寒地城市快速路冰雪路面交通流特性研究

利用视频检测系统采集城市快速路冰雪路面上的交通数据,对城市快速路冰雪路面交通流特性进行了研究;分析了冰雪路面对道路交通安全影响,探讨了城市快速路冰雪路面上车速变化、车头时距分布特性,对比分析了冰雪路面与非冰雪路面上城市快速路交通流量与速度的关系,并建立了冰雪路面快速路交通流量与速度关系模型.研究成果将对寒地城市快速路的运营、管理和评价提供科学依据和数据支持.     

城市道路自由车速与车道宽度关联性分析

通过对城市道路路段及交叉口出口道自由车速的特性分析,获得自由车速与车道宽度的关联性.选取杭州市交通设施相似、车道宽度不同的9条道路进行车速调查,并采用视频检测及图像识别技术提取车速数据.经数据分析得出,路段及交叉口出口的自由车速服从正态分布,且特征车速随车道宽度增加有上升趋势;建立车道宽度对车速离散情况影响模型,得出交叉口出口及路段车速离散情况随车道宽度的变化趋势.研究结论说明,合理设置道路车道宽度有利于限制车速和提高道路安全性,还可以为城市交通流建模及城市交通管理提供依据.     

长大下坡路段货车运行速度特性及预测

为研究长大下坡路段货车运行特征,提高运行速度预测模型的有效性,确保车辆在长大下坡路段安全行驶,收集西南地区某高速公路连续长大下坡路段断面车速数据,对货车速度时空分布特性及车速离散程度进行分析,并通过Q-Q概率图和单样本K-S检验对长大下坡货车速度分布特征进行检验,得到长大下坡路段货车行驶速度分布特性,根据分布特性进行运...     

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.     

城市主干道交通运行状况分析与影响因素研究

为深层次地理解城市主干路的交通运行状况的影响因素,研究利用出租车作为数据源获取的浮动车数据,综合地分析了上海市主干道176个路段的平均车速、速度方差等运行状况指标,同时运用多元线性回归的方法,探究了路段的几何设计特征、接入口特征、交叉口渠化、流量、区位及用地特征共6类道路与运行环境特征对主干路路段平均速度及速度方差的影响. 结果表明,道路长度、曲线角度、中央分隔形式、公交专用道设置、车道数、左/右转专用道设置、土地利用复合度、接入口特征等道路与环境特征道路特征均显著影响主干路路段的运行状况.     

基于EWM-TOPSIS的城市卡口地点车速数据诊断

为解决因交通信息监控设备年久失修导致时空数据不完备,对交通时空数据质量状况进行综合诊断,为后续数据质量恢复与应用研究奠定数据基底。首先利用地点车速数据的时序特性和箱线图判别准则(Boxplot)客观判别了问题数据类型,其次针对不同问题数据类型特点构建了多属性综合评价指标图谱,采用熵权法(EWM)为各评价指标赋予信息熵权值,利用逼近理想解(TOPSIS)评价法得到了各条路段地点车速数据的贴近度并给予排序,最后综合道路属性及贴近度排序结果评价了区域路网地点车速数据质量状况。以2021年乌鲁木齐市1周的原始卡口交通数据为例,对应不同问题数据类型提出了多个数据质量评价指标,利用多属性评价指标图谱及道路属性对EWM-TOPSIS综合评价方法进行验证。研究结果表明：问题数据判别算法能够精确判别出冗余数据、缺失数据及异常数据3类问题数据,对应的评价指标均值分别为5.66%、10.04%、5.04%,综合可用性指标均值为84.66%,各路段数据质量整体良好;利用EWM-TOPSIS综合评价方法得到的路段地点车速数据贴近度均值为0.25,区域路网地点车速数据质量指数均值为0.19,道路属性是影响区域路网...     

城市快速路车辆换道影响仿真分析及策略研究

城市快速路作为城市主干交通网具有重要作用,车辆换道是影响城市快速路交通运行状态的主要因素。基于北京市东南五环实地交通调查数据,构建并标定了城市快速路车辆换道仿真模型,通过Vissim仿真比较自由换道和强制换道的影响,研究交通需求、交通组成、分离比例、换道次数与城市快速路交通流特性的关系,分析交通需求和换道次数的共同作用。结果表明,平峰时疏解交通需求,高峰时优化横向分布。通过远端分流,控制大中型货车驶入并设置慢车道,诱导车辆提前或延后驶出相邻匝道,倡导提前换道处罚强行换道等措施,改善城市快速路换道路段的交通运行状况。     

基于ETC数据的山区高速公路连续下坡车速特征与车型分类

为研究山区高速公路不同车型的车速分布特征以及车型分类方法,基于包茂高速水江—南彭段主线ETC数据,从概率分布、累计频率分布和特征值方面分析了平缓路段和连续下坡路段中ETC系统内全部车型的行程速度特征,并以车速平均值和标准差作为聚类指标,用K-means聚类方法对不同车型进行聚类分析。结果表明：平缓路段客车速度集中于80 km/h左右,货车集中于70 km/h左右,而在连续下坡路段车辆整体表现为低速行驶,客车速度集中于70 km/h左右,货车集中于60 km/h左右;三型客车和四型客车在平缓路段倾向于将速度维持在稳定幅值而在连续下坡路段有向期望车速靠近的趋势;客车在平缓路段速度分布较分散,在连续下坡路段速度分布相对集中,而货车速度分布趋势正好相反;连续下坡路段的速度离散性大于平缓路段,事故发生概率增加;同一线形路段不同车型间速度分布存在明显差异,部分车型速度分布特征指标表现出一定的聚集性,说明部分车型速度分布有较大的相似性。将平缓路段车型聚为四类：一型客车、二型客车与一型货车、三型客车与四型客车、二～六型货车;连续下坡路段车型聚为三类：一型客车与三型客车以及四型客车、二型客车与一型货车、...     

公路长大下坡路段小客车运行速度预测模型

为了提高高等级公路长大下坡路段交通安全设施设置的合理性,给出了长大下坡路段小客车运行速度数据采集方案;利用数理统计原理,分析了高等级公路长大下坡路段小客车运行速度与坡长、坡度的关系,建立了高等级公路长大下坡路段小客车运行速度的一般预测模型,利用长大下坡路段实测数据对该模型进行了验证.预测车速与观测车速对比结果表明:各观测断面的预测车速与实地观测车速数值基本相符,高等级公路长大下坡路段车辆的运行速度主要受平均纵坡和坡长的影响;根据实测数据建立的车速预测模型能够反映高等级公路长大下坡路段小客车运行速度的分布规律.     

城市快速路异常事件发生频率的时间差异性分析

城市快速路系统长时间处于高流量高密度状态时,异常事件等小的扰动就可能引发较大规模的拥堵.根据连接路段的匝道类型对路段进行分类,利用上海市内环和中环浦西段一年的异常事件监控数据,分析了不同路段上异常事件发生频率的月变、周变与时变特征,并分别探讨了抛锚和碰撞两类异常事件与交通流特征的关系.运用负二项回归建立了异常事件发生频率基于时间差异性的估计模型.分析发现,公休日变量估计结果显著,温度只对抛锚类事件产生明显影响,天气状况对不同快速路、不同时间段和不同事件的影响显著性有较大差异.     

实测数据的城市快速路交通流加速度研究

为分析不同交通流密度下的车辆加速度变化规律,选取青岛市杭-鞍高架快速路为试验场地,利用视频检测技术采集试验路段不同点位的交通流样本,从视频中获取跟驰车队的车速、车头间距、速度差以及加速度等交通流数据。统计分析发现,加速度值域关于0点对称分布;不同交通流密度下加速度的分布具有各异性;车速、车头间距和速度差对加速度的影响程度随交通流密度的不同而不同。利用实测数据对加速度GM模型进行参数优化和拟合分析,结果验证了模型的合理性,样本平均拟合误差均小于5%。     

双车道公路弯道回旋线长度对行车特性的影响

基于驾驶模拟实验,采集了15名驾驶员在半径为100～500 m的72个弯道路段的车速、侧向偏移等数据,研究双车道公路弯道路段回旋线长度对车速及行车轨迹的影响.结果表明:在半径一定的条件下,随着回旋线长度增加,前后路段车速差呈上升趋势,而速度梯度随之下降;行车轨迹波动幅度随回旋线长度增加而增大,而波动频率随之降低;半径为...     

山区高速公路相邻组合路段设计安全评估

利用驾驶模拟技术,基于湖南省永吉高速公路道路设计参数及周边地形环境参数,搭建了山区高速公路驾驶场景.以直线与平曲线及平曲线与平曲线两类相邻组合路段为研究对象,从实验设计、数据处理、指标选取、模型建立方面介绍了以驾驶模拟数据为基础的道路安全评价方法.实验结果表明,直线与平曲线相邻路段,直线长度、运行车速均与断面车速差呈正相关;平曲线与平曲线相邻路段,前一平曲线路段长度、前后平曲线半径之比均与断面车速差呈正相关.根据断面车速差分布特征,可将相邻组合路段线形安全性划分为"GOOD","FAIR"和"POOR".     

北京城市快速路交通流特性多维度研究

基于多天的快速路检测器实测数据,在利用平均车长进行占有率及密度转化后,采用Van-Aerde单一结构模型标定了北京市三环快速路典型路段的不同天、内外环及不同车道的交通流参数,进行了多维度的交通流特性对比分析,为北京城市快速路系统的运营管理及规划设计提供理论基础和数据支持.     

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。     

快速路行车安全的可变限速方法

针对快速路行车安全构建了快速路可变限速优化控制,提出基于碰撞时间的可变限速启动风险阈值预测方法,在充分考虑交通流的实时运行状态的同时优化了可变限速值的计算. 以福州市三环快速路为例,利用VISSIM仿真软件对可变限速方法进行了有效性验证. 结果表明,提出的方法能够有效减少路段的车速离散度,提高路段交通流的稳定性和安全性,且对通行效率不造成影响.     

冰雪路面城市快速路跟驰模型研究

针对冰雪路面城市快速路的跟驰模型进行了研究。首先对两种常见的冰雪路面进行了交通调查。根据调查结果对不同冰雪路面城市快速路交通流的自由流速度、平均速度、速度分布,相邻跟驰车辆的车头时距、车头时距与相对速度的相互关系等微观特性进行统计分析,定量地研究不同冰雪路面形态对城市快速路跟驰行为的影响。其次,对不同类型的优化速度函数特征进行对比分析,依据Greenshields速度-密度关系建立期望车速模型,依据车辆不同跟驰状态建立冰雪路面最小安全距离模型,并由此构建冰雪路面优化速度模型。基于现有跟驰理论研究成果,以线性跟驰模型建模思想对全速度差模型进行改造,结合冰雪路面优化速度模型构建适用于冰雪路面的新跟驰模型。最后,利用实测数据对模型参数进行标定,并通过设计实验分析模型的稳定性、加速度非对称性。同时,利用调查数据对新模型和全速度差模型进行模拟分析,结果证明该模型更贴近冰雪路面城市快速路实际交通流,可以为冰雪路面下交通管理措施的制定提供理论支持。     

快速路交通事件持续时间预测模型研究

针对城市快速路交通事件持续时间影响因素的复杂性和不确定性,结合贝叶斯网络和非参数回归方法,提出了一种新的快速路交通事件持续时间预测模型.采用上海市快速路监控中心数据,经过降噪处理,生成样本数据;在分析样本数据特征基础上,确定了贝叶斯网络的结构学习方法与参数学习方法;对贝叶斯网络模型的结果用非参数回归算法生成持续时间预测值.最后,对模型预测精度进行了验证,发现模型预测效果较好.     

基于实测数据的城市快速路交通流加速度研究

为分析不同交通流密度下的车辆加速度变化规律,本文选取青岛市杭-鞍高架快速路为试验场地,利用视频检测技术采集试验路段不同点位的交通流样本,从视频中获取跟驰车队的车速、车头间距、速度差以及加速度等交通流数据。统计分析发现,加速度值域关于0点对称分布;不同交通流密度下加速度的分布具有各异性;车速、车头间距和速度差对加速度的影响程度随交通流密度的不同而不同。利用本文实测数据对加速度GM模型进行参数优化和拟合分析,结果验证了模型的合理性,样本平均拟合误差均小于5%。     

基于烟羽模型的城市干道交通影响区范围计算

为界定对城市干道交通运行产生影响的道路空间分布,定义城市干道交通影响区,分析烟羽模型的宏观交通参数扩散适用性,进而通过研究区域内路段单元设置,将烟羽模型用于研究路段单元宏观交通参数的路网扩散性,在此基础上,提出路段单元空间平均车速与交通强度的影响距离模型,从而得出基于烟羽模型的干道交通影响区范围,最后以某市主干道杨桥路为例进行试算.试算结果表明,周边26个路段单元的交通影响距离均延伸至杨桥路,其中14个路段单元构成杨桥路交通影响区范围边界.可见该计算方法可求出影响干道交通的路网范围,有利于干道交通生成规律与管理技术研究.