山区高速公路紧急避险车道辅助车道设置

通过对8处紧急避险车道主线外侧车道车头时距的收集与分析,运用拟合分析和卡方检验,发现当外侧车道交通流小于500veh·h-1时,车头时距符合负指数分布.考虑主线外侧车道交通流量、失控车辆的速度与失控车辆汇入的临界间隙,应用微分法求导得到失控车辆汇入主线外侧车道的汇入概率模型.通过分析失控车辆汇入主线外侧车道的换车道驾驶行为,得到了不同路面状况下车辆汇入临界间隙.在保证失控车辆95%的汇入成功率条件下,计算不同路面状况、主线外侧交通流量与驶入速度下的辅助车道长度设置值.     

高速公路爬坡车道设置的有效性

为了科学地分析高速公路爬坡车道设置有效性,为管理者提供建设的决策依据,在传统元胞自动机模型的基础上,通过引入纵坡坡度、车辆运行速度改进了NS跟车规则中的车辆加速与慢化概率规则,在换车道规则中,对相邻车道上后方紧邻车辆的速度采取车辆运行速度与安全换道间距的最小值,构建适用于爬坡路段的交通流元胞自动机模型;分析车道数、坡度、坡长、车速、大车混入率等因素对爬坡路段通行能力的影响,据此仿真了240种方案。研究结果表明:单向双车道增设一条爬坡车道后,其通行能力提高百分比区间为8%~16%,其中在大车混入率为30%时达到最大值;单向三车道增设一条爬坡车道后,其通行能力提高百分比区间为6%~15%,其中在大车混入率为20%时达到最大值。     

微观交通仿真研究不同流量条件下的车道利用率

车道利用率反映的是单一方向路段交通量在不同车道上的分布情况，它影响交通流的稳定性，是道路通行能力和交通安全的重要影响因素．针对不同流量条件下车道利用率的不确定性和难以通过实验采获等特点，应用车辆跟驰、车道变换等微观交通流仿真模型在一体化仿真环境下进行模拟研究，得到双车道和三车道路段流量一换道次数以及流量—车道利用率关系的基本规律。     

匝道车道数变化过渡段设计指标

为了研究匝道车道数变化过渡段长度和渐变率,参照前人研究成果分析匝道车道数变化过渡段的行车特性,提出利用换道模型研究这2个设计指标的方法。首先建立满足过渡段车辆行驶特征的等速偏移余弦曲线换道模型,并应用德国UMRR交通管理传感器的实测数据证明该换道模型的合理性;然后对该模型中最大横向加速度和最大横向加速度变化率2个关键参数进行深入研究;最后依据该模型,提出基于设计速度的匝道车道数变化过渡段长度和渐变率2个设计指标的推荐值,采用CarSim和TruckSim汽车动力学仿真软件分别建立了小汽车和大货车的仿真模型,利用该模型对提出的推荐值和《公路立体交叉设计细则》(JTG/T D21—2014)(下文简称规范)推荐值进行了对比验证。研究结果表明:基于等速偏移余弦曲线换道模型提出的匝道车道数变化过渡段设计指标,能保证车辆在过渡段沿特定最优轨迹安全、舒适行驶;规范推荐值仅能满足设计速度40km/h车辆的换道行为,此时的货车最大横向力系数为0.142;当设计速度在40km/h以下,横向力系数又远低于允许值,过度段长度浪费;当设计速度大于40km/h时,车辆的横向力系数已经超限,速度达到80km/h时,横向力系数超限达到315%,车辆在这种状态下行驶不安全。鉴于此,可以推测规范推荐值仅能满足设计速度40km/h的车辆行驶,高于和低于此速度时,匝道车道数变化过渡段的指标存在不合理性。     

基于可靠度的高速公路加速车道长度

为克服现行规范计算高速公路加速车道长度采用确定性方法的缺点,提出了一种基于概率方法的加速车道长度计算模型.首先,获取6条加速车道上223辆小客车和86辆货车的时空分布数据,计算了车辆的速度和加速度,确定了车辆加速度随速度线性递减模型.然后根据车辆的速度与加速度特性,认为货车为计算加速车道长度的不利车型.基于货车的速度与加速度数据,建立了加速车道变速段长度的概率计算模型.结果表明,利用可靠度方法计算加速车道长度,比确定性方法计算加速车道长度更加接近车辆实际运行特性.当主线设计速度为100和120km/h时,加速车道需求长度分别为300和430 m.     

保护相位下左转车道存储段长度计算

以左转交通量、周期长度、左转绿灯时间为变量,运用排队论和概率论,从满足左转排队车辆停放需求的角度,对信号交叉口进口道设置为左转保护相位且仅有1条左转专用车道时的左转车道存储段长度展开研究.基于M/M/1排队系统,建立了保护相位下单条左转车道存储段长度计算的理论模型.在此基础上,讨论了模型的适用条件和实用性,分析了存储段长度随饱和度、左转交通量的变化规律,综合考虑空间几何条件、服务质量、经济性能,指出排队车辆数不宜超过20辆,当置信概率为95%时,实用饱和度区间为[0,0.8].讨论了置信概率、设计交通量及单位车辆停放长度等参数的取值方法.对典型情况计算、分析,提出极限交通量和极限排队长度、临界交通量和临界排队长度2组便于工程应用的概念,并绘制图表.制定了应用图表确定存储段长度的流程.该研究为交叉口采用左转保护相位且进口道仅设置1条左转车道的存储段长度确定提供了依据,修订后,也可以用于直行及右转车流排队长度和车道长度的计算.     

考虑车辆运行特性的双车道超车模型

鉴于现有的超车模型往往会忽视超车过程中车辆运行特性对超车行为的影响,文中在现有超车模型的基础上,对超车车辆依据车辆运行特性进行分类,设计了双车道车辆超车场景,并考虑不同道路等级的设计时速,建立了计算超车车辆从超车行为产生到超车过程结束所需的超车时间和距离的数学模型.最后,选择不同类型车辆、超车速度及行车速度,分别计算了微型车、小客车和中大型车在双车道公路超车的时间和距离,并与现有的超车模型计算结果进行对比分析.结果表明:双车道公路超车时间和距离与车辆类型、超车速度、超车车辆与被超车辆的行车速度和对向车辆速度密切相关;文中模型由于考虑车辆的运行特性,不同车辆超车所需的超车时间和距离是不相同的,计算结果更符合实际超车现象.     

基于元胞自动机的双车道环岛交通流特性研究

针对以元胞自动机模型模拟单车道环岛交通行为推断多车道环岛交通流特性的局限性,通过分析双车道环岛上车辆在自由流下的期望行驶路线、在非自由流下的期望换道临界位置和极限位置,描述双车道环岛上车辆的换道决策,建立双车道环岛的元胞自动机模型。数值模拟分析结果表明:环岛总延误时间与环岛限速、车辆驾驶员熟练程度以及车辆左转概率有关,同时也受环岛周长的影响;在其他因素不变的情况下,若环岛周长越小、车辆限速越大、车辆左转概率越小以及驾驶员熟练程度越高,则环岛总延误时间越小。     

考虑交通障碍的双车道扩展交通流模型

借助智能交通系统（ITS）,本文把扩展的车辆跟驰模型应用于双车道,建立根据确定规则进行换道的扩展交通流跟驰模型。通过改变发车车头间距,在开放边界条件下左车道有交通事故发生的时,重现实际交通中的交通流现象。数值模拟发现：双车道交通流模型能够有效的抑制交通流阻塞,提高交通流量。     

基于双曲正切函数的小客车换道轨迹模型

通过Simi-Motion软件提取高速公路出口路段无人机航拍视频的左换道(LLC)和右换道(RLC)车辆轨迹数据,基于双曲正切函数建立了新的车辆换道轨迹模型,将新模型与传统的样条曲线函数、五次多项式、正弦函数轨迹模型进行对比分析.通过对模型参数的敏感性分析、拟合优度检验、CarSim仿真分析证明了新模型的特点和适用性.研究表明:相比于传统的换道轨迹模型,新模型具有较高的拟合精度,且模型中各参数均具有实际物理意义,模型中参数τ值表征驾驶员出口路段换道行为的紧急程度,该参数的存在使得新模型具有普适性和应用价值.利用这一特性,该模型可以生成特定驾驶环境的车辆换道轨迹,有助于与换道有关的道路几何指标研究和驾驶员辅助系统(ADAS)的开发和应用.     

基于转向交通流特性分析的变向车道设置应用

变向车道是当下解决交通流不均衡问题的重要措施。不同于以往单独分析各类型变向车道的设置,通过分析潮汐车道设置对左转车流的影响,及通过交通量、不均衡转向系数等指标分析左转车流的交通流特性,提出随相位变化的双停车线短变向车道。通过仿真分析,结果表明:随相位变化的变向车道设置,在有效时间内,提高了车流通行效率,减少了车辆在停车线前的等待。     

嵌入式实时车道线偏移快速侦测算法及系统实现

以CortexA9处理器OMAP4460作为核心处理器,并在此基础上提出一种算法,设计了一种嵌入式实时侦测车道线偏移的系统。实验表明,该系统在路况复杂及不同光强干扰的情况下仍能表现出较强的鲁棒性。     

信号控制交叉口动态车道功能优化方法

为了应对交叉口交通供需关系发生显著变化的情况,合理分配交叉口空间资源,对信号交叉口动态车道功能优化方法进行研究.基于优化对象、优化参数和优化模型3个方面的分析,建立了以进口组为基础的动态车道功能优化模型.它可由整数非线性规划模型来描述,其优化目标为关键流量比之和最小.通过算例分析,对该方法的优化结果和计算速度进行了检验.研究表明,以进口组为优化对象可在保证优化结果准确性的基础上显著减少须同时进行优化的变量数,提高求解效率,以此为基础建立的优化模型可满足动态控制计算准确性和计算速度的要求.     

开放式收费站计重收费系统分析与思考

介绍开放式收费站计重收费系统，分析该系统构成，并简述系统收费流程和主要功能，提出收费车道土建的原则和要求，论述系统维护和管理应注意的问题和采用的方法，最后展望该系统的发展趋势．在系统的建设和运营时，应根据技术和管理要求，选择和布置设备，完善系统维护和管理体制．这样才能保证系统建设和运营的费用最小化，提高系统的效益．     

基于滑动ROI的强鲁棒性实时车道侦测算法实现

车道线检测是智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)实现的重要组成部分,文章提出一种在复杂环境中的直弯道检测方法.首先采用带有自适应阈值的横向梯度算子对影像灰度图进行车道线资讯过滤,并采用模糊搜索策略修补过滤后的车道线资讯,提高系统鲁棒性及车道检测的正确率.然后采用滑动ROI(Region Of Interest)窗口策略统计车道边界资讯图梯度方向角,剔除异常梯度方向角的边界噪音资讯,同时采用影像关联方法减少冗余车道线边界资讯,以减少后续Hough转换运算量.直线车道部分提出一种快速查表的Hough转换方法,用于直线侦测;弯道部分引入双曲线对模型,其参数初始值承接于直线车道部分,并通过搜索策略最终确定其k参数,实现弯道部分的侦测.实验表明,此算法在路况复杂的环境中具有较好的鲁棒性,能够实时提供车道资讯信息.     

基于车道选择行为分析的交通标志优化设置

分析了驾驶员变换车道时的认读标志行为,从感觉、知觉、判断、执行4个阶段分析快速路连续交通流条件下车道变换所需的时间及距离.给出了认读标志过程中消失点位置的确定方法.结合安全行车要求给出了车辆变道时的临界可穿越空档.通过引入变道成功概率,分析了车辆变道所需的最小行动距离.在此基础上建立了交通标志设置最小前置距离的理论模型.模型输出结果显示,其他条件相同时,流量越高,车辆变道时所需交织段长度越大,交通标志的最小前置距离也越大.模型应用于烟台市同三高速公路交通标志的优化设置,得到在不同变道成功概率下交通标志设置的前置距离,验证了模型的合理性.     

基于改进的投影变换公式的车道识别方法

现有车道识别方法易受道路上车辆和阴影的干扰,并且投影公式精度不高,不适用于摄像机安装俯仰角为0°的情况。为此对现有的投影公式进行了改进,在变换后的俯视图中使用圆曲线车道模型及基于密度的Hough变换进行车道识别。实验结果表明,该方法可以明显降低车辆、阴影对于车道识别的干扰,并且能够满足车道识别实时性的要求。     

基于摄像机模型的运动车辆车道偏离检测

针对车道偏离检测中较难解决的车载摄像机标定问题,从分析摄像机成像模型入手,根据图像中3条或3条以上车道线的消失点位置以及车道线斜率关系,在道路现场调整摄像机安装位置,以实现对摄像机外部参数的直接设定,从而避开了繁琐的摄像机参数标定过程.同时,推导出图像内车道线斜率比与车道偏离程度的简单函数关系,该函数与摄像机内外参数无关.因此,行车过程中只需测量图像中车道线的斜率,即可计算出车辆当前的车道偏离量.现场试验结果表明,在车辆直行时采用该方法测得的车道偏离率与手工实测结果相比,其相对误差小于5%,具备了较高的检测精度.     

信号交叉口右转车道饱和流量研究

针对我国现有道路交通条件下典型的信号控制交叉口,对不同车道宽度、转弯半径的右转车道的饱和车头时距进行现场测定.在确定和排除了数据中的异常值后进行数据分布分析,结果表明右转车道饱和车头时距服从对数正态分布或正态分布.考虑右转车道宽度、转弯半径的影响,给出了右转车道饱和流量的回归计算模型.比较结果表明,所给计算模型比美国HCM2000(Hghway Capacity Manual 2000)更符合国内的实际情况.