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.     

具有中央分隔带公路弯道外侧超车车道的视距

为了满足具有中央分隔带公路弯道外侧超车车道停车视距的需要,保障行车安全,根据汽车在超车车道上的行驶特性,分析了具有中央分隔带公路弯道外侧超车车道上司机视点的位置和横净距。计算结果表明在极限最小半径和一般最小半径下,中央分隔带外侧超车车道的停车视距小于规范规定值,并提出了解决方案和措施,供公路设计时参考。     

考虑超车换道影响的流体动力学车流模型研究

利用交通流三要素——速度、密度、流量之间的关系,考虑混合车流及超车换道对车流造成的影响,将其比拟为粘性阻力,基于流体动力学车流模型以及跟驰模型,提出了一种新的动力学模型.通过对某高速路段的车流进行仿真分析,与传统模型相比,研究模型由于考虑了超车换道对车流的阻碍影响,密度、速度的变化幅度增大,而流量有所减小,更加符合实际交通流情况.     

混行自行车道超车干扰与车道设计

基于上海市非机动车道113起助动车超越自行车事件,通过分析超车助动车和被超自行车行驶轨迹,提出了助动车超车干扰强度指标.超车干扰强度指标同时考虑了助动车和自行车速度的差异,以及超车时两车间距的特征.研究发现,当助动车超车干扰强度大于临界值时,被超自行车侧向加速度波动率明显降低.然而,超车干扰存在边际效应,即随着超车干扰的持续增大,自行车侧向加速度波动的减少幅度却在降低.利用K-means++算法对超车干扰强度进行了分级,认为自行车道单车道宽度在1.1 m到1.3 m之间,且同时对助动车实施25 km·h-1的限速,能有效减小超车干扰的严重程度.     

基于双车驾驶模拟的城市快速路驾驶人换道交互行为特征

为研究换道情境下换道车辆与目标车道后方车辆驾驶人间的交互行为,设计了城市快速路换道场景,搭建出双车驾驶模拟实验平台,招募40名驾驶人,开展了8种换道场景下的双车实验并进行驾驶风格问卷调查.基于换道阶段实验数据,分析对比了单、双车实验中两车驾驶人的交互行为特征和差异.利用多元Logistic回归模型,分析不同因素对换道交互决策的影响.结果表明：单、双车实验中,换道车辆和目标车道后方车辆的行为特征具有明显差异,从而验证了开展双车实验的必要性;不同的道路限速、换道方向、驾驶风格等因素下,两车驾驶人关键行为变量呈现差异性;道路限速、车辆初始速度、两车纵向位置差、横/纵速度差、纵向速度乘积等均对两车换道交互决策产生显著影响.     

双车道公路机动车交通行为安全评估模型

为了客观评价双车道公路机动车交通行为安全性,应用神经网络与模糊评判方法,结合空间向量理论,构建了安全评估模型.首先根据国内外机动车交通行为安全性的相关研究成果,选用超速指数、平均车头时距与安全超车视距分别作为自由流超速行为、跟驰行为与超车行为三类机动车交通行为安全性状态判别指标,并提出各指标安全性界定标准.然后利用3层神经网络模型建立了双车道公路运行环境下七个主要指标与机动车交通行为的关系模型,通过部分实测路段数据验证了模型的可靠性;以模糊评判方法为基础,建立了机动车交通行为安全性判别指标的隶属函数,基于评价结果对三类机动车交通行为安全性等级进行了划分;并结合空间向量理论提出综合评价向量以表征机动车交通行为综合安全性.理论分析和实例表明该评估模型可为双车道公路机动车交通行为安全性评估提供一种较为可行的方法.     

基于可靠度的隧道行车视距影响因素分析

为了研究隧道中曲线半径、路面摩擦系数、横净距及净高等不同设计参数对隧道行车视距的影响,将车辆运行速度、路面摩擦系数、驾驶人反应时间、隧道横净距及设计净高作为随机变量,以可靠度理论为基础,构建了隧道中平、竖曲线段的行车视距功能函数.通过改变隧道行车视距影响参数的设置,分析了隧道中行车视距的安全可靠性,并提出了隧道中行车视距的可靠性求解步骤.研究结果表明,隧道内行车视距失效概率随着曲线半径、路面摩擦系数、设计净高、隧道横净距的增加而减小,随着运行速度的增加而增大;设计净高、侧墙也对隧道内的行车视距产生影响.     

智能减速器

今年,学校通往家的公路由两车道改成了宽阔的四车道,司机叔叔开起车来顺畅多了。但是,这条公路上的路口特别多,汽车速度的提高使得交通事故不断发生。为此,交通部门在各个路口安装了减速皮条,强制司机减速。不过,这一措施也引来了乘     

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.     

公路三维视距的检验方法

为了精确计算公路在三维空间中的实际视距,在公路行车视距的基础上,结合道路平、纵、横的道路线形,提出了三维计算模型和三维视距计算模型;通过检验三维视线上任意一点与其对应道路上点的高程关系,判断路面或路侧是否对视线造成遮挡,最后提出了三维视距检验的流程.研究结果表明:该模型和算法简洁直观,易于实现;在设计中,能及时表现行车视距的不利因素,为改进线形设计提供帮助;为自动检验三维视距提供了实现手段,同时也为利用三维视距进行安全性评价提供了技术支撑.     

通行规则对道路状况的影响分析

针对通行规则对不同道路状况的影响问题,使用非线性拟合、相关性分析、碰撞临界值法等方法,分别建立了等速超车模型、变速超车模型、变道临界距离模型等模型,计算得到了在右行通行规则下,不同的道路负荷。分析了不同的道路通行规则对驾驶员的反应时间、车道变道时间的影响,通过智能系统模拟计算得到车辆在发生碰撞临界条件下的最小行车距离。     

基于车辆对道路不满意度的微观换道决策

自动驾驶汽车有着极大的应用潜力且高速公路环境下车辆变换车道是常见的行为。为进一步分析高速公路中自动驾驶汽车的微观换道决策,本文定义道路不满意度来表示车辆对行驶道路的不满意程度并将车辆换道意图的产生按本车是否达到目标车速而分为两类,当本车达到目标车速时为第一类,换道意图产生源于本车与前车间距的减小和本车相对于前车速度的增加。当本车未达到目标车速时为第二类,换道意图产生源于本车与前车间距的减小和本车达到目标车速时相对于前车移动距离的增大。针对不同类换道意图的产生机制,结合模糊推理设计道路不满意度算法。换道决策利用当前行驶车道和邻近车道的道路不满意度大小、安全跟车距离、换道安全距离来综合决定换道意图的发生。最后在MATLAB环境下搭建自动驾驶环境并仿真换道决策模型,结果显示本文相比其它换道决策,本文不仅考虑换道安全而且也考虑了目标车道和本车道的跟车安全,更具有实际意义。同时本文的模糊换道决策能兼顾安全性和智能性且适用于依目标车速定速巡航、为达到目标车速而加减速等多种复杂工况下的换道情况。     

高速公路互通式立交出口识别视距计算模型

从分流区实际驶出交通流的特点和需求出发,提出了基于车道变换的高速公路出口识别视距计算模型。计算模型中考虑了驾驶人从内侧车道识别到出口的反应时间,以及驾驶人一次换道需要的距离。结果表明:和《路线设计规范》相比,该计算模型明确了识别视距构成的驾驶行为意义,界定了识别视距的范围,推荐的最小识别视距具有唯一选择性。     

普通公路车速分布特性的回归分析

采用多元线性回归的方法,分别建立了平均车速、15%位车速、85%位车速与车道数、限速值、车道位置、车型、道路饱和度、大型车比例等6个因素之间的回归模型.然后,采用Logistic回归的方法,建立了车速选择的回归模型.分析结果表明:对于双向六车道普通公路,依据15%位车速,对超车道进行最低车速限制;依据85%位车速,对最高车速实施可变限速、分车道限速和分车型限速.外侧车道上的大型车在饱和度较高的情况下,容易选择低速行驶;双向两车道或四车道公路上的小型车在饱和度较低的情况下,容易选择高速行驶.根据车辆选择高速行驶的概率,设置不同的限速设施.利用这2个回归模型可以计算出特定道路条件下的15%位车速、85%位车速以及车辆选择高速行驶和低速行驶的概率,为普通公路在限速及限速设施选择方面提供依据.     

高速公路分车道荷载差异及其响应特性

为研究我国高速公路各车型分车道行驶的交通规则对分车道荷载及其响应的影响,选取实测的单向两车道、三车道和四车道的动态称重(WIM)数据,首先统计了各车型对车道的选择概率;然后,对比了分车道交通流量及荷载分布的差异;最后从车重极值、荷载响应极值、荷载响应损伤累积三方面研究了分车道行驶对桥面结构局部设计、桥梁整体设计和桥梁疲劳设计的影响.研究表明,各车型对车道具有特定的选择概率,分车道在车型组成、交通流量及荷载分布上显著差别.不同车道数时,分车道的外推车重极值存在差别,桥面结构局部设计用车辆荷载模型应据此进行车道修正.分车道荷载响应极值的比值及等效应力幅的比值均不为1,说明分车道最不利荷载响应及疲劳损伤累积效应都不相同,桥梁的整体设计和疲劳设计应该考虑这些特性.     

地下道路横断面对驾驶行为的影响

基于8自由度的驾驶模拟器研究了地下道路车道宽度、车道位置、侧向净宽对驾驶行为的影响.受试者在一条单向三车道的地下道路场景中进行了试验.试验结果表明车道宽度和侧向净宽对车速、偏移及主观感知都有影响,而车道宽度的影响更为显著.不同车道上,驾驶行为表现出与驾驶人的主观感知不一致.基于横向偏移状态分析了不同条件下的行车安全性,并为地下道路设计车速、车道宽度、限速、车道组合等方面提出了建议.     

城市地下道路车速特征及运行车速模型

采用实车测速实验,在上海市8条城市地下道路中进行车速数据的采集,并选取156个典型线形路段,研究地下道路中车速的分布特征及运行车速.通过多元逐步线性回归建立城市地下道路运行车速预测模型,模型自变量包括车道宽度、纵坡、车道数、限速、分合流、洞口等.结果表明,预测模型的拟合效果良好,通过预测值和实测值的比较验证了模型的有效性.同时发现限速对城市地下道路中运行车速的影响很小.运行车速预测模型适用于设计车速在40~80km·h-1,双向4~8车道的城市地下道路中.     

基于速度变化量的车辆折算系数研究

车辆折算系数是道路通行能力计算和服务水平评价等方面最重要的基础参数之一。通过对基于密度相等的方法、时距法和超车法进行了介绍和分析,提出了以车辆速度变化量为基础的车辆当量折算系数,分析了影响车辆折算系数的因素;并分别选取了不同车道数、不同坡度、不同服务水平以及不同大车比例。通过微观仿真平台验证了不同组合交通情况下的车辆当量折算系数及折算系数的变化趋势。结果表明:从1车道到2车道,折算系数增加,从2车道到3车道,折算系数出现了减小的趋势;在下坡路段折算系数比上坡路段大;随着流量的增加,折算系数先增加后减小;随着大车比例增加,折算系数出现增加的趋势。     

Continuum models for freeways with two lanes and numerical tests

This paper deals with the continuum modeling of traffic dynamics for freeways with two lanes where the faster vehicles are allowed to travel on both lanes while the slower vehicles are allowed to travel on one lane only. The speed gradient-based momentum equation is used to develop the traffic models for each lane. Using the proposed models,some nonequilibrium phenomena such as small disturbance instability and stop-and-go waves, together with results from numerical tests are investigated. The conditions for keeping the models‘ linear stability are presented.     

单双向交通组织衔接交叉口段的可变车道利用

基于交叉口附近车道交通流不对称的状况,分析可变车道的设置方法,提出可变标志板延后起亮和提前关闭时刻的计算方法,并采用2次排队长度、通行能力、延误等指标,综合评估可变车道的利用效用.以上海东方路浦三路为例,调查了早高峰时期交通需求和存在的问题,提出浦三路南段西侧车道利用可变车道的可行性,研究了可变车道设计、相位相序及配时策略、可变标志板的启动和停止与主信号关系.对提出的方案进行评估的结果表明,利用可变车道可以提高单双向交通组织衔接交叉口的通行能力,减少2次排队,降低延误约30%.