快速路主辅路入口小型车流比功率特征分析

为研究快速路主辅路入口宏观小型车交通流的比功率特性,在早、晚2个高峰时段用无人机拍摄快速路入口小型车汇入的视频,通过Tracker软件获取视频中小型车的逐秒速度和逐秒加速度,并结合小型车比功率(VSP)模型,提出小型车流平均比功率(VSP)模型.将车辆汇入的行驶路段均分成10个行驶区间,计算各个行驶区间的平均速度、平均加速度和平均比功率,并对其进行对比分析.结果表明:1)分区间分析法较整体分析法能够更客观地分析车流行驶过程中平均比功率的变化;2)小型车汇入车流平均比功率受其平均加速度的影响较平均速度更为显著;3)小型车汇入车流的最大平均加速度和首次变道主要集中在第4和第6行驶区间.     

快速路入口区域车辆跟驰行为研究

快速路入口区域车辆跟驰行为及安全间距会受到汇入车辆影响。为了探索快速路入口区域车辆的跟驰行为,利用无人机在200m高空对快速路入口区域进行高空悬停定点拍摄,并利用Tracker软件提取了车辆速度、车辆横纵坐标、加速度等参数。采用跟驰距离、相对跟驰速度绝对值及跟驰片段长度指标对快速路入口区域车辆的跟驰行为进行判断,确定了快速路入口区域跟驰行为判定准则。在此基础上,对交通流变化、车道分布、入口形式对跟驰行为的影响进行对比分析。研究发现：快速路入口区域车辆跟驰距离均值为26m,车辆跟驰距离集中分布在15~28m；相对跟驰速度绝对值均值为0.75m/s,且90%车辆相对速度绝对值小于1m/s；车辆跟驰距离和后车跟驰速度随交通流增加逐渐减小；快速路最内侧车道车辆跟驰距离和跟驰速度大于中间车道；直接式入口的主线车辆跟驰距离和跟驰速度大于平行式入口。本文研究成果可为快速路入口区域跟驰行为参数标定及管控提供参考依据。     

快速路入口匝道车辆汇入位置的分布特征分析

为研究快速路入口匝道车辆的汇入行为,首先对交织区全范围的汇入位置进行采集,然后通过聚类分析将汇入行为分为前段汇入、中段汇入、末段汇入3种.采用5种分布模型对各类行为的汇入位置进行拟合,通过最大似然估计法确定模型参数并进行Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验,发现前段汇入符合Johnson SB模型,中段汇入符合Log-Logistic模型,末段汇入符合Gen.extreme.value模型.最后,建立汇入位置分布与主路外侧车道密度、匝道车辆合并速度间的关系模型.敏感性分析结果表明,同一类别的汇入位置分布受密度、速度的影响显著.     

北京市出租车实际道路行驶特征与排放特性的关系研究

为了分析北京市出租车实际道路排放特性,利用车载排放测试系统SEMTECH-DS对北京市出租车进行了实际道路排放测试,并基于实验数据分别分析了出租车行驶速度、加速度以及机动车比功率(VSP)与HC,CO,NOx,CO2排放的关系.结果表明:HC,CO,NOx的排放率基本随着出租车行驶速度的增加先增加然后降低,而CO2排放率随行驶速度的增加而增加;在不同速度区间内,各种污染物排放因子和排放率均随着加速度的增加而增加;各污染物的排放率和排放因子均随VSP增加而增加,且与VSP成一定的正相关关系,利用VSP量化出租车污染物排放更为合理.     

高原山区道路坡度对机动车比功率和气态排放物的影响

为研究高原环境下道路坡度对车辆比功率（Vehicle specific power ，VSP）、NOx和CO2的影响，利用车载排放测试系统对轻型柴油车进行实际道路试验。试验结果表明：忽略坡度对VSP的数值大小造成差异，引起VSP分布趋势变化。在坡度10 %范围内，含坡度与忽略坡度的VSP差值和坡度具有较强相关性。当道路坡度绝对值小于1时，可以忽略坡度计算VSP值。忽略坡度的VSP对划Bin区间造成聚集，扰乱了Bin区间与排放相关性；忽略坡度Bin区间排放值更接近于平均排放值。含坡度计算的VSP值与NOx、CO2排放速率有较好的相关性。     

车联网环境下匝道汇入区瓶颈换道优化

高快速路汇入区（即合流区）瓶颈是交通流运行的咽喉，汇入瓶颈交通流失效会加剧拥堵，诱发交通振荡以及事故率上升等一系列问题。与现有研究大都通过调节匝道汇入车辆行为或主线车辆速度进而试图改善汇入区交通流问题不同，该研究聚焦于瓶颈汇入区上游主线车辆，通过动态调节汇入区上游主线车道车辆分布，提升汇入区通行能力。具体而言，研究提出一种可以对网联车（CV）进行双向换道建议的混合整数线性规划模型，该方法不依赖于交通流基本图设定的临界密度，通过实时计算每一辆个体CV的向左、向右或保持车道决策以优化车道流量分布，减少汇入车辆干扰，提升汇入效率。基于VISSIM交通仿真软件，通过二次开发搭建了汇入区瓶颈换道优化实时仿真评估系统，并对该方法进行了验证，测试不同流量组合和不同CV渗透率下算法的有效性。各车道时空轨迹表明该换道建议优化方法可以有效减小汇入车辆冲突，车均延误分析结果表明在单车道平均流量1 550 ~1 800 veh·h^-1区间，即汇入瓶颈失效关键流量区段，换道建议优化方案相比原方案能显著改善汇入区的运行效率，车均延误可降低10 %~50 %左右。CV渗透率敏感性分析表明，在较低的0.2~0.5渗透率下即可达到减小延误的目标。     

穿城镇道路交通流特性研究

将穿城镇道路划分为公路段、适应段、城镇段,利用车辆分型统计系统研究不同路段交通流特性。研究小型车和大型车在各路段的速度和车头时距分布特征。结果表明：大型车车速分布更加集中。公路段、城镇段进城镇方向小型车平均车速比大型车高2.0 %、10.1 %,出城镇方向比大型车高3.9 %、9.6 %。适应段大型车车速较高,进城镇、出城镇方向大型车比小型车平均车速高0.4 %、3.5 %,表明适应段大型车出城镇加速行为明显。公路段、适应段、城镇段小型车出城镇平均车速比进城镇高5.2 %、3.3 %、4.8 %,大型车出城镇平均车速比进城镇高8.1 %、11.4 %、5.3 %。车头时距分布呈现逐渐减小的趋势,公路段、适应段50 %以上的车头时距在10 s内,70 %以上的车头时距在20 s内;城镇段60 %以上的车头时距在10 s内车、80 %以上的车头时距在20 s内。适应段车头时距较大,驾驶员驾驶谨慎。     

快速路匝道汇入方案优化及软件仿真

针对城市快速路交通压力日益增长,匝道汇入处经常形成拥堵、交通事故频发等现状,结合当前城市快速路现状,通过理论计算和仿真实验方法,对现有汇入方案进行分析和优化,提出了“限速增道”汇入方案.方案在匝道汇入处采取隔离和限制措施,适当减少主、匝道车道宽度,降低车辆速度,引主导、匝道车辆各行其道,减少相互干扰,最终达到提高汇入处通行能力的目的.仿真实验数据显示,方案的单位时间车流量、通行速度、排队长度等交通指标均明显优于其它方案,效果明显.“限速增道”方案在现有车道宽度较宽的城市快速路上可以采用.     

基于比功率与发动机功率的重型柴油车实际道路排特性研究

重型柴油车在实际道路上的污染物排放备受关注。利用便携式排放测试系统(PEMS)收集了重型柴油货车OBD数据和排放数据,引入重型车比功率(VSP)和发动机功率分别研究了其对柴油车排放的影响及二者间的关系。结果表明,96%以上行驶处于VSP区间[-10 10]kW.t-1,CO、NOx排放随VSP增大先升高后降低;CO2排放随VSP增大而增大。CO、NOx排放随发动机功率增大先升高后降低;CO2排放随发动机功率增大而增大。VSP大于0kW.t-1且发动机功率小于55kW时CO排放因子较高;VSP大于0kW.t-1且发动机功率小于55kW时NOx排放因子较高;随着VSP与发动机功率逐渐增大时CO2的排放因子逐渐增大。该研究成果为重型柴油汽车的排放控制提供了一定的技术参考。     

区域供冷系统逐时冷负荷的分析及数值预测

为了正确选择区域供冷系统设计负荷并优化其主机运行策略,对某区域供冷系统的逐时实际冷负荷变化规律及数值预测进行研究。通过对该区域供冷系统冷冻水供回水温度及流量进行实测,得到并分析实际逐时冷负荷;通过增加输入层数据,建立改进人工神经网络负荷预测模型并对预测值及其误差进行分析。研究结果表明:区域供冷系统在各负荷区间运行时间分布较均匀;在实测期间,系统在高负荷区间的运行时间所占比例为17.5%,最低负荷区间的运行时间所占比例为13.5%,其他负荷区间运行时间比例为15%～20%,这与单区域供冷系统负荷越大则运行时间越短的特点完全不同;并且区域供冷系统连续24h工作,实测日最小运行负荷仅为当日最大实际负荷的11.8%,逐时负荷变化范围大,这说明区域供冷系统更应注意机组容量选型和运行策略优化;由经改进人工神经网络算法得出的负荷预测值与实际值较吻合,其相对误差受用冷区域功能与特点的影响。     

山区公路回头曲线车辆横向加速度特性研究

为了明确车辆在山区低等级公路回头曲线段的横向加速度特性,选择重庆市彭水县境内的一段含有12处回头曲线段的山区公路作为研究对象,开展了20位驾驶员的实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下车辆运行参数,包括速度、轨迹和横向加速度等,分析了回头曲线段横向加速度的幅值特征、变化模式以及峰值位置分布。研究结果表明:（1）车辆在回头曲线段内的横向加速度整体变化特征分为三个阶段:入弯增大阶段、弯中稳定阶段、出弯减小阶段;（2）根据横向加速度85th百分位值的整体变化趋势,将横向加速度划分为四种变化模式;（3）回头曲线段左、右转横向加速度的85th百分位值分别是3.85m/s2和3.69m/s2,相比一般弯道,驾驶员在回头曲线能容忍更高程度的横向不舒适;（4）车辆在左、右转过程中,每个弯道的横向加速度峰值多集中在曲线中点和圆缓点之间,即圆曲线的后半段。     

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。     

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.     

高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明：入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升—平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。     

山区高速公路隧道群路段安全评价

为提高山区高速公路隧道群路段的行车安全性,通过对隧道群路段特征断面车辆速率及驾驶员心理、生理指标变化特征的分析建立了隧道群路段结构物长度和几何线形指标对车辆速率差以及驾驶员心率增长率的影响关系模型.结果表明,对于由2座隧道组成的隧道群,隧道连接段小型车的最大速率差受前一隧道和连接段的长度影响较大,大型车的最大速率差受连接段的长度以及纵坡影响较大;在第1座隧道的出口,驾驶员心率增长率受前一隧道和连接段长度的影响较大,而在第2座隧道的进口,驾驶员心率增长率受连接段长度以及隧道进口平纵线形综合指标的影响较大.在对关系模型进行验证分析的基础上,结合国内外相关研究成果,提出了基于速率差和心率增长率的隧道群路段安全评价方法.     

基于心生理反应的高速公路隧道入口安全

高速公路隧道入口由于光照强度变化,导致驾驶员行车时出现暂时失明而产生安全隐患,为了提高高速公路隧道口的行车安全性和驾驶舒适性。以交通工程学、高等数学、心生理学理论为基础,通过实车驾驶试验,检测驾驶员进隧道时的心生理反应参数、行车速度、光照强度和GPS数据,定性、定量分析高速公路隧道口距离与光照强度、速度、驾驶员心生理反应的相互关系,建立了隧道入口段多元回归安全评价模型。结果表明：驾驶员倾向减速驶入隧道,加速驶离隧道,心率随着速度的增大呈现不同幅度的增长;在隧道入口外3m至内20m照度变化最为明显,驾驶员的心率增长率随着照度的降低逐渐增大,在距隧道洞口内8m位置处心率增长率达到峰值,最大为31.95%,得到基于照度变化率的舒适性阈值为[5%,57%],为高速公路隧道口灯光参数设计和交通安全管理提供了理论参考依据。     

山地城市隧道交通噪声分布特性实测

为了得到山地城市隧道内外汽车行驶噪声的幅值水平、分布特性和影响因素,在重庆市主城区的6条隧道采集汽车行驶噪声值,分析交通噪声沿隧道纵向的整体分布特性、洞口变化规律、车流量及振动减速标线等因素对隧道交通噪声的影响。结果表明:交通整体噪声幅值在隧道内部明显高于隧道外部,呈中间高两侧低的分布特性;交通噪声水平在隧道洞口内外存在明显差异,由隧道外至隧道内,噪声有明显提高,尤其是在距离洞口20 m开始迅速提高;隧道内外噪声水平会因车辆经过而增高,且隧道内的噪声提高明显高于隧道外,噪声值在隧道洞口处显著增加;另外,振动减速标线在一定程度上会小幅提高隧道内的噪声水平。     

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。