交通事故下高速公路有效通行能力分析与估算

高速公路发生交通事故后,事故车辆占用车道,必然造成道路交通瓶颈,降低高速公路实际通行能力。为了定量地分析交通事故对高速公路通行能力造成的影响,建立VISSIM仿真的高速公路典型路段交通事故模型,并提出以折减系数法为基础的交通事故下高速公路有效通行能力计算模型。分析不同阻塞车道数、阻塞车道长度、大车比例和交通事故持续时间下,交通事故点断面流量随时间的变化规律。研究结果表明:高速公路通行能力随阻塞车道数的增加、阻塞车道长度的增长、大型车占有率的增大而减小。而当通行能力刚好满足交通量需求时,道路通行能力几乎不受交通持续时间影响;运用VISSIM仿真模型得到基本通行能力的高速公路有效通行能力折减参数,其中当阻塞车道长度为0.1 km时,折减系数为0.808。     

交通事故影响下事发路段交通流量变化分析

以交通事故这种异常事件为例,分别对高速公路基本路段内交通事故影响时间、车辆排队长度、事故影响下不同时间段内不同路段断面流量变化进行了分析。采用交通波理论给出了该事故路段内不同时间段内不同阻塞行车道宽度的车辆排队长度,并对流量变化分析进行了仿真验证。     

交通事故对城市道路通行能力的影响——基于车流波动理论分析

笔者基于改进的车流波动理论,利用车道变换数、总延误时间、排队队长三个指标,研究交通事故所影响路段的车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的优化函数关系。     

基于交通仿真对开放小区道路通行的探究

针对小区开放对道路通行能力的影响,借助于路段饱和度、交叉口饱和度、排队长度、交通流、平均速度及延误时间六项指标,建立车辆通行模型和交通仿真模型.从不同评价角度进行定量分析.用VISSIM软件对三种不同开放类型的小区周围交通进行仿真模拟,得出最优的小区结构.     

面向城市交通事故的多节点自组织信号控制优化

城市道路发生交通事故后,事故区会形成通行瓶颈,若上游汇入事故区的车流不加以管控,则会导致车流在瓶颈区形成排队,甚至造成排队溢流、拥挤扩散.针对此问题,本文在获取事故路段通行能力和上游交叉口车辆流量流向的基础上,基于交通流均衡原理,构建事故点上游多节点交叉口分级截流的信号控制优化模型,以限制上游汇入事故点的交通量,同时在模型中考虑上游截流交叉口进口道的饱和度、排队长度、截流时长和主要截流路线,防止拥堵转移并减小调控交叉口的范围.案例仿真表明：该模型能够有效抑制事故点的排队长度,避免拥堵扩散,使路网平均车速提升20.54%,平均单车延误降低24.83%,且不会对周边路网造成较大负担.研究成果可为交通事故拥堵治理提供决策依据和方法参考.     

基于视频数据的道路通行能力分析及车辆排队长度模型

根据2013年全国大学生数学建模竞赛A题提供的交通视频,采集了相关数据,对数据进行仿真分析,得出了车辆变道行为发生率越高实际通行能力越低的关系,分析了实际通行能力随时间变化的趋势,并建立了数学模型.分析了占道不同对实际通行能力影响的差异,先从统计学的角度利用曼-惠特尼U检验对两种情况下实际通行能力数据进行显著性差异判断,然后结合现场交通实际情况对实际通行能力存在差异的原因进行分析.基于交通二流理论的思想,计算了车辆的排队长度.建立BP神经网络模型,模拟交通事故路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量间关系.经检验,此模型拟合效果好、泛化能力强,平均预测误差仅为3.0168%.     

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.     

收费站与衔接交叉口半感应控制研究

为了解决高速公路出口匝道及衔接交叉口车辆排队导致交通拥堵倒灌至收费广场甚至高速公路主线的现象,文章结合目前电子不停车收费系统(electronic toll collection, ETC)车流量迅速增长的现状,提出在无法改善交通组织的前提下,基于经典的感应控制方法理论,引入对收费站通行的ETC车辆车速的控制,采用对城区高速公路收费站与衔接信号交叉口进行半感应控制的方法。以该方法借助微观交通仿真软件VISSIM对广州市北二环高速公路石湖收费站进行仿真实验,采用信号控制延误等参数评价服务水平。案例仿真结果表明,该方法可以有效地提高收费站及衔接交叉口的通行效率,使通行区域的平均排队长度减少42.3%,平均延误时间与停车次数下降约20%,服务水平由D级提高到C级。     

车道被占用对道路通行能力的影响

通过对占用不同车道的车流量数据进行统计,分析了不同车道的实际通行能力变化过程,建立了交通流-密-速模型.并且通过建立微分方程模型,得到了受交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的函数关系.     

高速公路路段通行能力仿真研究

基于VISSIM交通仿真软件可重复性和可延续性的特点,以高速公路交通流运行特征作为分析对象,对通行能力仿真研究的关键参数进行标定与评价.并以标定的VISSIM作为平台建立典型的高速公路基本路段仿真模型,再现复杂交通条件下的车流运行特性以及影响通行能力各参数的度量指标.对比现行高速公路服务水平分级标准,分析了产生差别的原因,并由此推算出分级服务水平下的通行能力和交通流临界密度.     

不同车型对城市道路并入型渐变段的通行影响

为了探讨车型对城市道路并入型渐变段处交通流的影响,研究了大型车和小汽车在渐变段处并入主线的运动规律,以及对路段通行的影响.根据大小型车通过渐变段不同的加减速度以及排队规律,分析车辆通过渐变段影响区域的车均延误;根据不同大车率条件导致的通行能力差异,分析车辆通过渐变段影响区域的行程时间;建立了大型车和小汽车通过渐变段的延误模型和行程时间模型.以武汉市和平大道某并入型渐变段为例,利用VISSIM仿真平台验证延误模型和行程时间模型的有效性.结果表明,大车率的增加会对并入型渐变段的交通产生较大影响,使车辆的行程时间和平均延误增加.     

基于临界车速的平面交叉口通行模式设计

城市道路平面交叉口成为限制路网通行能力的瓶颈之一.针对大部分交叉口入口车速较慢,导致车辆相互作用强烈、延误时间增加、通行能力下降等问题,提出了基于临界车速的通行方法,建立了停车线位置及信号周期配时的优化模型,将车流提前放行,提高车辆在交叉口内的通行速度,以达到降低车辆运行延误、提高交叉口通行能力的目的,使交叉口内通行模式转变为路段通行模式,并通过VISSIM仿真,验证其有效性.结果表明:该交叉口通行模式在避免车辆排队溢出的条件下,车辆平均延误降低了31.92%,出口流量提升了4.54%.     

多路汇入交叉口交通组织优化方法

环道组织渠化对于化解多路交叉和畸形交叉的交通冲突具有一定的缓解作用,但面对日益剧增的交通量,该方法的停车延误也随之递增。如何提高多路交叉口的通行效率是大交通量背景下面临的核心问题。以重庆市垫江县黄沙六进口环岛交叉口为研究对象,通过对道路结构、交通量、交通OD等参数实地调查,以及环道数、车道宽度、车道数等设计参数的分析,提出了环岛+信号灯控制方法和类十字交叉交通控制方法两套改进方案。最后利用交叉口平均车辆延误及排队长度作为评价指标,对比分析了不同方案之间的优劣。VISSIM仿真结果表明:相比于环岛配合信号配置交通控制方法,优化后的类十字交叉口控制方法在高峰交通量时更具有优势,其车辆的平均延误时间相比减少9.3 s,通行能力提高了12%。由此可见,类十字交叉方案对于解决多路交叉交通延误问题为相关理论与实践探索提供了很好的借鉴作用。     

城市多路汇入交叉口交通组织优化方法

环道组织渠化对于化解多路交叉和畸形交叉的交通冲突具有一定的缓解作用,但面对日益剧增的交通量,该方法的停车延误也随之递增。如何提高多路交叉口的通行效率是大交通量背景下面临的核心问题。以重庆市垫江县黄沙六进口环岛交叉口为研究对象,通过对道路结构、交通量、交通OD等参数实地调查,以及环道数、车道宽度、车道数等设计参数的分析,提出了环岛+信号灯控制方法和类十字交叉交通控制方法两套改进方案。最后利用交叉口平均车辆延误及排队长度作为评价指标,对比分析了不同方案之间的优劣。VISSIM仿真结果表明:相比于环岛配合信号配置交通控制方法,优化后的类十字交叉口控制方法在高峰交通量时更具有优势,其车辆的平均延误时间相比减少9.3 s,通行能力提高了12%。由此可见,类十字交叉方案对于解决多路交叉交通延误问题为相关理论与实践探索提供了很好的借鉴作用。     

交通事故影响下路段排队长度模型

为描述交通事故引起的多车道路段排队现象,以及它与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量之间的关系,提出一种新的模型。此模型利用流量守恒方程,根据二流理论和三检测器原理将事故上游交通流实际运行状态转化为二流运行状态,同时转换变量,建立多车道路段的平均当量排队模型。在此基础上,推导出多车道路段平均当量排队长度的变化率公式。为验证模型的有效性,采用Matlab软件设计了交通事故占2/3车道的排队模拟方案。仿真结果表明:当量排队长度模型能够定量地描述交通事故引起的多车道路段拥挤程度,与实际排队长度变化趋势一致。     

信号交叉口机动车直行待行区设置研究

为了解决信号交叉口拥堵问题,探讨直行待行区设置的临界条件,对设置直行待行区前后的交通特性和交通效益进行分析。基于排队长度模型,确立直行待行区设置的临界条件。认为凡是在有效绿灯时间内,直行车辆没有一次性通过交叉口,而使部分车辆发生二次或多次排队时,需要设置直行待行区的理念。按照"停车线"法探讨了直行待行区的设置对通行能力的影响。通过实例运用VISSIM软件仿真,对比交通效益指标前后的变化。结果表明:直行车道在过饱和状态时,有必要设置直行待行区。直行待行区的设置可以减少延误、提高通行能力、缩短排队长度、降低饱和度。     

高速公路交通构成的安全效应计量评价

为了深入分析交通构成对高速公路交通安全的影响,采集广东省开阳高速公路2014年的道路、交通、事故数据,依据高速公路收费标准将车辆分为5类,建立关联路段道路、交通属性和事故频次的贝叶斯层级模型和条件自回归模型,并利用贝叶斯方法估计模型参数,对比模型优劣.对比结果表明:条件自回归模型由于解释了相邻路段间的空间相关性,其模型拟合度比贝叶斯层级模型更高.条件自回归模型的参数估计结果显示:一类车(如:小汽车)的比例增加1%,高速公路事故频次将降低15. 5%;三类车(如:中型客、货车)的比例增加1%,事故频次将降低24. 4%;另外,长度越长,日均交通量、曲率、坡度越大的路段发生事故的频次越高.     

面向变向交通组织的信号控制 交叉口进口短车道设置方法

为解决城市交通流的潮汐特性造成道路资源利用不合理的问题. 引入了交叉口进口道短车道的概念,探讨了有交叉口存在的城市道路变向交通组织方法,以可变车道短车道长度为自变量建立交叉口进口道通行能力模型,并利用VISSIM进行交通仿真检验该模型. 研究结果表明,文中建立的模型具有可行性,同时确定了模型中排队车辆车头间距的最优取值,分析模型可知可变车道长度在一定范围内增加时可以提高交叉口进口道的通行能力.     

基于VISSIM的城市道路交叉口掉头模式评价

为评价城市道路交叉口不同掉头模式的安全性及通行效率,应用微观交通仿真手段,基于VISSIM仿真模型和交通安全替代评价模型(SSAM),对车辆的掉头行为进行仿真。采用平均排队长度、车均延误时间、车均停车次数、交通冲突类型和数量等指标,对城市道路三种典型掉头模式进行安全性及通行效率评价。结果表明:在任意行驶速度下,停止线前掉头模式产生的交通冲突量最少,交叉口内部掉头模式下车辆的排队长度和延误时间最小;综合评价可以看出,在车辆行驶速度低于50 km/h的情况下,采用交叉口掉头模式既可以明显减少交通冲突的产生数量,也对交叉口车辆通行效率影响较少,是三种掉头模式中的最优方案,行驶速度高于50 km/h的情况下,停止线前掉头模式最优。综上,通过对不同的掉头模式进行比选分析,建议通过参考车辆行驶速度选择较为优化的掉头模式作为该交叉路口的掉头模式。     

相邻交叉口短车道长度与配时参数协同优化

针对相邻交叉口在共有连线上均渠化左转短车道的现况,研究其时空资源的最优配置.通过分析短车道对进口道饱和流率的影响,建立以交叉口通行能力最大化与车均延误最小化为目标函数、以短车道长度和相位有效绿灯时间为决策变量的多目标优化模型.以大连市两相邻交叉口为例,通过Matlab软件对优化模型进行编程求解,进而利用VISSIM软件对现有方案和优化方案分别进行仿真试验.结果显示,优化方案虽然使每个交叉口通行能力减小,但是也使每个交叉口车均延误、饱和度和平均排队长度减少.此外,优化方案使每个交叉口通行能力与车均延误之比增大,使单位时间内通过两个交叉口的总车辆数增加.研究成果表明,交通组织与信号控制的协同优化设计可以实现交叉口群的时空资源的最优配置.