交通冲突判别的车辆运动模式分析方法

综合运用交通冲突理论与视频图像处理技术,建立了一种基于车辆运动模式的交通冲突判别方法.根据安全金字塔原理与车辆运动模式,提出全面可量化的交通冲突严重性判别指标——碰撞可能性指标及其计算公式.针对轨迹样本的时空转移特点,确定各模式类隐马尔可夫模型结构,建立了基于隐马尔可夫模型的车辆运动模式学习与预测算法.最后,建立了完整的视频分析系统并在实际交通场景中进行了测试,结果验证了本文方法的可行性与适用性.     

公路交通冲突及影响交通冲突危险性因素分析

以路段交通冲突概念为基础，对非严重交通冲突与严重交通冲突的判别基点及交通冲突发生时碰撞能量进行了讨论，分析了影响交通冲突危险性的主要因素。     

基于OpenCV和Halcon的交通冲突视频自动检测及数据处理

运用OpenCV和Halcon图形开发工具,以VC++6.0为基础开发平台,采用背景消减法和基于区域特征的跟踪算法实现视频图像中车辆运动目标的提取与跟踪,并将数据信息实时保存至文件中.在视频数据信息中处理提取冲突车辆的运动轨迹、速度、加速度等微观交通参数,实现交通冲突微观参数采集.综合减速度、角速度、速度和距离等指标建立多参数交通冲突判断方法,根据车辆的轨迹、速度和加速度曲线对车辆的运行特征做出分析,初步实现简单交通条件下机动车交通冲突视频自动检测.     

基于多普勒雷达交通实时监控的交通冲突判别技术研究

针对现阶段交通违规和交通冲突判别困难这一难题,根据多普勒效应特点将其应用到道路交通冲突实时判别系统中,实现车辆运行状态和运行参数的实时显示。设计了一种光感渠化显示屏,实现对交通违章、交通事故的自动判别,并联动高清摄像头有针对性地取证。选取青岛西海岸经济新区江山南路与富春江路交叉口车辆违章和交通事故进行验证分析,运用Vissim仿真等效模拟多普勒雷达检测系统显示界面交通运行状况,验证了该技术的有效性,为城市道路智能化管控平台建设、交通运行态势预测、交通冲突判别提供了实时可靠信息支撑。     

城市道路交叉口混合交通流机动车与非机动车冲突概率

为了量化城市道路交叉口机动车与非机动车交通冲突,建立了二者之间的冲突概率模型.分析了机动车与非机动车发生交通冲突的条件:非机动车占用冲突区的时段内有机动车到达冲突区;到达冲突区的机动车提供的车头时距不大于非机动车穿越机动车的临界间隙.选取机动车车头时距到达分布、非机动车穿越机动车临界间隙及非机动车占用冲突区域时长作为影响机非冲突概率的3个关键参数,基于大量调查数据建立各参数的数学模型以及机非冲突概率模型,通过具体实例求得机非冲突概率具体数值.结果表明,随着非机动车流量的增加,机非冲突概率呈上升的趋势.计算符合交通流运行的实际状态.     

行人机动车冲突模型及其行人过街风险控制应用

基于交通冲突技术理论,对上海市61个时段的5个路段无信号灯控制人行横道处人车冲突过程进行全程录像.以车流量、路段平均车速和行人流量为变量指标,建立非高峰小时(饱和流率小于0.7)的行人车辆冲突次数预测模型及严重冲突次数预测模型,经F检验和T检验,模型整体及参数的置信水平均大于95%.通过χ2检验,证明人车冲突服从负二项分布,从而建立人车冲突概率模型.分别计量我国发达地区行人机动车冲突风险控制效益及冲突控制成本,通过风险经济评价提出人车冲突控制的决策支持方法.     

一种交叉路口处的车辆冲突微观模型

提出了一个基于冲突点的机动车流冲突模型,通过建立车辆对通行权的查询以及冲突点对车辆通行权的判断机制,反映出现实中车辆查看-判断-动作的行为流程;在此基础上对模型进行扩展,以适用于机非混行的交通环境.将模型应用在交通仿真软件中,并对特定冲突场景进行仿真模拟,从定量和定性两个角度对上述模型进行了验证.     

道路急弯路段追尾冲突分析预测

为实现急弯路段的追尾碰撞风险主动防控,提出了一种基于多源数据融合的追尾冲突动态预测方法。首先,基于无人机、毫米波雷达等采集的车辆运行数据,提出了适用于急弯路段交通流特征的追尾冲突判别模型及冲突等级阈值划分标准,分析了急弯路段的追尾冲突空间分布特征。然后,筛选车型、大车比率、断面速度差等13个交通流特征指标作为输入变量,以粒子群算法为基础,分别构建了其与BP神经网络、随机森林、支持向量机算法的追尾冲突动态组合预测模型,并根据混淆矩阵和曲线下面积评估各模型的预测性能,利用黑箱解释方法分析冲突发生概率的显著性影响因素及影响程度。结果表明：相较于平直或一般弯道路段,急弯路段的追尾冲突TTC(Time to Collision)值更小,出弯缓和曲线段冲突更为严重,且弯道内侧碰撞风险最高;粒子群-随机森林模型的追尾冲突预测性能最佳,灵敏度达90.70%;急弯路段追尾冲突受车辆平均车头间距的影响程度最大,当平均车头间距为25 m左右时,冲突发生概率最小,向心加速度均值、速度均值等因素亦对其有显著影响。     

基于交通冲突分析的交叉口机动车信号灯设置

对不同流量条件下交叉口的交通冲突次数进行了理论计算、仿真和实地观测验证,提出了无控制交叉口设置机动车信号灯的理论分析方法.依据该理论,并采用实际交通观测中确定的交叉口临界交通冲突次数,给出了无控制交叉口设置机动车交通信号灯交通流量临界曲线,为合理设置交通信号灯提供了理论依据.     

路段行人-机动车冲突观测方法及冲突特性

基于交通冲突技术理论,对上海市9个路段的无信号灯控制人行横道处的人车冲突过程进行全程录像.通过读取冲突过程中的车速变化过程、车辆运行轨迹变化过程和行人的避险行为,建立了行人一车辆冲突严重程度的辨别指标,对人车冲突过程中行人以及车辆的避险特性进行了定量的总结和分析.研究表明,路段车速与行人过街速度呈线性管理;大多数车辆与行人发生冲突时,在距离冲突点的位置28 m以内才开始采取避险行为;在行人到达为120～140人·h-1或者平均车头间距为85～100 m时,行人通常会聚群寻找可穿越车流间隙过街.     

信号交叉口右转渠化岛区域非机动车过街冲突

为科学评价信号交叉口右转渠化岛设置给非机动车过街带来的交通安全风险,实地采集了南昌市5个信号交叉口的视频,并提取了各交叉口右转渠化岛区域机非冲突数据、交叉口几何设计特征、交叉口渠化方式以及交通流特性等数据;采用改进型TTC指标对交通冲突进行判定,共得到304起冲突事件;基于贝叶斯方法构建了考虑不同交叉口间异质性的随机效应冲突模型,对比了固定效应与随机效应负二项模型的拟合优度并分析了显著影响因素;基于随机效应模型,确定了期望机非冲突数计算公式,绘制了不同交通流情况下信号交叉口渠化岛设置标准曲线。研究表明:相比于固定效应模型,随机效应模型对机非冲突有更好的拟合效果;相比于无渠化岛交叉口,软渠化岛和硬渠化岛的设置会导致交通冲突分别增加38%和61.4%;右转机动车交通量、过街非机动车交通量和非机动车违法行驶数量每增加1%,将导致机非冲突分别增加0.85%、0.44%和0.18%;右转机动车平均速度每增加1%,将导致机非冲突减少2.5%。     

城市道路人车冲突和碰撞概率微观模型研究

利用临界间隙理论,定义了城市道路行人过街的安全感知特征;在此基础上,利用概率论方法,研究行人与机动车之间的交通冲突和碰撞微观机理,分别推导出人车冲突和碰撞概率微观模型.采用贝叶斯全概率公式和蒙特卡洛仿真方法求出具体的概率值,来分析行人安全感知、驾驶人反应时间、车流量及车速等对行人安全造成的影响.最后,基于人车冲突概率的90%置信水平,建立了行人过街的危险度评价指标,从而为交通管制实施提供最佳依据.     

基于改进卷积网络的终端区4D航迹预测与冲突检测

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Organization, ICAO)提出了基于航迹运行(trajectory based operation, TBO)的下一代空中交通管理运行理念,中国民航也提出了智慧民航的建设方案和目标。其中4D航迹是TBO运行的核心组成部分,也是中国建设智慧民航的重要技术指标,其可以对航空器的运行进行精确地管理和控制。因此,提高4D航迹预测的准确性成为了目前急需解决的核心问题。面向航空器的飞行任务实施阶段,从4D航迹预测和冲突检测两个问题进行了研究。在航迹预测方面,采用了基于卷积神经网络-双向门控循环单元(convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit, CNN-BiGRU)的模型对航迹进行高精度预测;在冲突检测方面,引入了航迹距离检测函数以检验预测模型生成的两条航迹是否...     

空中交通冲突调速最优解决方案

针对空中交通冲突的探测和解决问题,作者提出了调速的解决方法,进而提出飞机运动简化模型并在此基础上讨论了最优解的问题.对于多飞机的情形,作者也进行了讨论.最后,作者还讨论了不能应用调速的情形并且提出了改进的办法.     

基于调速的飞行冲突探测与解脱方法

随着中国民航的快速发展,空域资源的紧缺和空中交通拥堵现象越来越严重,由此带来的飞行冲突也越来越多.首先,提出了一种基于调速的飞行冲突探测与解脱方法并且通过非线性规划的方法优化调速机动阶段的燃油消耗.其次,通过飞行冲突探测和解脱方法确定飞机可以进行调速的速度区间,通过优化调速机动阶段燃油消耗,得到可调速的速度区间中的最省油的速度.最后,将速度剖面实时分配给相关的航空器,使航空器之间的间隔大于给定的最小安全间隔.通过仿真分析,提出的飞行冲突探测与解脱方法能够快速解决飞行冲突,非线性规划优化燃油消耗的方法能够带来较大的燃油消耗的节省.     

考虑车辆性能差异的高速路施工区层级限速措施

为提高高速公路施工区的通行能力,降低交通冲突率,本文结合不同车辆的动力特性、运行速度、加速度等参数,对鹅公岌隧道上盖工程施工期间的拟建施工疏散道路提出5种速度管理措施,利用Vissim软件进行仿真模拟和对比分析,并结合仿真数据对拟建施工疏散道路的设计和速度管理方案进行了评价和改进。改进方案中将原来的三车道并在一起,转弯半径由15m增大至100m,弯道限速值由20 km/h增大至40 km/h。结果表明：对施工区道路采取层级限速措施可有效降低车辆在施工路段的行程时间、延误、排队长度和冲突率;采用三级限速措施可使拟建疏散道路两个行驶方向的冲突率均降低0.6次.米^-1;改进方案中80%以上的车入口弯道之前将车速控制在40km/h左右。可见,针对不同车型采用不同的限速值可以缩短车辆在施工路段的行程时间,并有效减少车辆的平均延误。     

无信号环形交叉口机非冲突机器学习预测方法

为高效精确地预测无信号环形交叉口机动车与非机动车的交通冲突,提出了基于遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)和支持向量回归(SVR)的组合预测模型(SVR-GA-BP)。通过无人机采集混合交通流高清视频,利用视频识别软件Tracker提取机非交通冲突轨迹数据,以距离碰撞时间(Time to Collision, TTC)为判别指标,确定机非冲突严重程度。基于偏相关性分析确定交通量、平均速度、大车比例等为机非交通冲突的显著影响因素,选取均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)等五种评价指标对SVR模型、BP神经网络、SVR-GA-BP模型的预测值进行精度分析。结果表明,组合模型在一般冲突预测中精度为97.1%,相比SVR和BP神经网络分别提高6.9%和2.5%,在严重冲突预测中精度为96.1%,相比SVR和BP神经网络分别提高7.3%和5.1%。可见SVR-GA-BP组合模型能够有效预测无信号环形交叉口的机非冲突且精度最高,可为同类型交叉口的安全评价提供借鉴。