包含立交匝道信息的高速公路网络复杂拓扑结构研究

在以往的路网拓扑研究中,立交和出入口一般都只被看成一个节点来处理,没有涉及具体的匝道信息,但随着路网规模的扩大及基于路网拓扑的安全性分析、通达性研究、交通标志设置、紧急情况处置、模拟仿真和车辆导航等需求的不断增加,原来单层结构的拓扑关系已经不能满足这些应用要求,另一方面,由于原来路网拓扑结构相对比较简单,导致相应的最佳路径搜寻算法都很复杂.在总结已完成项目的基础上,从交通工程角度研究了一种包含具体匝道信息的多层次高速公路路网复杂拓扑结构,包含路段/节点、匝道/出入口、方向节点等内容,满足地理数据文件(GDF)标准格式要求,可支持新一代基于复杂路网结构的多种应用,采用双向链表建立的数据结构,方便增减高速公路、立交或者出入口等对象,在此基础上研究了一种适应复杂路网架构的路径搜索算法,为基于所提出的复杂路网拓扑应用提供了可能.     

基于GIS的道路安全信息管理系统总体设计

在分析国内外相关研究成果的基础上，根据道路安全信息系统的特点和要求，建立了基于GIS的系统总体结构框架，对动态分段、查询方式和数据分析等关键技术问题进行了分析，并介绍了开发的原型系统．     

基于空间自相关的城市道路事故多发点鉴别

提出了基于空间自相关鉴别城市道路事故多发点的方法,并利用5年内交通事故数据进行验证.首先,以非参数核密度估计模型描述交通事故点的空间二维分布,得到事故分布密度的最优窗宽为115.2m,借此划分路段的空间单元.然后,基于地理信息系统"面弧"城市道路网络拓扑模型构建空间统计单元,并集计事故数和事故严重度指数属性.最后,通过全局Moran指数检验,事故数据呈现聚集的空间分布模式,局部G统计量鉴别出属性值高低的聚类,并生成事故多发点分布图.研究结果表明,与事故频率建模的负二项模型相比,事故位置与属性数据一体化下的空间数据分析不但能够鉴别路段(交叉口)的事故多发点,而且能够对其属性值进行空间关联排序,交通管理部门可利用空间分析可视化结果定位事故多发点和进一步开展交通安全决策研究.     

删失数据下事件持续时间多因素生存分析模型

交通事件持续时间是事故管理研究中最重要的指数之一,应用半参数比例风险模型和参数加速失效模型分析了多因素事件持续时间及其危险因子之间的关系.利用浙江省某高速公路3年内采集的事件数据,通过对交通事件各状态概率分布函数的显著性分析,比较了比例风险模型和加速失效模型对协变量选择及生存率对共同协变量的敏感性.基于Cox比例风险模型和对数罗吉斯蒂加速失效模型的参数估计表明,有6个显著性的协变量入选各自估计的生存函数,包括报警时段、事故类型、报警方式、占用车道数、受伤人数和当场亡人.对于最显著示性变量(当场亡人),持续时间生存概率估计曲线表明,加速失效模型对于该变量更敏感,且Cox比例风险模型更适合于短时持续时间的预测.此外,生存模型可以基于事故报告信息预测持续时间大小的概率,有益于事故预后措施的实施及为紧急救援提供决策参考.     

基于视觉感知偏差的公路几何平纵协调性分析技术

用视觉平面分量指数表示驾驶员视觉感知平面信息和实际供给之间的偏差,以此为基础研究了一种公路平纵协调性新的分析技术.首先建立基于CatMull-Rom样条曲线的公路几何线形视觉模型,根据透视映射原理,完成了从视觉感知中心线到平面分量中心线的变换,然后在计算透视图形状参数的基础上,计算视觉平面分量指数并采用区间估计方法确定分析平纵协调性的分类阈值,最后结合以往进行过的公路平纵协调性评价的实例说明了具体的分析方法.该研究成果可以为有关公路几何线形平纵组合设计提供技术支持.     

双车道公路弯道驾驶人模糊优选决策模型与实验验证

研究驾驶人在前方弯道线形影响下的驾驶特性、视觉特性,引入驾驶行为的控制因素。针对驾驶行为中客观存在的模糊性和主观性问题,利用多目标模糊优选决策理论研究模糊性和主观性对驾驶行为的影响规律,提出一种将驾驶人的模糊感知决策能力引入到速度控制和轨迹跟踪的数学建模方法,给出一种基于灰色理论的主观和客观相结合的权重确定方法。研究结果表明:驾驶行为是一种相对意义上的模糊优选决策行为。最后,通过现场实验验证该建模方法的合理性和可行性。     

基于驾驶人视觉感知的低等级公路行车速度预测

低等级公路环境下的行车速度变化特征比较复杂,已有的基于几何线形指标的车速模型不足以全面地表述这种特征.通过大量实车实验发现,低等级公路环境下驾驶人所采用的行车速度和其视觉感知到道路条件之间存在很好的相关性.驾驶人感知的道路条件分为视觉车道信息和视觉路侧环境信息.采用Catmull-Rom样条曲线拟合的视觉车道模型能够反应驾驶人感知的低等级公路几何特征,根据视觉车道模型形状参数,使用遗传算法优化BP神经网络(GABP)建立了基于几何信息感知的几何车速模型.同时,基于路侧环境信息利用Logistic回归模型建立了路侧车速修正模型.将上述模型结合起来,形成了基于驾驶人视觉感知的低等级公路行车车速预测方法.由此方法计算的驾驶人行车速度与实测情况吻合性好,能够很好地描述驾驶人在低等级公路环境下通过对道路条件视觉认知而产生行车速度的行为特征,是低等级公路运行车速预测计算的一种有效方法,不仅可以作为道路安全评价的基础,也可以为基于行车速度的公路几何设计提供有力支持.     

道路环境影响评价指标体系的研究

建立了道路环境影响评价的指标体系，体系由道路声环境，道路大气环境、道路生态环境和道路景观等四个方面的指标所构成，分析了各指标值的确定方法，说明了如何运用这些指标进行道路环境影响的评价。     

基于高速公路空间几何特性的线形协调性设计评价

为对高速公路线形协调性设计进行有效的评价和指导,利用驾驶模拟和实车试验获取车辆运行数据,提出一种基于线形空间几何特性参数拟合的协调性设计评价模型,并给出了指标选用及优化措施。首先,分析了优先进行线形协调性设计的特征指标,以曲率k和挠率τ作为描述高速公路线形空间几何特性的的特征参数。其次,结合驾驶模拟实验和实车试验,通过多元非线性拟合建立一般路段线形设计协调性与曲率差Δk、挠率差Δτ的二元多项式评价模型,并通过调整横断面和安全设施信息对模型进行修正。结果表明,该模型能较好地反映线形指标、横断面信息、交通安全设施与车辆运行状态间的作用关系,为高速公路线形协调性设计和应用研究提供指导。最后,通过反推Δk、Δτ取值范围,提出了指标选取的依据和优化措施。     

高速公路景观图像评价与布局角度的关系

通过对大量高速公路景观图像的分析研究,提出了景观图像布局角度的概念,分析了高速公路图像布局角度与景观评价值之间的内在关系,建立了相关的数学计算模型,为客观评价研究高速公路景观做了尝试,也为研究高速公路景观其他内在特征做了必要的准备.研究结果表明,使用图像空间布局角度来关联公路景观对象是合适的,二者之间存在着某种对应关系.