基于导航数据的交叉口进口道安全风险评估及诊断方法

以导航软件采集的驾驶行为、空间位置、交通状况及用户量等大数据为基础,应用交通秩序指数评价道路安全性。通过分析与进口道相关的道路几何特征、交通执法设备以及信号控制设施的安全性特征,构建交叉口安全性结构方程模型,深入挖掘交叉口进口道风险致因。结果表明,交叉口各方向车道总数、信号相位,与进口有关的进口道车道数、调头车道数、横断面类型、中央分隔带类型、违法监控设备数量,都对交叉口安全性具有显著影响。拥堵状态对于交叉口安全性的影响最大,且在不同时段交叉口安全性存在较大差异。其次,信号控制设施与道路几何特征,交通执法设备对交叉口的安全影响最小。在改善交叉口进口道的安全性时,首要是鼓励错峰出行、改善拥堵状态,尽量采用带有全红时间的信号配时方案。道路设计过程中,在进口方向增加车道数量并设置硬性中央分隔带,尽量设置调头车道。提出一种基于导航数据的进口道风险与交叉口相关属性间量化关系的挖掘方法,进而实现交叉口进口道风险的评估与诊断,为其他类型道路及交通网全域风险防控和安全改造提供借鉴和参考。     

基于损失时间的单点交叉口信号相序优化模型

以定时控制交叉口混合交通流为对象,重点研究如何通过相序优化降低交叉口损失时间的问题.首先提出了基于信号灯组(包括机动车灯组VG、非机动车和行人灯组PG)的绿灯间隔矩阵、相位相序、相位最大间隔矩阵、相位间隔和矩阵,以及矩阵之间元素相互关系的数学表达.然后,建立了以VG损失时间之和、VG最大间隔时间之和、VG和PG所有损失时间之和,以及VG和PG最大损失时间之和等四类相位损失时间最少为目标的相序优化模型.通过一个四相位信号控制十字交叉口的实际数据验证:相序组合不同,交叉口的损失时间不同;是否考虑行人、自行车交通,对于最佳相序的影响较大.该模型可以求得面向混合交通流多种目标下的最佳相序解.还进一步地分析了四类优化目标下信号损失时间的设置模式,以及通过基于信号灯组设置信号间隔时间以降低交叉口损失时间的方法.     

基于轨迹数据的非机动车左转信号灯安全效应评估

【目的】对城市交叉口采用的左转非机动车信号灯设施进行交通安全性量化评估。【方法】提出一种基于拓展碰撞时间（extended time to collision,ETTC）指标的左转非机动车信号灯安全效应评估方法。针对现有的碰撞时间（time to collision,TTC）指标不适于评估交叉口左转非机动车冲突的问题,考虑非机动车车辆尺寸与加速度对交通冲突的影响,采用拓展碰撞时间指标,评估交叉口非机动车交通冲突。收集长沙市4个信号交叉口的视频大数据,利用视频软件Tracker提取车辆微观轨迹后,开展案例分析。【结果】左转非机动车信号灯在时间上明确了非机动车的通行权,其设置能显著降低非机动车冲突率,在平峰、高峰时段非机动车冲突率分别降低了40.11%、25.27%。在直行相位末期、左转相位即将启亮时,设置组的左转非机动车在待行区等待,冲突率降为0;而对比组近50%的非机动车违规左转,冲突严重。设置左转非机动车信号灯的改善效果随非机动车流量的增大呈先增加后降低趋势,而随机动车流量的增大呈逐步波动下降趋势。【结论】本研究揭示了非机动车左转信号灯的设置对减少交叉口交通冲突的影响,可为城市交叉口...     

信号交叉口自行车通行能力研究

为研究自行车在信号交叉口的通行能力,建立流体扩散模型.在深入分析自行车进入和驶出交叉口集聚扩散现象的基础上,用扩散距离D和散布角θ两个参数描述自行车在交叉12内的扩散及分布特征,并分析交叉口长度、信号周期及有效绿灯时间对自行车通行能力的影响,建立信号交叉12自行车通行能力模型.对北京中关村大街4个交叉12实测数据和模型预测结果的对比分析表明,二者平均误差仅为8.6%;模型完全能够应用于交叉口交通设计及控制.     

信号交叉口右转渠化岛区域非机动车过街冲突

为科学评价信号交叉口右转渠化岛设置给非机动车过街带来的交通安全风险,实地采集了南昌市5个信号交叉口的视频,并提取了各交叉口右转渠化岛区域机非冲突数据、交叉口几何设计特征、交叉口渠化方式以及交通流特性等数据;采用改进型TTC指标对交通冲突进行判定,共得到304起冲突事件;基于贝叶斯方法构建了考虑不同交叉口间异质性的随机效应冲突模型,对比了固定效应与随机效应负二项模型的拟合优度并分析了显著影响因素;基于随机效应模型,确定了期望机非冲突数计算公式,绘制了不同交通流情况下信号交叉口渠化岛设置标准曲线。研究表明:相比于固定效应模型,随机效应模型对机非冲突有更好的拟合效果;相比于无渠化岛交叉口,软渠化岛和硬渠化岛的设置会导致交通冲突分别增加38%和61.4%;右转机动车交通量、过街非机动车交通量和非机动车违法行驶数量每增加1%,将导致机非冲突分别增加0.85%、0.44%和0.18%;右转机动车平均速度每增加1%,将导致机非冲突减少2.5%。     

信号交叉口汽车燃油消耗的研究

为探索交叉口信号灯的设置对汽车燃油消耗影响的规律，对信号交叉口汽车的运行过程进行了分析，研究了汽车在通信信号交叉口时减速、怠速停车、加速离开过程中的燃料油消耗，并得出了相应的计算方法，在此基础上，建立了信号交叉口的汽车燃油消耗增量增模型，并对该模型的应用进行了分析，该模型可为信号交叉口的信号配时的优化，交叉口设计与渠化，运输成本分析等提供参考。     

搭接相位信号交叉口非机动车过街行为分析

为提高信号交叉口非机动车通行的安全水平，本研究以广州市典型的搭接相位控制信号交叉口的调查数据为基础，基于C5.0决策树算法对非机动车过街行为进行影响因素分析。考虑到一个信号周期内的不同时段对非机动车过街行为的影响，本研究将一个完整的信号周期按照非机动车过街的风险冲突划分为对向绿灯风险期、同向绿灯安全期、同向绿灯风险期和垂直方向风险期4个风险时段，并根据非机动车在交叉口的等待选择和闯红灯情况将过街行为分为冒险型、机会型和守法型3类，通过构建C5.0决策树模型分别研究3类过街行为的影响因素并分析评价模型的分类效果。结果表明：决策树模型分类结果的整体准确率大于83.04%,AUC（受试者工作特征曲线下的面积）值大于0.880，模型预测精度较优；搭接相位控制信号交叉口非机动车的过街行为主要与交通环境显著相关，而与骑手的行为因素显著性较低，到达风险期、非机动车信号灯设施、冲突机动车流量、车道数和过街风险对冒险型过街行为的发生存在显著影响，其中到达风险期为最主要的影响因素；车道数、红灯时间和到达风险期对机会型过街行为的发生存在显著影响，其中车道数为最主要的影响因素；冲突机动车流量、信号周期、车道数...     

基于统计分布的近距平行跑道配对进近纵向碰撞风险评估

对近距平行跑道实行配对进近有助于缓解空中交通拥堵现状,增加机场终端区空域容量.为更准确地评估配对飞机的纵向碰撞风险,考虑配对进近过程,将其分为5个阶段.研究飞机进近纵向定位误差的统计分布,通过分析广播式自动相关监视数据得到拟合效果最佳的无界约翰逊分布.综合考虑前机偏航和尾流的影响,计算各阶段配对飞机的纵向间隔,建立配对进近纵向碰撞风险评估模型.为检验模型的有效性,利用MATLAB进行算例仿真.计算结果表明,配对飞机纵向碰撞风险在前机飞越其跑道入口时达到最大值7.87×10-14,该模型可以将配对进近全程的纵向碰撞风险控制在安全目标水平之内.     

有限优先下交叉口信号设置的临界流量依据

为完善交叉口信号设置的临界流量依据,引入支路车辆穿越主路车流的风险时间函数和等待时间函数,从微观角度确定了临界间隙与主路流量函数关系,得到了有限优先现象的主路流量最小阈值为500pcu/h,并推导了有限优先下交叉口车均延误模型.在此基础上,从交通安全和效率的角度出发,确定了支路车辆穿越主路车流的最小临界间隙值为4.5s.对比设置信号前后交叉口车均延误的大小,得到了有限优先下1/1,1/2,2/2相交3种常见交叉方式需设置信号的临界流量曲线.与完全优先的主支路交叉口相比,有限优先下3种交叉方式设置信号的临界流量平均增量分别为20.33%,20.95%,21.43%. 研究成果可为信号设置临界流量的确定提供一种新的理论参考.     

无信号交叉口左转车道设置依据研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对无信号交叉口左转车道的设置依据进行研究.假设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导了无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式,并讨论了模型中的参数:受左转影响的直行车停车概率的限值、左转穿越对向车流的临界间隙和进口道车道数.对典型情况进行模拟计算,绘制了左转车道设置的准则图表.对计算结果分析得出了无信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律.研究成果为左转车道的设置提供了定量化的依据.     

基于安全可提高空间的事故多发信控交叉口判别

贝叶斯安全可提高空间判别方法通过计算贝叶斯方法估计的事故数与具有相同道路交通特征地点的事故期望的差值,对事故多发信控交叉口进行判别;差值越大,表明安全改善潜能越大.贝叶斯方法结合事故观测值和具有相同道路交通特征地点的事故期望估计事故数,消除了事故观测值的随机波动特性.基于全贝叶斯安全可提高空间方法判别上海市事故多发信控交叉口,并与事故绝对数方法、经验贝叶斯方法、全贝叶斯方法、经验贝叶斯安全可提高方法的判别结果进行对比,发现该判别方法最优.     

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。     

基于轨迹数据的信号交叉口排队长度估计

排队长度是信号交叉口最重要的性能指标之一,也是信号交叉口配时优化的关键参数。对于一些偏僻的路口或者固定检测器损坏的交叉口,由于无法获取准确的排队长度信息而无法了解交叉口的实时状态。针对以上情况,本文提出通过浮动车轨迹数据来估计信号交叉口的排队长度,通过对轨迹数据的分析,本文建立了基于浮动车集群队列的排队长度估计模型,利用排队长度估计模型可以实现交叉口排队长度的估计。通过SUMO仿真获取早高峰,晚高峰,平峰流量下输入下的浮动车轨迹数据,分别采用早高峰,晚高峰,平峰流量下时间间隔为2s/4s/6s/8s/10s和渗透率为5%/10%/15%的数据集对模型进行验证。验证结果表明,本文建立的模型可以较为准确地估计交叉口的排队长度。与相关方法的对比结果表明,在早高峰流量下和晚高峰流量下,本文建立的模型误差更低,不同的时间间隔和渗透率下比不考虑集群车队的精准度平均高出约12%,即使在平峰流量、时间间隔大、低渗透率场景下,本文建立的模型估计的排队长度误差仍在可接受范围内。相关的研究成果将为交叉口的交通状态评估以及信号配时优化提供支撑。     

公路信号平面交叉口安全服务水平研究

为了客观评价公路平面交叉口的交通安全状况,提出了交叉口安全服务水平基本概念.分析了影响信号交叉口安全服务水平的因素,给出了信号交叉口安全服务水平评价方案.分别建立了基于机动车与机动车、机动车与非机动车、机动车与行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素修正模型,并由此得到信号交叉口安全服务水平总模型.根据多个信号交叉口的数据,把安全服务水平分为A～F等级,并验证了安全服务水平模型的合理性.应用安全服务水平模型评价实际交叉口的安全状况,得到交叉口危险度为11.7,安全服务水平为B级.评价结果表明该安全服务水平模型可以快速有效地评价信号交叉口的交通安全.     

基于条件自回归模型的城市宏观安全分析

基于上海市外环以内263个交通分析小区的事故、道路、交通、土地利用数据,在交通分析小区层面建立贝叶斯负二项条件自回归模型,分析事故在交通分析小区层面的显著影响因素.结果表明,主、次干道长度的增加会显著增加交通分析小区内的事故数量;道路网密度、交叉口数量与小区事故数具有显著正相关性;随着客车产生量的增加,事故数量增加;土地利用强度高,相应的事故数量增多.     

关键交叉口与双周期交叉口间路段上的车辆排队模式及测算方法

为了描述周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆排队的集结与消散现象,以关键交叉口周期时长为双周期交叉口周期时长的2倍为例,基于冲击波理论,针对两个相邻交叉口之间路段上的上、下行车流分别描述了车辆排队的各种模式并建立了车辆排队长度模型。为了验证模型的有效性,利用VISSIM交通仿真软件设计了模拟实验方案。考虑不同条件下信号红时差与交通流率的多种组合,通过仿真实验共得到35组数据,每组数据均获得84个有效数据点。结果显示,上、下行方向的车辆排队消散长度的计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占75.56%和95.00%;交叉口信号周期越长,其排队消散长度的平均值和最大值也相应地越长。研究结果表明,该模型可以用来估算周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆的排队长度,从而为交通控制方案的优化与调整提供理论依据。     

公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道交通延误模型

为评价进口道具有公交停靠站信号交叉口的公交停靠影响和车辆运行效益,建立公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道的交通延误模型.根据公交车停靠对不同类型信号交叉口交通延误影响情况的不同,将影响延误模型分为3类.针对最常见的影响延误模型,首先通过详细分析不同情况下公交车停靠对信号交叉口进口车辆的作用机理,研究分情况的交叉口进口车辆延误计算方法和计算公式;然后根据这些延误计算公式,利用积分方法,得到一套公交车辆停靠对交叉口进口车辆平均延误的计算公式.该公式能较好地计算进口道具有公交停靠站的信号交叉口进口车辆延误,为有效改造和合理布设公交站点提供理论基础与定量分析工具.     

基于知识的信号交叉口配时设计系统

信号配时是影响信号交叉口通行能力的关键,本文根据专家系统的有关理论和信号交叉口的配时设计原理,研究了一种基于信号交叉口配时设计系统,并编写了相应的软件,研究该系统的主要出发点是基于交通流的随机性和不确定性较强,难以用精确的数学模型加以描述,但是可以根据经验进行适当的分析。     

基于车道集计交通流数据的事故风险评估分析

事故风险评估分析提取事故及对应非事故状况下的交通运行数据作为自变量,以事故发生与否作为0或1因变量,采用数理统计模型分析事故发生与交通流状态的关联性.为探索上海市城市快速路的车道集计交通流数据用于事故风险评估分析的可行性,基于条件Logistic回归,使用该数据与事故数据构建事故风险评估模型,并检验模型预测精度.结果表明低运行速度、车道间流量的差异性会增加事故发生的概率;上海市城市快速路的车道集计交通流数据可用于事故风险评估研究.