山区高速公路车辆速度特性与区间限速方法

为了合理确定事故多发路段的区间测速值,以G5515张南高速事故多发路段(K556+200 m～K578+800 m)为例,提出了高速公路区间限速值的设置方法和工作流程.以该路段为对象,利用移动式测速系统和ETC龙门架分别获取了该路段小型车和大型车的瞬时速度和行程速度数据,明确了高速公路典型车型的运行特性和速度分布特征,...     

普通公路路侧限速标志设置位置的确定方法

路侧限速标志的设置位置是影响其有效性的一个重要因素。基于驾驶人的视觉反应、认知特性,分析了驾驶人视认交通标志过程中主要参数的计算方法,根据驾驶人视认限速标志和完成减速操作要求的最小时间,建立了最小前置距离计算模型;并根据短时记忆特性,以驾驶人对限速标志信息短时记忆即将消失时发现限速路段起点处设置的限速标志为原则,建立了最大前置距离计算模型,进而确定了路侧限速标志的最佳设置位置,并通过算例对模型进行了验证。结果表明,所提出的模型可以帮助确定路侧限速标志的最佳设置位置,避免以往依靠经验设置的随意性,提高了限速标志的有效性。     

基于驾驶人视认特性的城市道路指路标志设置

为了提高城市道路指路标志设置的有效性和科学性,根据驾驶人视认特性的实验数据研究其设置方法.利用眼动仪和GPS采集了不同光照条件下驾驶人视认指路标志的特性数据,建立了基于驾驶人视认特性的指路标志设置参数计算模型,并将计算的设置参数与规范值进行了比较.研究发现,驾驶人对指路标志的注视时间随速度和路名数目的增加而增大,且非专业驾驶人的注视时间大于专业驾驶人,顺光条件下的注视时间小于夜间.驾驶人对指路标志的视认距离随速度的增加而减小,顺光条件下的视认距离大于夜间.分别满足专业和非专业驾驶人视认要求的主要设置参数存在显著差异,部分规范值不能满足非专业驾驶人对指路标志准确视认的要求.     

高速公路平曲线标志标线组合设计评价指标

基于驾驶模拟实验数据,结合驾驶员在高速公路平曲线的运行速度特征、转向特征与行驶轨迹特征,选择速度、方向盘转角系数与横向位置数据构建了高速公路平曲线标志标线组合设计的合理性评价指标与有效性评价指标.其中,合理性评价指标包括转向位置的合理性评价与驾驶负荷的合理性评价,采用小波分解的方法对方向盘转角系数进行多层分解,获取驾驶员转向起终点位置与高频能量,通过驾驶员转向起终点与直缓点/缓直点的距离进行转向位置的合理性评价,通过高频能量比进行驾驶员操作负荷的合理性评价.有效性评价包括运行速度控制的有效性与车辆横向位置控制的有效性,通过平均速度、运行速度与车速离散度进行速度控制效果的评价;通过平均换道次数、平均压线行驶距离进行车辆横向位置控制的有效性评价.通过实例应用验证了研究标志标线组合设置的必要性与评价指标的有效性.     

高密度路网区高速公路可变信息标志版面要素组合

为确定适用于高密度路网区高速公路的可变信息标志(VMS)版面要素组合,综合运用小型驾驶模拟器和眼动仪采集了20名驾驶员视认4种VMS版面和2种普通标志的数据,采用指标方差分析检验了6种版面诱导结果、驾驶操纵稳定性、驾驶操纵负荷、视认行为的差异性,结果表明,VMS版面4与普通标志牌无显著差异,不会对行车安全造成影响。采用指标因子分析法提出综合反映驾驶员各项驾驶行为指标特征的参数S,实现对驾驶行为的多元量化评价,结果表明VMS版面4最佳。综合以上分析,推荐高密度路网区高速公路VMS版面要素组合形式为,路网形状采用拓扑图表示,高速公路用平纵相连的光带表示,其他道路线形用短横线简略表示,互通用圆形表示;红、黄、绿色分别表示拥堵、缓行、畅通3种路况;各互通处采用白色三角标注路段指向,枢纽、一般互通处分别标注地名和互通名,并对驾驶员所处位置进行醒目标注。     

透光混凝土基LED主动发光交通标线的光纤设置

为提高交通标线的可视化、智能化与信息化水平,将透光混凝土引入公路领域,构建一种透光混凝土基发光二极管(LED)主动发光交通标线.采用方差分析与多重比较法分析了4类通用光纤的物理性能、导光性能与经济性,选定PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光纤作为导光材料.通过LED光强分布曲线与光波在光纤中的传播机理,确定了光纤直径的理论计算值;基于直径1～8 mm的PMMA光纤导光率的实测数据,采用S型曲线拟合PMMA光纤导光率与直径之间的函数关系,符合0.05的卡方拟合优度检验,且实测值与理论分析结果一致,选定直径6 mm的PMMA光纤.基于LED主动发光交通标线在不同环境照度、光源颜色、光纤掺量条件下的实测静态视认距离,采用对数回归模型,计算确定设计速度为60～120 km·h~(-1)时光纤掺量的合理范围是2～6 pcs.     

八车道高速公路可变信息标志前置距离对驾驶行为的影响

基于驾驶模拟实验,设置3.0、2.5、1.5、0.7 km 4种前置距离的可变信息标志（variable message sign,VMS）,收集32名驾驶员视认4种前置距离的VMS后换道驶出高速公路过程中的方向盘、速度和位置数据,并观察各驾驶员在换道过程中的方向盘操控行为、换道行为、减速行为。结果表明：VMS视认过程属于多任务驾驶行为,驾驶员需在短时间内完成VMS视认、路径决策、车辆减速与换道;当VMS前置距离不足时,驾驶员需快速、大幅转动方向盘,进行连续换道、急换道;为顺利驶入减速车道,部分驾驶员采取减速换道措施,增加了事故风险;当VMS前置距离过长时,驾驶员对VMS的短期记忆效应使得驾驶负荷提高。     

立交桥图形指路标志视认特性研究

根据立交桥设计理论和实际应用,按照基础型、特殊型、扩展型选取了37种立交桥示意图形,采用主观问卷和静态实验方法,记录图形视认时间,运用单因素方差分析方法分析视认特性.分析结果表明37个图形平均视认时间存在明显差异,表示复杂立交的特殊型、扩展型图形的平均视认时间比表示标准单体立交的基本型图形高1.18倍,更难于视认.基本型图形中,环形匝道示意图形较定向与半定向型匝道示意图形更难视认,平均视认时间高1.31倍;右转匝道出口在前、左转匝道出口在后的立交桥更接近驾驶人的思维习惯,其图形平均视认时间更短.     

基于多智能体深度强化学习的高速公路可变限速协同控制方法

面向高速公路多路段可变限速协同控制需求,针对高维参数空间高效训练寻优难题,提出了应用多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）算法的高速公路可变限速协同控制方法。区别于既有研究的单个智能体深度确定性策略梯度（DDPG）算法,MADDPG将每个管控单元抽象为具备Actor-Critic强化学习架构的智能体,在算法训练过程中共享各智能体的状态、动作信息,使得各智能体具备推测其余智能体控制策略的能力,进而实现多路段协同控制。基于开源仿真软件SUMO,在高速公路典型拥堵场景对提出的控制方法开展管控效果验证。实验结果表明,提出的MADDPG算法降低了拥堵持续时间和路段运行速度标准差,分别减少69.23 %、47.96 %,可显著提高交通效率与安全。对比单智能体DDPG算法,MADDPG可节约50 %的训练时间并提高7.44 %的累计回报值,多智能体算法可提升协同控制策略的优化效率。进一步,为验证智能体间共享信息的必要性,将MADDPG与独立多智能体DDPG（IDDPG）算法进行对比：相较于IDDPG,MADDPG可使拥堵持续时间、速度标准差均值的改善提升11.65 %、19.00 %。     

越江越海隧道入口处自发光标线应用效果

针对越江越海隧道入口处事故多发问题,提出了一种基于自发光标线的改善策略。采用实车试验研究不同光环境下自发光标线的视认性能,以此验证自发光标线代替普通标线的可行性,并探究不同亮度与颜色之间的差异;构建越江越海隧道入口段三维场景进行驾驶模拟试验,分析驾驶人在不同场景下的驾驶行为与主观感受,以此验证自发光标线设置于越江越海隧道入口段的应用效果。试验结果表明：在环境照度大于50 000 lx时,与280、2 500 cd/m²相比,亮度为1 500 cd/m²的自发光标线视认性能最佳,其视认距离均值与普通标线接近,最高可达89 m;与黄色和白色相比,橙色自发光标线在视认性与舒适度方面均表现更好。在环境照度小于100 lx时,不同色温及亮度的自发光标线相较普通标线均可提升20 m以上的视认距离。此外,亮度对舒适度影响显著,其中280 cd/m²表现最佳,而色温对舒适度影响不显著。相较于普通标线场景,自发光标线场景中车辆的车道保持性能更佳,行驶车速降低5～20 km/h。通过自发光标线的提前警示,驾驶人刹车踩踏频率、最大刹车力度与持...     

高速公路车速限制实施方法研究

通过对分车型与分车道车速限制的优缺点及适用性进行综合分析,应用关于最高车速限制基准值、车道数及车道位置修正系数及最低车速限制方法的研究成果,给出了不同车道高速公路的分车型与分车道车速限制方法与建议值,提出了车速限制区间和车速限制连续性指数的概念,以车速限制连续性指数小于0.85作为车速限制区间的划分依据,给出了高速公路车速限制区间划分结果。     

基于跟驰理论的车速离散度定义及特性

基于车辆跟驰理论提出了能够反映交通流动态特性的车速离散度平均速差(ASD)的定义.应用统计学方法和交通流理论分析了新定义平均速差ASD与传统定义车速标准差SD之间的关系,发现自由流状态下车速离散度ASD的均值约为SD均值的1.13倍,拥挤状态下车速离散度ASD值小于SD值,并用实测交通流数据验证了理论分析结果.车速离散度与交通流密度相关关系的回归分析结果表明,与传统车速离散度定义SD相比,新定义ASD与交通流密度之间的负相关性更为显著.     

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。     

交叉口绿灯信号倒计时等因素对车速的影响

针对绿灯信号倒计时与其他道路交通因素对交通运行的综合作用问题,选择6处道路交叉口为调查地点,使用雷达测速设备采集进口道自由流车速及车辆通过的时间点,同时标记超速数据。运用描述统计及假设检验、方差分析、列联表等推断统计方法分析速度均值、离散度、超速率等数据与绿灯信号倒计时等因素之间的关系。结果发现：是否安装交通违法检测设备对车速均值具有显著影响,而绿灯信号倒计时则没有显著影响;在绿灯信号倒计时且无交通违法检测设备的情况下,车辆速度均值会更高;绿灯倒计时会对超速比例产生影响。研究结果表明,单独使用绿灯信号倒计时会对交通安全产生不利影响,应同时安装交通违法检测设备,会使车速与超速率得到有效控制。