基于一维元胞自动机的可变时距跟车模型

依据不间断车流的车头时距分布规律和一维元胞自动机建模理论，提出了一种可变时距跟车模型.该模型假定行驶车辆都趋向于保持一个期望的车头时距，通过对前车速度和车头间距的估计，并考虑随机减速的影响对车速进行同步更新.基于该模型建立的仿真系统，凭借两个简单的参数来调节不同车速的期望车头间距，使车头时距分布规律符合交通未饱和时车头时距的具体分布情况，从而能够描述多车道公路上比较复杂的交通状况，表示不同道路等级的通行能力     

基于风险分析方法的首车疏解车头时距

构建了信号交叉口首车疏解车头时距的风险分析模型。提出了模型参数标定方法,并以北京为例,通过信号交叉口的实测数据标定了参数。根据参数标定结果,对混合交通流情况下首车疏解车头时距的分布进行了描述,并定量分析了各种影响因素的效果。结果表明,北京信号交叉口首车疏解车头时距长于其他国家和地区。它受车辆类型、交叉口环境的复杂程度和车流特性等因素影响明显。起动干扰使首车平均疏解车头时距由3.99 s增长到5.47 s,行驶干扰使之由4.15 s延长到6.65 s,极大地降低了交通运行效率。     

信号交叉口进口车道饱和流率估计方法

为准确估计信号交叉口进口车道的饱和流率,将高峰期获取的车头时距采用时间序列表达;基于PP检验构建稳态检验算法,剔除绿灯显示期间进口车道的异常车头时距,以获取饱和车头时距,采用饱和车头时距的均值估计饱和流率。以长春市某典型信号交叉口3条直行车道为例对本文方法进行验证,并与HCM方法进行对比。结果表明:本文方法能准确识别出饱和车头时距;饱和流率的估计值为1700～1900 pcu/h,高于HCM方法所得到的饱和流率估计值。     

基于车辆实际性能的元胞自动机模型

针对既有的元胞自动机模型对各类车辆的实际性能考虑不够,造成模型表现为混合交通特性准确性不高的缺陷,设计了一套改进的NS模型.该模型考虑了行人、自行车、小车、大车的实体大小,安全间距,最大速度,适用加速度,反应时间以及可能移动的最大距离等特性,并在计算机上编程实现了模型.运用该模型对信号交叉口处混合车流的排队消散情况进行了分析,采用车辆依次通过停车线的车头时距对模型的准确性进行了评价,并对不同大车比例下混合交通的平均车头时距进行了分析.输出结果与交叉口实际调查数据的对比显示:车头时距数值与实际情况吻合良好,得到的大车对小车换算系数为2.04.     

典型交叉口灯控信号优化设计

通过实地调查小时交通流量,各进口道车道的车头时距,得到了相应交叉口的饱和度,各条进口道的通行能力,各条车道的流率比,各条进口道的延误时间等。优化设计了城市交叉口高峰期和缓峰期的信号灯配时方案。     

信号交叉口饱和流率及其影响因素研究

城市道路信号交叉口饱和流率及其影响因素是确定信号交叉口通行能力的基础.在大量数据调查的基础上,应用车头时距法给出了不同车辆类型的车辆折算系数;应用回归方法建立饱和流率与车道宽度关系模型,给出了车道宽度修正系数;研究了信号交叉口坡度对饱和流率的影响,得到了信号交叉口进口坡度与饱和流率的关系模型,给出了坡度修正系数;应用回归分析方法分析了右转车对直右共用车道饱和流率的影响,给出了右转车修正系数.     

基于模拟退火算法的事件影响交叉口可靠性优化方法

行程时间可靠性是评价交叉口运行效率的关键指标,交通事件是造成交叉口拥堵的主要因素之一。研究一种适用于受交通事件影响的交叉口行程时间可靠性优化方法,将有助于提高交叉口的运行可靠性,防止事件造成交叉口拥堵蔓延。考虑交通事件发生位置对交叉口运行的影响,假设车辆的车头时距服从M3分布,根据间隙接受理论和车辆到达累积曲线推导队列长度的计算公式。所提优化模型将车辆排队长度作为约束,能够使交叉口行程时间可靠性最优,采用模拟退火算法求解该模型。数值结果表明,当交通事件发生在交叉口进口道时,对行程时间可靠性的影响更严重。所提方法能够有效改善事件影响下的交叉口行程时间可靠性,缓解事故造成的交叉口拥堵。     

VISSIM仿真环境下考虑行人违章的交叉口配时

为了探讨信号交叉口违章行人对左转车辆运行的影响,以宁波市通途路与新芝路交叉口为研究对象,通过对基础数据的采集与分析,使用SPSS软件拟合车头时距与行人违章数之间的曲线关系,并利用Webster法和VISSIM仿真软件对交叉口重新信号配时优化。结果表明:违章数与车头时距拟合关系符合幂函数形式;信号配时优化后交叉口平均延误和排队长度分别降低7.6s和7.7m,相当于整个交叉口的11.8%和18.6%。此研究对提高交叉口的运行效率有一定意义。     

多车道环形交叉口车头时距分布模型

为了描述不同控制类型的环形交叉口中车头时距的分布特性,基于对无信号和信号控制环形交叉口的不同区段、不同车道的车头时距数据采集,采用8种不同的模型对交织区和环流区的车头时距的分布形式进行了分析。并利用最大似然估计方法和Levenberg-Marquardt法对分布模型中的参数进行了估计,利用单样本Kolmogorov-Smirnov检验法对模型的拟合度进行了检验。最后通过双样本Kolmogorov-Smirnov检验对不同类型环形交叉口的车道之间以及同种类型不同车道之间的分布情况进行了验证。结果表明:不同类型的环形交叉口的车头时距分布存在显著差异,同一控制类型下不同区域的车头时距也存在不同,且Johnson SB分布和移位对数正态分布对车道的拟合效果较优。     

基于速度和车头时距的车辆换算系数计算方法研究

车辆换算系数是通行能力研究中的重要参数,本文在介绍了国内外车辆换算系统的基础上,采用微观分析方法,对辽宁,黑龙江等北方寒冷地区的不同车型组合条件下的车头时距时间分析,根据对车队连续跟随行驶条件下车头工与速度的关系,建立最小安全车头时距模型,并利用实测数据对模型参数进行标定,以实测数据计算安全车头时距,最后利用Ｈuber公式得到车辆换算系数值以及不同车型组合及混入率条件下的车辆换算系数。     

智能网联环境下管理车道设置策略与影响因素分析

为探索人工驾驶车辆（human driven vehicle,HDV）与自动驾驶车辆（connected and autonomous vehicle,CAV）构成的新型混合交通流的运行规律,研究不同管理车道设置策略对城市快速路新型混合交通流产生的影响。首先,基于不同种类车辆间跟驰与专用道选择概率间的耦合关系,定量描述了不同管理车道设置策略条件下快速路通行能力演变机理。基于此,利用SUMO仿真平台分析了新型混合交通流条件下车辆延误的变化规律。最后,通过对车辆换道类型与换道间隙分析,研究了不同管理车道设置策略对交通流车辆间碰撞风险的影响。结果表明:CAV渗透率低于30%或大于80%,且只限制HDV在普通车道通行时,通行能力最大;CAV渗透率介于30%~80%之间,应考虑设置公交和CAV专用车道;设置公交和CAV专用车道但不限制其通行路权时,路段平均延误最小且几乎不受CAV渗透率的影响;当只为CAV或多乘员车辆（high-occupancy vehicle,HOV）设置管理车道时,会增加车辆碰撞风险。这说明CAV渗透率是建立合理的管理车道设置策略的重要参考因素,CAV渗透率对设置管理车道路段的通行能力有很大影响,而路段平均延误和交通流车辆间碰撞风险则更受管理车道设置策略的影响。     

信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻公交专用道共享前后交叉口车辆总延误。将延误大小判断结果反馈给车道信号,车道信号显示红灯或绿灯以提醒司机是否能够进入公交专用道。引入受影响车辆概念,建立以减少交叉口车辆总延误为目标的公交专用车道共享控制模型。通过对当前时刻主信号显示红灯和显示绿灯两种情况分析,提出一种综合考虑车辆司乘系数、受影响车辆的交叉口延误计算方法,得到共享公交专用车道前后交叉口车辆总延误差值的表达式。利用示例数值模拟在多种不同场景下车道信号的显示情况,分析了专用道内已有车辆、公交车位置以及主信号显示情况对车道共享的影响。结果表明：该控制方法较符合实际情况,并能有效提高公交专用车道利用率,能够充分利用交叉口绿灯时间,为解决公交专用车道的动态共享、缓解道路拥堵提供了一种新的思路。     

信号交叉口左转车道设置研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对信号交叉口左转车道的设置依据进行研究．假设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导了无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式．根据信号交叉口与无信号交叉口的不同,建立信号交叉口左转车道设置准则模型,并讨论模型中的关键参数:受左转影响的直行车停车概率的限值和左转穿越对向车流的临界间隙．对典型情况模拟计算,对计算结果分析得出信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律．该研究为左转车道的设置提供了定量化依据．     

城市快速路匝道合流区车速限制研究

为了明晰城市快速路匝道合流区交通运行最有利的车速限制策略,基于匝道合流区限速原则,采用快速路实测数据和数理统计分析方法,研究匝道车辆车速分布、流量与车速关系以及车道位置、车型和车道宽度对匝道合流区的合理限速值的影响．分析表明:车速随车道位置由内至外依次降低,车道宽度虽与车速呈正比,但影响并不大,车速主要受流量影响,与其呈正比．城市快速路匝道合流区与基本路段的车速特征差异较大,应分别制定限速策略,匝道合流区限速值应根据车道位置、车道宽度和流量情况综合进行考虑．     

单点相位交叉口两难区主动控制研究

为改善交叉口安全状况,提高整个交叉口的交通安全水平,考虑到交叉口因信号控制不当造成的事故原因,重点对两难区的驾驶行为进行了分析．为克服以往研究中车辆以匀速状态通过交叉口的不合理性,实时保障车辆在信号控制交叉口不发生碰撞事故,尤其是两难区的存在导致的追尾、侧面碰撞事故,提出了考虑驾驶行为的交叉口交通信号主动控制策略并对控制策略的有效性进行了仿真验证．仿真结果表明,交叉口交通信号主动控制策略有效地提高了交叉口车辆的安全性,为道路交叉口防撞提供了新方法．     

Vision-based long-distance lane perception and front vehicle location for full autonomous vehicles on highway roads

A new vision-based long-distance lane perception and front vehicle location method was developed for decision making of full autonomous vehicles on highway roads. Firstly, a real-time long-distance lane detection approach was presented based on a linear-cubic road model for two-lane highways. By using a novel robust lane marking feature which combines the constraints of intensity, edge and width, the lane markings in far regions were extracted accurately and efficiently. Next, the detected lane lines were selected and tracked by estimating the lateral offset and heading angle of ego vehicle with a Kalman filter. Finally, front vehicles were located on correct lanes using the tracked lane lines. Experiment results show that the proposed lane perception approach can achieve an average correct detection rate of 94.37% with an average false positive detection rate of 0.35%. The proposed approaches for long-distance lane perception and front vehicle location were validated in a 286 km full autonomous drive experiment under real traffic conditions. This successful experiment shows that the approaches are effective and robust enough for full autonomous vehicles on highway roads.     

路外停车驶入对出入口交通流影响模型

为寻找停放车辆的驶入特征与主路车流速度之间的变化规律,以路阻函数(BPR)模型为理论基础,以城市路外停车场出入口接入主路的最右侧车道为研究对象,通过实测数据分析,建立了无停车驶入时出入口影响区范围内该车道的路阻函数模型及停车驶入后对该车道的影响模型.研究结果表明,当无停车驶入时,最右侧车道的车流速度仅与本车道流量密切相关,且该车道的利用系数仅为0.384;当有停车驶入时,最右侧车道的车流速度与停放车辆的驶入频率、驶入影响时间、减速距离及本车道流量等参数密切相关.通过对影响模型的各个参数进一步进行敏感性分析发现:受停车影响后的社会车辆的平均车速与停放车辆的减速距离呈现反比关系,与停放车辆的驶入影响时间呈现正比关系;当减速距离小于10 m时,社会车辆的速度受停车驶入影响变化幅度大.     

自行车对相邻直行机动车交通流干扰延误研究

为了合理设计带提前右转渠化车道信号交叉口,研究了自行车交通流对机动车交通产生干扰的过程及结果.通过视频摄像的方法,在昆明、长春、吉林采集到大量的信号交叉口交通流运行数据,以饱和车头时距为分析指标,分析机动车及非机动车交通流运行特征.结果表明:在绿灯时间初,随着自行车流量的增加,部分自行车将涌入机动车行驶空间,增加了机动车交通流的运行延误.通过构建延误计算模型,对其进行验证,表明该模型具有较高的预测精度.最后应用该延误模型确定了自行车交通流对带提前右转渠化车道信号交叉口通行能力的修正系数计算模型.     

差分方程模型在交通流计算中的应用研究

针对交通流计算中车道被占对道路通行能力的影响以及所导致的车辆排队长度等问题,本文给出了一种能快速计算车辆排队长度的数学模型,且以此可以分析不同车道被占对道路实际通行能力的影响。首先明确道路实际通行能力的定义,并将车道被占后的时间离散化,然后根据车辆流动数量关系建立车辆排队长度的差分方程计算模型。通过实际视频资料的验证,利用差分方程模型计算的结果能很好地与实际情况相吻合。该研究结果能用于车道被占后,为上游路口车辆放行数量与放行方向等交通信号控制提供预判依据。     

毗邻互通立交特长隧道交通组织方法

为响应毗邻互通立交特长隧道换道通行的客观需求,解决交通组织中车道控制方式和控制路段长度问题,通过防侧滑和防侧翻临界安全状态分析,建立了基于最小车头时距的车辆变道最小安全距离模型,测算特长隧道洞内或连接段变道最小安全距离.针对单向3条车道及以上特长隧道存在二次变道的实际情况,以保证前后车保持安全距离变道为目标,构建了单次...