基于驾驶模拟实验的快速路交织区运行风险评价

对快速路交织区运行风险进行有效评价可为交通组织优化设计与交通管控的实施提供依据.基于8自由度驾驶模拟仿真平台,建立16个场景模拟不同交织区长度、不同交通流密度、不同行驶路径的城市快速路交织区运行状况;基于20名驾驶员的实验数据,分析车辆运行状态特性,并提出快速路交织区运行风险评价指标;进一步分析运行风险评价指标与场景变量的关系,并给出运行风险等级划分标准.研究结果表明:高密度交通流场景下运行风险比低密度交通流场景增大50％;运行风险评价指标与交织区长度呈线性负相关关系,增大交织区长度有利于降低交织区的运行风险.     

微观轨迹信息驱动的Bi-LSTM合流区车速预测

为明确城市快速路合流区的微观速度特性,确保车辆在衔接段运行速度协调可控,使车辆安全运行。首先,基于无人机高空视频,从广域视角提取了典型多车道交织区全样本高精度车辆轨迹数据,分析车速的累积频率、分布趋势、特征百分位值等运行特性。然后,基于可有效捕捉前向历史速度数据的变化特征的LSTM模型,构建Bi-LSTM车速预测模型;考虑到人工设置训练参数对模型预测性能的影响较大、时间较长,提出基于遗传算法优化的Bi-LSTM速度预测模型(GA-BiLSTM)。最后,以R2、Error Mean、Error StD、MSE、RMSE、NRMSE、秩相关rs这7类评价指标,建立多指标融合的评价方案。结果表明：GA-Bi-LSTM速度预测模型表现较优,拟合指标R2、秩相关rs分别为0.904 6、0.949 5,误差指标Error Mean、Error StD、MSE、RMSE、NRMSE分别为0.004 1、0.447 0、0.199 7、0.446 9、0.076 5。研究成果可为城市快速路的合流区车速调控提供理论依据。     

基于可解释机器学习框架的快速路立交出口风险预测及致因解析

为实现城市快速路立交出口安全风险防控,提升城市道路整体安全性,对快速路立交出口风险水平进行预测,并探究运行状态、控制设施、道路属性、天气等因素对立交出口安全风险的影响.基于导航数据和实地调查数据,以交通秩序指数作为事故替代指标,采用极限梯度提升(XGBoost)算法构建交通秩序预测模型,并利用可解释机器学习框架SHAP...     

考虑换道风险影响的城市快速路出口影响区车道管理

为优化城市快速路出口影响区的交通组织,降低出匝车辆的换道风险,提高交通运行的安全性和高效性,依托上海自然驾驶实验数据,提取城市快速路出口影响区出匝车辆的轨迹数据样本,建立出口影响区换道风险评价方法及分级标准;针对三种常见的快速路出口,考虑人、车和路域环境方面的综合因素,利用二项Logistic模型构建换道风险模型,分析不同因素对换道风险的影响程度,以及一定条件下车辆存在换道风险的概率;在此基础上,根据出口影响区的车辆运行信息和换道风险模型,控制换道风险在合理范围内,得到出匝车辆的合理（最迟）换道位置,并提出相应的城市快速路出口影响区的车道管理方法。     

城市快速路交织区通行能力分析与改善策略研究

为了探究城市快速路交织区通行能力的变化规律和影响交织区通行能力的关键因素,本文以长沙市万家丽快速路交织区为研究对象,使用VISSIM交通仿真软件对城市快速路交织区建模,并利用控制变量法改变模型的输入参数,得到交织流量比和交织区长度的变化对交织区通行能力的影响.研究结果表明:交织区长度与交织区的通行能力呈正相关,交织流量...     

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。     

成都三环快速路匝道交通特性仿真分析

随着交通量迅猛增长,城市快速路已出现不同程度的拥挤,匝道作为快速路的瓶颈,分析其交通特性,对解决因匝道引起的快速路拥挤具有重要的意义。以实测数据为依据,利用微观交通仿真软件,建立仿真模型,分析城市快速路匝道、辅路交织区交通特性,为匝道管理控制提供理论依据。     

快速路交通事件持续时间预测模型研究

针对城市快速路交通事件持续时间影响因素的复杂性和不确定性,结合贝叶斯网络和非参数回归方法,提出了一种新的快速路交通事件持续时间预测模型.采用上海市快速路监控中心数据,经过降噪处理,生成样本数据;在分析样本数据特征基础上,确定了贝叶斯网络的结构学习方法与参数学习方法;对贝叶斯网络模型的结果用非参数回归算法生成持续时间预测值.最后,对模型预测精度进行了验证,发现模型预测效果较好.     

基于拥堵概率的城市快速路入口匝道控制策略

为解决城市快速路交通拥挤问题,开展快速路入口匝道控制策略研究.采用现行规范与现场数据建立VISSIM微观仿真模型,基于交通仿真分析,建立快速路入口合流区的拥堵概率模型,提出基于拥堵概率的入口匝道控制策略.通过收集主线上游流量以及入口匝道流量,预测拥堵概率;若拥堵概率超过其临界值,则启用入口匝道控制系统,确定匝道入口调节率和信号周期.研究表明,相比无信号控制,基于拥堵概率的快速路入口匝道控制策略能够使拥堵概率降至0.1左右,主线车速提高约20%.     

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.     

交织区微观交通仿真模型参数敏感性分析

开展微观仿真模型参数标定是科学应用微观仿真技术的前提，也是开展快速路交织区仿真模拟，继而挖掘交通流运行规律的必要步骤。参数敏感性分析是筛选标定参数种类的核心步骤。研究开展了针对交织区不同流量状态下不同指标的参数敏感性问题。根据基本道路通行能力设定交织区仿真中低、中、高三种流量条件，在不同的流量条件下开展交织区的参数敏感性分析工作。同时考虑交织区交通运行特点，分别从速度、流量和延误几个层面选取六个校核指标作为微观驾驶行为参数敏感性的分析对象。以VISSIM为平台设计并开展微观仿真实验，实践全样本空间下机器学习方法开展参数敏感性分析的有效性。对比不同参数敏感性分析方法并综合实验结果从车辆运行特征角度解释不同流量状态、不同指标的参数敏感性结果，证明以延误为校核指标、以交通流近饱和状态为标定场景，可以获得更全面的标定结果。     

基于“两客一危”数据的高速公路服务区路段车辆行驶模式研究

基于"两客一危"数据,以沈海高速公路厦门段为例,通过浮动车的GPS时空图发现高速公路服务区路段车辆行驶特征,同时选取车辆的平均速度、最低速度、速度方差等车辆运行特征指标进行层次聚类,得到服务区路段车辆的行驶模式.研究结果表明,高速公路服务区路段存在3种行驶模式,即进出服务区、正常行驶和交织减速,基本可以代表车辆在服务区路段的实际运行状态.     

城市多级道路交通运行水平一体化评价模型

针对城市不同等级道路交通运行水平评价中存在的指标不一、阈值多样问题,将原有服务水平概念从设施供给水平和交通运行水平两个方面进行了重新阐释.在这一概念指导下,选用能够体现不同设施供给水平差异的速度比作为运行水平评价的客观指标,并采用专家评分实验的方法建立了道路交通运行水平评分模型,实现了快速路与地面道路交通运行状况评价的统一.最后采用模糊集的概念建立了不同交通运行状态的隶属度函数,给出了道路交通运行状态的分级阈值.     

城市地铁交通雷击风险评估与模拟仿真研究

雷电灾害是城市地铁交通安全运行的潜在危险因素,因此对地铁进行科学规范的雷击风险评估并采取针对性的防雷技术措施就显得非常重要。借鉴自然灾害风险区划的理论及方法,提出了城市地铁交通沿线区段、地面建筑单体雷击风险评估的方法,建立了地面高架站接触网架空地线雷击感应过电压仿真模型。以呼和浩特地铁交通项目为实例,给出了地铁沿线区段雷击区域评估指标,通过对地铁沿线的地闪定位、雷电灾害、土壤电阻率及周边环境等数据资料的分析计算得出区域风险评估结果;并对雷击极高风险区段的地面建筑物单体进行了评估,结果表明入户管线附近落雷是建筑物单体总雷击次数的主要因素;进而对雷击附近大地在高架站接触网架空地线产生的感应过电压进行了模拟计算,给出了雷击点距架空地线的距离、高架桥高度以及架空地线支柱接地电阻和间距等因素对感应过电压的影响规律。城市地铁交通全线段及差异化防雷评估技术手段,为城市地铁交通防雷设计和安全运行提供更加客观准确的科学依据。     

上海城市快速路交通监控系统架构及模型

基于对快速路交通状况的分析，提出建立先进交通监控系统的必要性．构建了由外场设备、通信系统及监控中心构成的系统总体架构．建立了交通检测数据优化模型、交通状态自动辨识模型和实时行程时间预测模型，并应用于快速路交通监控系统建设和运行．     

基于交通流模型的城市快速路交通流特性分析——以北京、洛杉矶为例

为了更好地掌握城市快速路交通流的运行规律,以北京西三环和洛杉矶I405两条交通廊道为研究对象,收集路段检测器数据,通过对交通流数据使用时序分析和交通流模型拟合方法,从时间-空间及交通流原理上分析交通流的时空特性和拥堵基本规律,并用模型拟合方法对道路交通流速度-流量-密度进行分析,获得道路运行状态的关键参数。结果表明：(1)北京西三环廊道与洛杉矶I405廊道自由流速度基本一致,但发生拥堵时的临界速度差值较大,分别为29km/h和44km/h;(2)北京西三环交通瓶颈处的实际通行能力明显低于洛杉矶I405交通瓶颈,实际通行能力分别为1245veh/h/ln和1464veh/h/ln,差值为219veh/h/ln;(3)选定Pipes、Van Aerde和S3三种交通流模型并对模型进一步推导得到通行能力计算公式,利用实测数据对交通流模型进行拟合,并对三种交通流模型的使用范围进行对比分析,结果发现S3模型较其他两种模型的拟合效果较好,此外,Van Aerde模型也适用于描述北京西三环交通流运行特征。可见,本文提出的基于模型拟合的城市快速路交通流运行特征分析方法能够掌握城市快速路运行规律,提取交通流运行的关键参数指标,适用于城市快速路拥堵交通流运行特性分析,具有普适性。     

基于模糊综合评价的城市快速路交通状态判别研究

选取速度和占有率评价指标,建立基于熵权法和灰色关联分析的快速路交通状态模糊判断模型。模糊综合评价的权重由熵权法和灰色关联分析组合分析得到,最终通过计算得到交通状态的量化结果。结合实例分析可知,方法可行且有效,与基于单一速度或占有率的方法相比,具有较好的稳定性,能够为城市快速路交通状态判别提供理论依据。     

城市快速路实时交通状态估计和行程时间预测

根据城市快速路交通诱导和监控系统的实际需要,提出了实时估计和预测城市快速路上交通状态和任意两点间动态行程时间的方法.其基本思想是将扩展卡尔曼滤波理论引入宏观动态交通流模型,结合快速路上的固定检测设备,实时估计和预测未来几个时段的交通状态,并利用“虚拟车”法预测动态的行程时间.通过对上海市快速路典型实测数据的实例分析,发现交通状态估计模型具有良好的跟踪能力,行程时间预测模型在畅通状态计算结果和实测结果几乎完全重合,拥挤状态相对误差基本维持在10%以下.结果表明,该模型的适用性和精度都令人满意,可为城市快速路交通控制和诱导提供依据.     

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?