高速公路雾区行车安全与保障技术研究进展

高速公路路网密度的增加和气候环境恶化,使得低能见度雾环境对高速公路行车安全影响日趋严重。从高速公路雾环境行车致危机理、雾区能见度监测预测、雾区管控与安全保障等方面对高速公路雾区行车管控与保障技术的中国研究进展进行综述。分析表明:高速公路雾环境行车安全研究已经从早期的气象角度研究雾的生消和物理化学特征,发展为材料、光学、交通、气候、电子、视觉心理等多学科、多领域交叉融合的综合性研究,相关研究成果涉及范围更广、研究领域细分度更高;雾的致危机理研究主要集中于雾区危险性分级、驾驶视觉心理、驾驶行为、车辆行驶状态变化规律和能见度与交通事故的相关性分析等方面,但尚不够系统全面;雨雾、冰雾等共生性气候的危险等级判定研究还相对缺乏;雾区监测预测理论、监测手段等都有了显著进步,但气象和交通的融合还处于初级阶段,基于微路段和微区域精细化监测预报;特别是团雾路段的实时监测预警尚不能满足实际需求;中国研发的雾区智能诱导警示系统设计理念较国外更先进,与我国国情结合更紧密,但依然存在系统使用耐久性差,安装维护成本高,缺乏国家和行业标准,理论研究有待深入等问题。针对以上存在问题,建议今后努力方向:加强从气象、交通、控制等领域对高速公路雾区行车安全,尤其是多气候耦合路段行车致危机理研究;倡导气象部门和交通部门进行深入协同联动;强化微路段微气候分级分段气象预警预报工作;深入分析雾区诱导机理;加速研发低成本、耐用的雾区诱导设备;从系统论与控制论角度,构建雾区路段分级诱导联动发布系统。     

车路协同下基于行车指引的改进STCA双车道换道模型

为提供一种车路协同交通环境可采用的换道规则,提出了一种基于行车指引的改进STCA双车道换道模型STCA-M.首先,对车路协同交通环境中的车辆间关系进行分析,根据位置、速度、加速度等需交互的基本信息构造了威胁评价函数;其次,根据动态安全距离和路段实时拥堵状态建立双车道车辆行车指引函数,提供诱导车速和换道指引.最后,在数值分析中,分别与STCA、STCA-I、STCA-S模型以及混合双车道交通流模型在不同车辆密度下的平均速度、平均流量、换道频率以及时空斑图进行对比.结果表明,STCA-M模型的换道频率较STCA-S模型提高了约6.91%,最大平均流量较STCA-I和STCA-S模型分别提高了约21.21%和7.28%.车路协同下的协同换道模型STCA-M能够有效调节双车道路段微观交通对象的运动趋势,提高车辆换道和道路使用效率.     

空中进攻作战安全返航通道容量评估

针对军航战时空中进攻作战安全返航通道容量评估问题,提出节点合流调控元胞自动机模型（MRCA模型）。 根据空中进攻作战安全返航通道设置构型,聚焦通道交叉处的节点运行特性,将节点安全间距保持量化到合流规则中,研究不同可接受间隔条件下节点合流通道最大流量。并基于节点合流通道的交通运行特性,建立最小风险通道进入时间窗,将容流平衡调控的时间节点前移,在战略管理和预战术管理中消解个体战机在节点处的潜在航迹冲突,实现最大通行能力。仿真结果表明：节点合流后通道容量随间隔减小而增大,最大达到102架/h;在最小风险通道可进入时间窗范围内,通过MRCA模型在决策圆处对战机进行动态调控,能够保证节点安全合流,实现流量最大化。     

非职业驾驶人高速公路行车安全之我见

随着社会的发展,快节奏的生活已经与我们每个人息息相关,越来越多的人驾车出行会选择高速公路。对于非职业驾驶人来说,高速公路行车安全是一门很值得研究的课题,本文就非职业驾驶人如何更好地掌握高速公路行车的特点及驾驶方法进行了分析与探讨。     

高速公路团雾驾驶员视错觉特性与行车安全研究综述

高速公路团雾路段行车安全问题一直是中国交通行业面临的难题。为提高团雾环境下的行车安全,明确团雾环境行车安全研究中的关键问题。本文综述了国内外团雾环境行车安全影响因素及研究进展。首先,阐述了驾驶人的视觉特性,论述团雾感知下降会造成视错觉的原因,分析了团雾出现前的“象鼻形”曲线,阐明了团雾环境下人车路与交通安全之间的关系,最后归纳了现阶段确保团雾路段行车安全采取的管控措施。研究结论表明：团雾环境下能见度的急剧下降,会严重影响驾驶人的感知,干扰驾驶员的视觉,并造成距离和速度错觉。为了提高团雾环境下的驾驶安全性,通过监控和预警系统提前使驾驶员提高警惕,并开发各种诱导设施,以加强视觉诱导。未来需从减少视错觉影响的角度研究复杂因素影响下的驾驶视觉需求。     

一种高速公路隧道交通流元胞自动机模型

针对高速公路隧道交通瓶颈,通过分析高速公路隧道区域通行环境特性,研究车辆行驶在高速公路隧道路段时的换车道、加速、减速等微观交通现象,在双车道元胞自动机模型STCA模型基础上,引入车辆速度控制条件和车道控制条件,提出了一种高速公路隧道交通瓶颈元胞自动机模型,分析了不同长度高速公路隧道对区域路段交通流的影响。研究结果表明：建立的模型能够模拟车辆在高速公路隧道区域的时空变化特征;高速公路隧道瓶颈会对紧邻瓶颈下游的特定长度路段的交通流产生缓冲作用;隧道路段区域的最大流量以及平均车速与无隧道路段区域相比,将会随着隧道长度的增加而逐渐降低。     

高速公路不同跟车状态下安全行车间距分析

根据在行车辆间的安全行车间距表达式，对高速公路上不同制动系统结构、不同跟车状态及不同车速下的安全行车间距值进行了定量计算。计算结果表明，在行车辆的行车速度、制动强度、跟车状态、驾驶员自身状况、制动系统结构均对安全行车间距大小产生影响。其中跟随车辆行车速度VBO的大小对安全行车间距的影响最大，最不利情况下发生追尾事故的危险性最高，且这种危险性随跟随车辆行车速度VBO的增加而增大。     

江武公路成县城区过境段路口行车安全评估

成县城区过境公路承载公路运输的大量运力,加之近年城市车辆的猛增,城区过境公路交通压力倍增,行车安全问题凸显,因此对道路行车,尤其是事故频发的路口行车安全进行合理科学评估显得尤为重要．对城区过境公路路口行车安全进行评估,必须进行定量和定性分析．本文针对影响路口行车安全包含诸多模糊因素的特点,对江（洛）武（都）公路成县城区过境段路口行车安全问题进行了模糊综合评估研究,结果表明,该城市各过境路口行车安全评估值处于中位,路口行车安全有待大力提高．     

高速公路隧道内交通事故分布规律

以北京-珠海高速公路韶关段4个隧道为研究对象,运用统计分析、对比分析的方法,研究了高速公路隧道内交通事故的时空分布规律、形态及车辆类型规律.研究结果表明:交通量大小与交通事故发生有直接关系;星期五、星期六发生交通事故比例较高,均为26.12%;小时分布波动较大,15:00～17:00发生交通事故次数最多;在洞口附近交通事故发生的概率高;随着隧道长度的增加,隧道交通事故频数逐渐减少,但当隧道长度增加到某一长度后,交通事故频数急剧增加;碰撞是隧道内主要的事故形态;事故车型分布中,小型客车的相对比例最高,大型货车的绝对比例最高.     

基于元胞自动机的事故交通流模型仿真

针对发生事故的双车道模型,考虑行驶车辆是否在事故车道以及距离事故的远近,分析不同区域的换道特点,建立双车道元胞自动机模型。在开放边界条件下,改变进口车辆的驶入率和事故的持续时间,得到了车流量和平均车速的变化曲线,结果表明,在发生交通事故时应缩短事故处理时间,并将入口车辆进入率降至一定值。     

中国道路交通事故变化趋势预测

道路交通事故在中国已成为威胁人民群众生命财产安全和社会可持续发展的严重问题。对过去10年间中国道路交通事故时间序列数据进行分析,建立了11个预测模型,用平均绝对百分误差(MAPE)对各种预测模型进行寻优,并用筛选出的最优预测模型对2004～2007年中国道路交通事故死亡人数和直接经济损失进行预测。研究结果可为相关问题的科学决策提供可靠的依据。     

轮胎拖印分析道路交通事故车速的模型

道路交通事故发生前的车速(简称事故车速)是确定事故责任的依据,是研究事故再现的主要内容之一,也是目前国内外交通安全研究领域的一项重要课题。从事故现场的轮胎拖印出发,分析建立了根据轮胎拖印计算事故车速的模型。考虑到事故现场汽车各轮胎拖印的多样性和交警在事故现场采集数据快速准确的要求,运用能量守恒定律,将轮胎现场印迹分为胎印、擦印和拖印三阶段,将现场轮胎拖印测量起始点确定为轮胎胎印的起始点,并引入前后轴荷比和制动拖印修正系数。建立的事故车速分析计算模型综合考虑了事故车辆装载质量的变化、各车轮轮胎拖印长度的不等、制动过程轮胎与路面附着系数的变化等因素。     

基于多层前馈网络的高速公路意外事件侦测及规律

为了建立基于高速公路交通流参数检测的事件救援系统,运用多层前馈网络(MLF),对其关键的意外事件侦测技术及其检测规律进行了研究。确定了事件检测需要选定的模型,描述了检测的基本原理,提出了模型的结构原型并进行了训练和测试;对输入特征中的单侧与双侧输入、多时阶组合及多因素组合特征进行了性能测试,得到了相对具有良好性能的输入特征。同时,给出了不同因素及因素组合与检测效率之间的基本规律。结果表明,给出的模型较California 8#算法性能显著改善,其检测率提高了187%,误检率降低了46%,平均检测时间缩短了73%。     

基于细胞自动机理论的交通流模拟模型

以细胞自动机理论为基础,结合我国城市道路情况及交通流特性,把车辆在路段上运动的变化规律表述为细胞自动机的演变规则,建立了基于细胞自动机理论的交通流模型,标定了细胞长度和最大速度等参数,继而提出了反映车辆在路段上自由驶、跟驰行驶和减速行驶等交通行为的细胞自动机规则,并对各种规则进行了详细说明。     

低刹车概率下路口通行能力的计算

用Nasch模型的演化规则,建立了多路口的主干道交通流模型;得出了低刹车概率下的路口通行能力的近似计算公式.     

基于细胞自动机模型的交通流模拟程序

基于细胞自动机模型和微观动态交通流模拟模型，使用C 语言，采用模块化结构将交通流数学模型转变为主要由计算机程序组成的计算机模拟模型，以模拟车辆在路段上的运动，同时采用中断技术成功地实现了车辆的动态显示．最后通过实测数据的计算，对模拟模型和模拟过程进行了评价．     

基于广义回归神经网络的交通事故预测

在进行交通事故统计的基础上,运用广义回归神经网络理论,建立交通事故预测模型,对2000~2003年的交通事故死亡人数和经济损失进行外推预测.计算结果表明,该模型预测和外推精度高,可用于交通事故预测.     

立交桥交通流的研究

基于元胞自动机的184号规则,建立了立交桥交通流模型.通过计算机数值模拟和分析,结果对立交桥的设计和管理有参考价值.     

Modeling Mixed Traffic Flow at Crosswalks in Micro-Simulations Using Cellular Automata

The cellular automata (CA) micro-simulation model was used to describe the behavior of the mixed traffic flows at crosswalks where the pedestrians compete with the vehicles to cross the roadway. The focus of this paper is the behavior of pedestrians and the influence of pedestrians’ behavior on the vehicle flow, pedestrian flows, and the vehicle waiting time. The proportion of pedestrians who do not obey traffic laws, the group effect, and expected waiting time of pedestrians, regarded as the most important pedestrian characteristics, are taken into consideration in the analysis. Simulation results show the ability of the micro-simulation to capture the most important features of mixed traffic flow.