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。     

基于图解法的城市干道信号协调控制设计

针对淮安市淮海南路现行交通信号控制系统存在交通拥挤、停车次数多、运行车速慢等问题,提出交通信号协调控制方式。应用Webster法对各进口道进行重新配时,然后进行各交叉口的信号协调控制方案设定,再用图解法求得各交叉口信号相位差,最后通过vissim仿真。通过研究得到以下结论:干道信号协调控制方案在交通延误、停车次数、运行车速等指标方面比现行的信号控制方案优越。     

基于仿真的城市道路交叉口交通安全评价

为预防道路交叉口交通冲突,以城市道路交叉口为研究对象,将微观仿真与交通冲突分析技术相结合,建立基于微观仿真的城市交叉口间接交通安全评价模型,确立城市交叉口交通安全评价流程。选定通行效率、交通冲突数作为交叉口安全评价指标,选取影响交通通行效率的因素(交通总流量、主支路流量比、小型车比、左转车比)进行单一变量分析,并进行正交试验;以某Y型交叉口为例,进行环岛改造前后比较分析。结果表明,交叉口总流量对冲突指标和通行效率指标影响显著,均呈正相关;冲突指标与左转车比例正相关;相交道路流量分配比例与车型比例对冲突指标和通行效率指标影响相对不显著,均呈负相关。在交叉口交通量大于2 700 veh/h情况下,不适合采用环形交叉口。     

高速公路长隧道入口段可变限速研究

为提高高速公路长隧道入口段的交通安全,缓解驾驶人生理心理不适,对入口段实施可变限速控制策略。采用宏观交通流模型,以事故率最小为目标,以速度限制为约束条件,建立可变限速控制优化模型,并采用遗传算法对整个可变限速模型进行求解,确定可变信息板数目与相应的可变限速值。基于采集的交通流数据,运用微观仿真软件对长隧道入口段实施可变限速控制,并与未实施可变限速的情况进行对比。结果表明:对高速公路长隧道入口段实施分区间可变限速控制,在无交通事故的情况下,能够减少车辆运行速度的离散性;若隧道内发生事故,能够减少26.67%车辆停车次数和21.13%的平均旅行时间。研究表明,对长隧道入口段实施可变限速控制,能够提高交通安全,提高交通的运行效率。     

基于最大熵的城郊公路接入口安全间距研究

为研究接入口间距对城郊公路的道路通行能力和交通安全状况的影响,通过实地调研,大量采集城郊公路的车辆运行速度、交通量等数据,据此提出接入口间距的定义,并依据最大熵原理构建模型。运用Matlab软件计算出模型最优解,进而确定城郊公路接入口安全间距为120~140 m。然后用仿真软件Synchro,对不同接入口间距进行仿真。结果表明,随着接入口间距增大,车均延误、停车次数不断减小,平均车速不断增大;当接入口间距大于120 m时,3个指标趋于稳定。最后,以太原城郊公路小牛线为例,验证该接入口安全间距值能满足通行能力和安全视距的要求。     

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％.     

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.     

城市道路交叉口机动车与非机动车冲突和仿真研究

为改善城市道路交叉口交通状况,以非机动车中普通自行车和电动自行车以及机动车作为主要研究对象,统计并分析从呼和浩特市鄂尔多斯大街与昭君路平面交叉口处采集的数据。根据其交通特点,针对同一进口道右转机动车和直行非机动车的到达数量以及综合流量与发生冲突的次数进行回归分析,并得出机非冲突预测函数,检验相应的回归函数,获得理想的拟合效果。最后,针对调查中发现的与交叉口信号配时、路面缺乏非机动车标线以及机动车与非机动车冲突等问题,提出相应的优化措施,并运用Vissim进行仿真试验。结果表明,与该交叉口未优化前的交通状况相比,改善后自行车延误时间将减少28.8%,而流量则将增加29%。     

安全驱动的城市交叉口自适应信号控制方法

为提升城市交叉口的交通安全,提出1种安全驱动的自适应交通信号控制方法,以交通安全提升为主,同时优化通行效率和尾气排放。基于多目标深度强化学习,构建信号控制算法框架和双重决斗深度Q网络模型,使用离散交通状态编码定义当前交通状态,利用卷积神经网络提取状态特征。针对不同奖励函数量纲无法统一的问题,设计综合奖励函数。基于长沙市交叉口场景和交通流数据,在SUMO搭建实验环境。研究结果表明：在单交叉口真实流量和模拟流量场景下,与现有交通信号控制相比,所提方法在交通冲突频率、车辆行车延误、CO₂排放等指标上都表现出更好的性能。研究结果可为城市交叉口安全优化提供参考。     

关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法

针对单一交通流预测方法存在的局限性和传统交通流组合预测模型中权重不能动态变化的问题,提出一种关联交叉口交通流模糊变权重组合预测方法。先对交叉口交通流的关联性进行分析,并给出关联交叉口的定义;再建立关联交叉口交通流模糊自适应变权重组合预测模型,该模型分别利用Kalman滤波器模型与SVM模型来预测关联交叉口交通流量,然后根据这2个模型预测的误差和交通量的变化趋势,采用模糊逻辑推理方法,对这2个预测模型分别赋予适当的权重。试验结果表明,组合预测模型的最大绝对误差、平均绝对误差和相关系数均明显好于单一的预测方法,分别为9.8%、4.63%和0.99。     

基于GPS数据的危险品运输车辆行程链聚类研究

为帮助政府相关部门精细化监管危险化学品运输，提出一种基于全球定位系统(GPS)数据的危险品运输车辆行程链聚类分析框架。设置时空阈值，从GPS数据中提取车辆基站和中途有效停车点，生成危险品运输车辆行程链；在计算行程链数、平均停车点数、平均行程链停车时长和平均行程链距离等已有指标的基础上，使用平均行程风险和平均停车点风险衡量危险品运输车辆行程风险；以行程链特征为聚类指标，轮廓系数与误差平方和为评估指标，比选K-Means、K-Means++、PAM、FCM这4种算法的行程链聚类效果；通过实际案例分析验证框架的可行性。结果表明：K-Means++算法效果最佳，危险品运输车辆被分为化工园区接驳(44.19%)、城际运输(31.42%)、城市配送(13.23%)、场站接驳(9.76%)和非工作状态(1.40%)5类。     

交叉口交通事故处置用车辆协同控制模型

为应急处置交叉口突发交通事故造成的拥堵情况,利用车联网的车车(V2V)通信技术,根据车联网车辆实时播报的位置、速度等信息,以交通总延误最小为目标设定车辆的通过次序及行车轨迹,构建车辆协同控制模型;为提高求解精度和效率,提出基于遍历树和滚动优化的模型求解算法;最后搭建仿真平台验证模型有效性。结果表明:所提出的控制模型和求解算法明显优于传统的信号控制方法,显著降低了事故车辆对交叉口运行的影响。     

基于熵方法的高速公路作业区布局方案仿真与评价

为解决高速公路作业区对交通流产生的不利影响,提出对作业区域进行新的布局方案,经过论证,新方案可以有效减少作业区域的交通拥挤,提高交通效率。在考虑交通流量和大型车占有率等影响因素情况下,应用VISSIM软件对作业区情况进行模拟,针对新的布局方案提出基于熵的两种评价方法:(1)运用模糊熵模型计算延误时间复杂度的评价方法,对作业区交通流进行复杂度测度;(2)通过熵值法确定仿真结果中权重指标,对新的布局方案进行综合评估。评价结果表明:改善后的作业区布局可以减少车辆停车时间和排队长度,降低了车流的复杂度,从而提高作业区车辆的通行效率与运行安全。     

道路交叉口冲突仿真分析

针对基于事故的安全评价在数量、周期、均值、随机性等方面以及基于现场冲突观测识别在主观性、可靠性、成本、指标全面性等方面存在的问题,提出基于冲突仿真的交叉口安全预评价分析方法:研究利用安全间接分析(SSAM)模型分析冲突的基本原理和冲突时间(TTC)、遭遇时间(PET)等分析指标的计算方法;以及利用VISSIM仿真软件进行冲突仿真分析应注意的策略。以邢台市某道路交叉口安全改善方案为例,进行改善前后冲突仿真的比较分析。研究结果表明,改善后在通行效率显著提升的同时,交叉、追尾、车道变换冲突的数量均显著减少,TTC值有所增加,说明改善后安全程度有所提升。笔者提出的方法和案例应用为道路交叉口改善措施的安全预评价提供了一种分析途径和有益借鉴。     

限行对LPG公交车工况影响与减排效果

以大型LPG公交车为对象,研究广州市限行措施对车辆运行工况及排放的影响。采用车载排放测试实时测试亚运限行前后公交试验车辆道路运行工况与排放,进行数据统计分析。结果表明,限行措施使公交车辆平均车速提升了37.9%,怠速运行时间占比下降了6.28%,低于20 km/h的低速运行时间占比下降了15.5%,20~40km/h的中速运行时间占比增加了11.1%。限行使公交车辆平均加速度增大,平均比功率VSP变大。CO、HC和NOx的平均排放速率随车速、比功率VSP增大呈先增大后降低的趋势,随加速度增大而增大。限行使公交车辆负荷率增大,排气中CO、HC和NOx的平均排放速率较未限行时有所提高。相同运行里程下,限行使公交车辆运行时间减少27.5%。综合结果,限行使公交车辆尾气中CO、NOx和HC的排放量分别降低了21.71%、10.36%和11.95%,使平均排放因子降低。限行使道路拥堵情况得到改善,有效提高了公交车辆行驶速度,减少了尾气排放。     

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。     

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。     

城镇街巷空间人群通行疏散及碰撞风险定量模拟

为合理规划城镇街巷空间布局,定量化研究城镇街巷空间人群通行安全风险,组织实地场景人群通行活动的模拟试验。设计瓶颈式街巷空间布局试验、窄径式街巷空间布局试验、窄径式街巷阻碍物布局试验、速度试验4种实地模拟试验,量化分析通行时间、碰撞隔断设施次数、街巷宽度、街巷长度、阻碍物布局及通行速度等变量间的关系,探索城镇街巷空间布局及人群通行速度与人群疏散及碰撞风险的定量化关系。研究结果表明：瓶颈式街巷宽度与人群疏散及碰撞风险存在显著负相关,街巷宽度为1.5 m时出现安全风险拐点;窄径式街巷前的空间限定能起到较好引导组织人流的作用,减少人群疏散及碰撞风险;街巷空间内阻碍物集中设置在中间且变化频率大的布局对通行影响最大,增加人群疏散风险;狭窄街巷中快速行走未必能达到减少通行时间的效果。     

城市信号交叉口助动车违法行为特征分析

信号交叉口违法行驶的助动车对行人和其他车辆的安全是极大的威胁,为提出有针对性的解决措施,了解助动车在交叉口的违法特征,利用心理学行为观测与分析的方法,利用视频在国内观测上海市、武汉市和临沂市的3个信号交叉口的助动车行为并进行违法特征研究。研究结果表明:3个交叉口非机动车违法率分别为50%、70%和40%,违法情况非常严重。助动车驾驶员性别、车辆动力特征、交警执法与助动车在交叉口的违法存在相关性,男性助动车骑行者较女性有更高的违法率,燃油/燃气动力助动车骑行者较其他动力类型(电力和人力)有更高的违法率,无交警执法时较有交警执法时助动车更易违法。助动车交通设施、助动车交通法规和管理、助动车骑行者、混行交通条件等因素对助动车交叉口运行安全性有显著的影响。因此,改善交通设施、提高交通管理措施、骑行者安全教育、规范车型是提高交叉口交通安全性的可行措施。     

穿城镇道路驾驶员眼动特性分析

为保障穿城镇路段的交通安全,采用眼动追踪系统(ETG)在110国道展开实车试验;将道路划分为公路段、适应段、城镇段,并将驾驶员17个关注点分为7类,研究不同路段驾驶员的注视及扫视特性。结果表明:驾驶员兴趣点注视时间为134.29～449.07 ms,公路段交叉口及道路开口注视时间较长,注视总时间占比为7.54%;城镇段干扰类注视点注视次数最大,注视总时间占比为14.42%,城镇段指引类、车辆行驶状况类注视点未引起驾驶员注意。公路段景观类注视点平均关注时间最长,城镇段、适应段、公路段扫视总频率逐渐减小,平均扫视角度分别为11.44、10.72、10.16°。