型所得的最大安全车速值即为路段最大限速值。最后,为验证模型的合理性和有效性,以松建高速公路某路段为例,通过选取一定参数值,并运用Matlab仿真软件对该模型进行求解,得到不同能见度、路面附着系数和时段下的夜间动态最大安全车速值。仿真结果表明,当能见度和时段不变时,最大安全车速随路面附着系数的减小而减小;当路面附着系数和时段不变时,最大安全车速随路面附着系数的减小而减小;而当仅有时段变化时,最大安全车速值随时段的变化而出现一定程度的波动。该结果所表现的规律符合当前的相关研究成果,且以此得到的该路段的最高限速值99.390km/h,也与该高速公路的设计车速100km/h基本一致。因此,该限速模型为研究山区高速公路的安全车速和改善山区高速公路夜间行驶安全现状提供了一定参考。     

高速公路动态交通流的神经网络模型

通过对高速公路宏观动态交通流模型的分析，提出了动态交通流的神经网络模型。结合交通调查数据，利用仿真和优化技术对神经网络进行训练，从而获得了比较准确的描述交通流真实行为的模型，仿真结果结果，该神经网络模型具有令人满意的效果。     

浅谈高速公路监控系统中的相关问题

本文是作者阐述了高速公路运行中存在的主要问题，分析了可交限速控制在高速公路监控系统中所起到的作用。给出了主线可变限速控制的原理和控制策略，并建立了相应的数学模型。针对高速公路交通流的特点，采用多层分散控制的策略，实现对主线行车速度的控制。仿真结果表明了模型和控制策略的有效性。     

面向移动瓶颈的高速公路流量控制模型研究

移动瓶颈是造成高速公路拥挤的重要原因之一,为有效缓解此问题,可考虑建立移动瓶颈与周围交通相互影响的微观-宏观模型。根据约束条件和优化目标建立内部预测模型,利用最小化成本函数评估模型对交通流的影响,提出一个流量控制模型,根据模型预测控制(model predictive control,MPC)方法对初始流量进行优化控制,利用Matlab进行宏观仿真分析。仿真结果表明:该控制方法相比于无控制条件下优化目标均提升5%以上,较好地提高了高速公路运行效率。考虑到未来几年自动驾驶汽车在交通网络中的渗透率不断上升,利用受控车流来调节交通具有一定的发展前景。     

基于VISSIM仿真的高速公路事故交通影响

高速公路发生交通事故时,由于事故车辆占用车道,造成事故路段形成交通瓶颈,影响路段的实际通行能力,导致事发路段的车辆延误和排队长度的增加。为了研究高速公路交通事故对交通造成的影响,通过VISSIM仿真软件,建立高速公路基本路段和路段上的交通事故模型,分析不同输入交通量、大小车比例下,事故路段的车辆延误和平均排队长度随时间的变化规律;对中国高速公路在事故情况下的有效通行能力进行了研究。研究结果表明:高速公路基本路段输入交通量越大、大车所占比例越大,交通事故的影响时间越长、范围越大;运用VISSIM仿真模型得到基于中国高速公路交通特点的有效通行能力参数。     

高速公路宏观离散模型的反馈线性化控制

在自动化高速公路系统环境下,通过计算拥堵路段系统的Lyapunov指数和Lyapunov维数,证明了离散交通流模型存在混沌现象。为了得到稳定有序的高速公路交通流,提出一种针对高速公路宏观交通流模型反馈线性化方法使非线性系统线性化。通过LQR优化控制方法将线性化系统的混沌轨道稳定到所需的目标轨道上,实现道路交通流的稳定有序。仿真结果表明,提出的方法可使道路交通密度和速度趋于平稳,避免了道路拥挤的发生。     

基于模糊非支配排序遗传算法的多车型快速路交通拥堵和排放优化

以优化城市多车型快速路交通系统拥堵和排放为目标, 综合考虑了走行时间(total time spent, TTS)、走行距离(total travel distance, TTD)、匝道排队、尾气排放和燃油消耗这5个性能指标, 改进了多车型快速路宏观交通流模型Multi-class METANET和多车型排放模型Multi-class VT-macro. 提出了一个新的高维多目标优化算法——模糊非支配排序遗传算法(fuzzy non-dominated sorting genetic algorithm, FNSGA-Ⅲ), 对快速路的匝道汇入率和主路的可变限速(variable speed limit, VSL)值进行了优化, 实现了缓解主路和匝道交通拥堵以及节能减排的目标. 提出的FNSGA-Ⅲ算法, 基于自适应模糊推理系统(adaptive network-base fuzzy inference system, ANFIS), 对下一时刻高维多目标优化的超平面进行预测, 能够有效引导算法在迭代过程中的进化方向, 提高算法的收敛速度. 基于上海市广中路实际路网进行仿真实验. 结果表明, 与现有的单目标遗传算法和高维多目标NSGA-Ⅲ算法相比, FNSGA-Ⅲ算法结合改进的多车型宏观交通流模型, 可以更合理地设置期望速度与匝道控制策略, 更为有效地环缓解快速路的交通拥堵和排放.     

机非交互路段非机动车越线超车行为建模与仿真

为了准确描述机非交互路段的非机动车越线超车行为,在越线超车特征分析及关键指标定义的基础上,提出了基于生存分析的超车时间预测模型,对越线超车行为的持续时间进行预测,并通过实测的160组非机动车越线超车轨迹数据对模型参数进行标定.为验证模型在混合交通流的应用有效性,整合非机动车纵向行驶模型、换道动机模型、间隙选择模型等,将模型应用于团队自主研发的微观交通仿真软件TESS NG中,并与经典的微观交通仿真软件VISSIM进行对比.基于实际路段的仿真分析结果表明,在非机动车越线超车持续时间方面,TESS NG的仿真精度为90.12%,高于VISSIM的67.4%;在中位生存时间方面,TESS NG仿真误差仅为2.56%,优于VISSIM的43.58%.     

基于仿真的作业区可变限速控制方案研究

为解决高速公路作业区合流处经常发生的排队拥挤问题,将作业区警告段常用的固定限速改为可变限速控制,并通过车流波动理论研究限速标志与检测器位置之间的合理距离。应用VSSIM微观仿真软件模拟作业区在不同限速方案下运行状况,并选取合适的评价参数。仿真结果表明,在到达流量大于作业区通行能力的情况下,可变限速控制方案可有效减少通过作业区路段车辆的延误时间和排队长度,不仅提高了车辆通过作业区的效率,且可以明显缓解作业区合流压力,提高道路安全性。