考虑交叉口影响的城市路网能源消耗优化模型研究

为了更精确地反映城市路网交通能耗实际情况,将微观层面的交叉口交通运行与宏观层面的交通网络能源消耗优化结合在一起进行研究,考虑信号控制优化对路网能源消耗的影响,从而实现优化微观的信号控制参数,对宏观的路网能源消耗进行控制。在分析无信号控制交叉口冲突类型的基础上,建立了不同冲突类型下的饱和流率模型,结合排队论理论求解无信号控制交叉口的逗留时间。同时,结合车辆在信号控制交叉口的加减速行为,建立信号控制交叉口的逗留时间模型。同理对信号和无信号控制交叉口的能源消耗量进行建模。综合信号控制和无信号控制交叉口的逗留时间和能源消耗模型,建立路网总能源消耗优化模型,运用Frank-Wolf算法对非线性规划问题进行求解。结合路网各项指标对模型进行分析。结果显示,研究方法相对于传统的定时控制和时间最优信号配时方法均有优势,通过算例应用证明了方法的有效性。     

考虑驾驶方式的车辆与航空器交叉冲突评估*

为量化不同驾驶方式下车辆与航空器行驶风险,提出车辆与航空器交叉运行冲突评估模型,该模型将特种车辆驾驶方式分为激进、稳定、保守3类,综合驾驶特性和管制规则定义车辆速度演化规律,结合运行场景、间隔配备等要素确定冲突条件,并基于航空器与车辆实时速度、位置变化构造冲突评估模型。研究结果表明:冲突评估模型能够计算车辆与航空器在十型交叉口的冲突概率;激进方式下车辆先于航空器通过交叉口,风险概率均值相对最大,为0.679;保守方式下航空器先于车辆通过交叉口,最大间隔是安全间隔的4.7倍;稳定驾驶方式可兼顾安全和效率。本文模型能再现十型道口车辆与航空器交叉运行冲突产生、发展及解脱过程,计算结果可用于场面实时冲突识别和预警,能够为机场危险源识别和风险管控提供依据。     

车路协同下信号控制交叉口两难区问题改善方法

为降低两难区对信号控制交叉口交通安全的影响,针对车路协同环境下交通信息获取方式及交叉口区域车辆运行特点,提出信号控制交叉口两难区问题改善方法。在分析各种两难区问题改善措施的适用性基础上,确定车路协同环境下信号控制交叉口两难区问题改善方法的工作流程,综合运用车速引导、动态绿灯时间延长和黄灯时间调整等3种措施降低车辆进入两难区的概率,并提出主要参数计算方法。运用Vissim软件进行仿真试验,结果表明,笔者建立的两难区问题改善方法能使车辆闯红灯次数平均降低78.1%,且改善效果在低峰流量时优于高峰流量时。     

车联网在水电企业行车安全管理变革中的应用

为避免行车安全事故,利用车联网和大数据技术,融合人工智能算法模型,研究行车安全风险因素,通过国能大渡河公司车联网智能管控系统实践,结合多年水电企业车辆管理经验,探讨行车安全风险识别和风险应对措施,防控各项行车安全风险。研究结果表明:车辆网技术应用在水电企业行车安全风险管控中,能够有效预警和防范包括车辆自身、道路环境以及驾驶人员等在内的各类风险隐患,增强车辆管理流程的覆盖度,提高行车安全的预见性和安全监管水平。     

穿村镇公路交叉口车辆速度特性及行车安全评价

乡村振兴战略下的穿村镇公路事故治理是重大现实问题,而穿村镇公路交叉口速度特性分析与行车安全评价已经成为迫切的理论需求。选择云南省2个典型穿村镇公路交叉口为实例,采集无人机视频数据以分析穿村镇公路交叉口的车辆速度变化规律;构建危险性系数模型与Vague复合物元行车安全等级判定模型,评估穿村镇公路交叉口行车安全水平,并通过实例交叉口进行验证。结果表明：穿村镇公路交叉口车辆运行速度总体呈现“减速—加速”模式,速度最低点位于交叉口中心附近;路况复杂的多路交叉口速度分布于[40, 65] km/h,波动幅度相对较小;相较于无路侧干扰的行驶场景,避让场景下交叉口车速离散度更大,车速差最大值为49.78 km/h。评价案例交叉口的行车安全性,发现车辆驶入时距交叉口中心越近,危险性系数越大,驶出时则反之;两个案例交叉口的危险性系数最大值均位于交叉口中心,该位置加速度变化最快,行车安全性最低;十字交叉口行车安全性更差,易发生交通事故,多路交叉口的行车安全性良好。研究成果可为穿村镇公路事故治理提供理论依据。     

车路协同环境下紧急车辆优先通行方法研究

为保证救护车、消防车等紧急车辆安全、高效率地完成应急救援任务,基于车路协同系统(CVIS),综合利用交通信号协调配时与车速引导,提出紧急车辆在交叉口的改进型优先通行控制方法。利用VISSIM与Visual Studio 2008搭建的联合仿真试验平台进行模拟试验,对比分析仿真环境中不同控制方法下紧急车辆通过交叉口的实际运行数据。结果表明,相比于传统优先通行控制方法与定周期控制方法,采用改进型优先通行控制方法,可使紧急车辆在交叉口的平均行程时间分别减少19%与32%,平均速度分别提高18%与37%,平均排队长度分别减少66%与84%,停车次数、平均停车次数也显著减少。     

农村公路交叉口交通事故特征关联性与风险因素分析

为降低农村公路交叉口事故风险,提取环境、道路、设施、车型和违法行为特征作为自变量,以事故形态和事故严重程度为因变量,构建考虑因变量内在关联的双变量Probit模型,分析二者的相关性,并识别显著影响因素。结果表明:农村公路交叉口交通事故形态和严重程度呈负相关关系,单车事故的死亡率更高;线形越好,隔离、控制设施越完备,事故严重性越低;车型越大,事故后果越严重;违法行为增加了发生致死性单车事故的概率。在交叉口处增设安全保障设施,对相交公路等级差异较大的路口实行限速管理,加强对大型车辆和摩托车的安全管理,加强对无证驾驶行为的处罚,可以改善农村公路交叉口安全水平。     

倒计时表对黄灯启亮后的驾驶行为影响

为检验倒计时表对交叉口安全性的影响,选择黄灯启亮后的驾驶员决策类型和车辆通过停车线时间两个指标,研究倒计时表对驾驶行为的影响.选择道路和交通条件相近的6个交叉口(有无倒计时各3个)对直行车流进行数据采集,经处理获取相关驾驶行为数据.应用二元Logistics回归方法建立了黄灯启亮后的驾驶员决策类型选择模型.结果表明:黄灯启亮后,在相同位置、速度条件下,倒计时交叉口的驾驶员选择停车的优势比(Odd ratio)仅为无倒计时交叉口的0.282.采用非参数检验的Mann-Whitney方法,对黄灯启亮后车辆通过停车线的时间分布(TVC)进行检验.结果表明:安装倒计时表后,车辆通过停车线时间的平均值由1.52 s增大到2.92s;在5%显著性水平下,倒计时交叉口的TVC中位数与无倒计时的差异较大,车辆通过停车线时间跨度延长,对交叉口安全性造成不利影响.     

基于前车速度预测的信号交叉口汽车生态驾驶控制策略

为降低车辆通过信号交叉口的油耗和排放,研究车路协同环境下基于前车速度预测的信号交叉口汽车生态驾驶控制策略.通过转鼓试验修正目标车辆的VT-CPFM油耗模型和VSP排放模型,构建RBF神经网络模型对前车速度轨迹进行预测.以油耗为目标函数,排放为约束,创建基于动态规划的目标车辆速度优化算法,在MATLAB仿真得到目标车辆通过信号交叉口的优化速度诱导轨迹及油耗排放.仿真结果表明:加速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 27.3％、27.7％、32.9％、32.1％,减速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 25.1％、26.3％、32.6％、23.1％.在转鼓试验台进行实车试验,依据仿真计算得到的优化速度诱导轨迹测试目标车辆的油耗和排放.试验结果表明:加速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 21.4％、20.7％、22.4％、20.4％,减速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 20.1％、23.4％、30.9％、22.6％.     

绿灯倒计时信号对驾驶行为的影响

为揭示绿灯倒计时信号对交叉口交通安全的影响,针对不同交通负荷与信号控制方式下的驾驶行为开展研究。选择大连市内的倒计时信号交叉口与非倒计时信号交叉口各2处,开展车辆行驶速度及不良驾驶行为调查。用数理统计方法,对比分析2类交叉口在平峰与高峰时段的车辆行驶速度特性,同时对比分析上述不同条件下闯黄灯及违规变道行为的发生数量。研究表明,绿灯倒计时信号在绿灯时间末期,会诱发一部分驾驶员加速行驶通过交叉口;绿灯倒计时信号在平峰时段对闯黄灯行为数量的影响较小,而对违规变道行为的数量有显著影响。     

信号交叉口进口道路段车辆换道行为分析

为提高信号交叉口的交通安全管理水平,研究驾驶员换道行为影响因素,确定各因素影响下的换道风险率,选取可能影响变道行为的潜在变量,构建交叉口换道行为的Cox风险分析模型,并以武汉市3个交叉口调查数据为例进行实例分析。结果表明:10个因素对进口道车辆换道有显著影响,其中,车辆与目标车道前方车辆的车头间距、与目标车道后方车辆的车头间距、所在车道与目标车道车辆密度差和可供变道选择的目标车道数是危险因素;车辆与所在车道前方车辆的车头间距、车辆距停车线距离、行驶速度和所在车道相位的绿信比是保护因素。车辆处于信号灯倒计时的变道风险率高于其他时段;出租车的变道风险率高于其他车辆。     

平原区交叉口安全分析与改善对策研究

针对目前平原区公路交叉口事故多发的现状,笔者对平原区公路交叉口与山区公路交叉口进行对比,指出平原区公路交叉口具有数量多、范围大、车速高的特点;同时分析平原区公路事故情况,指出平原区公路交叉口事故多发的主要致因是缺乏渠化、路权不清,车速过高和视距不足;提出了交叉口安全保障的一般措施,并具体介绍了明确路权、降低车辆行驶速度和增加交叉口行车视距的方法。除介绍了平原区公路交叉口的一般处置措施外,笔者还将平原区公路交叉口分为大型交叉口、村镇交叉口和小型交叉口,并针对不同类型的交叉口的特点,从标志、标线、减速丘、薄层铺装、宣传教育等方面提出了相应的安全保障措施。     

基于需求时间的隧道塌方应急资源分级调度研究*

为打破对物资送达时间的绝对性限制,均衡关注关键考量因素,提出需求时间的概念,借助ArcGIS绘制需求时间服务范围;考虑救援需求的不确定性,在需求时间服务范围内建立模型对应急资源进行分级调度,并对关键路段及交叉口制定应急交通管控预案。模型包括2部分,在路径决策方面,建立带需求时间和畅通可靠度阈值约束的路径选择决策综合评价模型;在资源调度方面,考虑救援时间和调度物资数量提出救援效率概念,建立救援成本最低、救援效率最高的双目标优化模型,基于NSGA-Ⅱ算法引入TOPSIS法求解。结果表明:采取需求时间服务范围分级调度和应急交通管控,可充分满足救援需求、保障救援时间,为应急资源调度提供有效参考。     

基于机器视觉的车道偏离预警技术研究

为有效避免车辆横向偏移导致的交通事故,基于车道线检测拟合和偏离预警策略2项关键技术,对道路图像预处理模块提出2步感兴趣区域提取法、基于颜色分量的灰度化方法和改进的Otsu二值化法;基于Hough变换的缺点提出具有约束的概率Hough变换检测算法检测直线车道线;基于改进RANSAC算法和抛物线模型实现弯曲车道线的检测;为更加准确地适应实际驾驶环境,提出基于动态划分远近视场的直线-抛物线模型;提出基于车辆当前横向偏移量和车道线斜率变化的车道偏离预警模型,并通过实车实验对该模型进行验证。结果表明:上述算法改善了现有算法实时性不好、鲁棒性不高的缺点,在一定程度上满足了实际需求。     

柔性时间约束突发事件交通疏散规划研究

柔性时间约束突发事件是对疏散时间强制程度较小的突发事件。为有效处理城市中这类突发事件下的人员疏散问题,在分析柔性时间约束突发事件特点的基础上,提出完整的突发事件交通疏散规划框架。根据我国现阶段国情,以总的疏散时间最少为决策目标,同时面向私人汽车和公共汽车2种方式,综合考虑成本费用、车辆保有量、道路容量等资源约束条件,建立求解突发事件交通疏散方案的整数线性规划(ILP)模型,并给出有效的求解算法。最后通过算例,演示应用模型及算法求解交通疏散规划方案的详细过程。结果表明,应用研究成果求解得到疏散交通工具选择及其路线安排方案,可以实现在一定资源约束下总的疏散时间最少。     

基于三维激光数据的车辆碰撞角度估算模型

为定量分析道路交通事故中车辆的碰撞角度,根据胡克定律中质点位移量与受力的力学方程,构建碰撞角度与碰撞变形区域的形变量及法向量之间的数学关联模型,并提出适用于交通事故碰撞曲面法向量求解的曲面重构方法,最终建立交通事故中车辆碰撞角度的估算模型。为验证模型的正确性,进行多角度碰撞试验,根据表面碰撞前后的三维激光点云数据及提出的曲面重构算法,计算各点变形量及法向量,并代入模型验证其有效性。验证结果表明,实际碰撞角度为30~90°时,模型计算误差小于6°。     

城乡结合部无信号交叉口行人过街时间研究

为提高城乡结合部无信号交叉口行人过街的安全性,在实测数据的基础上,利用生存理论模型建立这种特殊点段行人过街时间的生存公式,通过寿命表法分析行人过街时间的特征,并利用Cox比例风险模型对影响行人过街时间的因素进行回归分析。研究结果表明,一般情况下,城乡结合部无信号交叉口行人过街时间服从正态分布,最大过街时间大致为50 s,小于城区内无信号和有信号交叉口行人过街时间;过街人流量、冲突车辆数和道路宽度是直接影响行人过街时间的重要因素。     

危险品泄漏事故后动态路网应急疏散研究

在建立以最短车辆总疏散时间为目标的应急车辆疏散模型过程中,考虑路网上的车流是时变的,以动态交通流分配理论对应急车辆流进行优化分配。基于计算的复杂性和粒子群算法(PSO)的优点,采用PSO对模型进行求解。算例试验结果表明,优化后的方案能够减轻整个疏散车辆的拥堵程度,为应急管理部门决策提供理论支持。     

车联网在智慧城市中的发展与应用

<正>一、车联网在智慧城市中的应用现状车联网是随着互联网、物联网的发展逐渐发展起来的,它集互联网通信技术、物联网感知技术、车载设备传感器技术于一身。在传统汽车的机电设备、电路设计、控制器设计、传感器设计相关集成领域,开源技术与共享开放标准在业内逐步统一的大环境下,车联网的信息融合优势和车辆载具的发展出现了爆炸式增长。而随着智慧城市顶层设计与总体规划的不断完善,交通信息化乃至智能交通的行业发展,为车联网开辟了广大的发展空间,并通过智能交通业态的发展进一步提升车联网发展的速度。     

考虑车辆限速区间和风险公平性的危险品运输网络优化

针对有路段风险约束的危险品运输网络优化问题,讨论了不同路段上车辆限速区间的变化对危险品运输风险和成本的影响.基于最小最大准则构建了双层规划模型:上层规划表示政府部门通过对不同路段设置不同的限速区间来最小化最大运输网络总风险和路段最大风险的上界值,并通过增加路段最大风险的上界约束来实现风险分布的公平性;下层规划表示危险品运输商选择鲁棒成本最小的路径.为求解模型,设计了粒子群优化算法.根据算例分析发现,政府管理部门通过实施车辆限速区间策略,在考虑风险公平性的同时,可以有效地控制危险品运输网络的最大总风险.