互通式立交中集散车道的设置

设置集散车道能有效地提高存在交织运行的互通式立交的通行能力.我国现行交通规范中有关集散车道设置方面的规定缺乏统一的技术标准,集散车道的设计具有一定的随意性.参照国内外有关车辆交织运行的相关研究成果,从交织区间长度、主线直行交通量和交通标志的布置等三个方面论述了互通式立交中集散车道的设置原则;结合我国互通式立交的设计要求和工程实例,提出了集散车道的长度、横断面布置和分隔带设计的方法,为集散车道的详细设计提供相应了的理论依据.     

基于排队论模型的偏置右转车道长度设计

为了解决因城市交叉口交通渠化中偏置右转车道长度设置不合理,导致右转车辆在交织分流区域与直行车辆冲突的问题,通过对偏置右转车道设置条件和红绿灯信号周期分析研究,运用排队论计算直行等待区信号周期内车辆排队长度以及常规状态下车辆制动距离,结合高密度状态下的车辆右转行为分析,提出了一种测算偏置右转长度的新算法。以淮安市承德南路与枚乘东路交叉口为例,借助VISSIM仿真,结果表明经该算法优化后的偏置右转车道长度能够减少车辆在该交叉口的延误时间,提高其通行效率,缓解拥堵问题,保证车辆运行环境的安全。     

高速公路主线相互合流至出口最小间距的研究

针对高速公路主线相互合流紧接主线的出口路段间距过小,可能导致驾驶员错过出口或发生交通安全事故的现象,以高速公路主线相互合流至主线出口最小间距为研究对象,确定满足其需求的最小长度.基于驾驶员不熟悉路况的最不利情况下,研究主线相互合流至主线出口之间的间距需考虑6个部分,分别是主线相互合流构造距离、车流重新分布距离、认读标志距离、车辆换道距离、安全确认距离及出口减速段.从安全角度出发,建立主线相互合流构造距离计算模型;结合主线相互合流后的交通流特性,根据不同的主线相互合流方式及车道数,确定换道类型和换道次数,并以此计算出车流重新分布所需距离.根据车辆进行换道时的特征和轨迹,建立五阶多项式换道模型,计算车辆换道距离;提出最小间距建议值,并对建议值进行仿真验证.结果表明,当且仅当间距大于等于建议值时,冲突率满足模糊隶属度评价,安全水平为安全.最小间距计算模型合理可靠,据此计算的最小间距建议值可保证行车安全.     

菱形立交双钮型平面交叉口交叉结点最小间距

针对菱形互通式立体交叉中平面交叉交通组织效率低,容易发生交通拥堵的现状,以减少交通流干扰、优化交通组织为目的,基于分叉式菱形互通式立交的设计概念,对其采用的双钮型平面交叉的相关设计指标进行研究.首先,对双十字平面交叉与双钮型平面交叉交通特性进行对比分析,明确了双钮型平面交叉的优势.然后,结合自由车流换道轨迹理论提出对向车道交叉转换间距.最后,分析了主要道路左转车辆行驶需求,将其进入平面交叉口的过程分为等待可插入间隙行驶距离、驾驶员判断及采取措施距离、变换车道行驶距离、减速行驶或排队等候距离4个部分,并基于交通流理论、排队理论提出了交叉结点最小间距推荐值.研究结果表明:双钮型平面交叉口交叉结点最小间距的主要影响因素为设计速度,交叉角度与车道数量对其影响较小.     

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、两次变道成功概率模型,测算连接段安全变道成功的概率.借助Vissim仿真技术对特长隧道的交通组织方案、车道控制方式进行类比分析,综合考虑特长隧道运行安全性和通行效率,提出了以车辆延误、损失时间、平均速度和车道变换次数等指标比选交通组织方案,以每车平均延误、每车停车次数、车辆密度、延误比以及行驶速度等指标比选车道控制方式.结果表明:毗邻互通立交特长隧道应进行连接段安全变道最小距离验算,并进行基于安全距离单次及两次变道成功概率测算;在连接段长度不满足安全变道条件时,宜采取驶出匝道车辆在特长隧道内完成车道变换的交通组织方案.     

城市快速路互通立交合流区车头时距分布特性

为了分析城市快速路互通立交交织区对合流区车头时距分布的影响,根据广州市快速路半苜蓿叶互通立交的实测数据,研究了从交织区末端至合流区鼻端间的车头时距变化特性,以及城市快速路互通立交合流区的车头时距分布与高速公路合流区车头时距分布的差异,提出了用绝对值韦布尔函数模型拟合互通立交在交织区影响下合流区的车头时距分布特性的方法,通过图形模拟和数据检验,证明该模型的拟合效果良好.     

基于梯度提升决策树的汇合交互作用研究

为了研究高速公路目标车道领跟车在交织区与汇合车辆的交互作用,基于梯度提升决策树(GBDT)建立交织区汇合交互作用模型. 引入目标车道领跟车与前车、后车和汇合车辆的速度差、时间间隙、冲突评价指标及横向位置,分析汇合车辆与领跟车之间的交互行为. 利用美国NGSIM数据集中目标车道领跟车与汇合车辆的轨迹数据对模型进行训练和测试,比较不同损失函数对模型的拟合效果,对汇合加速度进行偏效应分析. 研究结果表明,基于平方损失函数(LS)的GBDT模型精度高于基于最小绝对偏差(LAD)和胡贝尔 (Huber-M) 损失函数的模型. 在汇合行为的各研究对象中,汇合车辆的预测精度高于领跟车,汇合车辆的横向位置在汇合交互作用中的影响程度最高. GBDT模型用于汇合交互行为不仅可以准确预测目标车道领跟车与汇合车辆之间的交互作用,也能够获取影响变量与加速度之间隐藏的非线性关系.     

城市快速路出口附加车道渠化长度仿真研究

以现场实测道路交通数据为基础，对VISSIM微观仿真模型进行标定及有效性检验，以出口速度及流量为评价指标研究不同交通流量组合下附加车道渠化长度的变化规律．研究表明，合理的渠化长度可改善出口交通状况，提高辅路及出口通行能力，建议出口附加车道渠化长度取值20m．     

快速路出口匝道衔接段交通特性与安全分析

为了探究快速路出口匝道与下游交叉口衔接段的驾驶行为与安全特性,结合实测换道车辆轨迹数据,分析匝道衔接段车辆轨迹特性和换道位置特性. 利用交通冲突技术,以后侵入时间（PET）为指标对车辆换道风险展开分析,建立有序概率模型识别冲突严重程度的影响因素. 结果显示,用Lorentz分布模型拟合车辆换道位置效果较好,换道类型与跨越车道数对车辆换道位置有显著影响,在强制换道与跨越多车道时换道位置更靠近衔接段始端;相较于普通衔接段,匝道衔接段行车风险更高,主要冲突类型为交叉冲突;衔接段饱和度、换道位置、交叉冲突、强制换道以及违章换道与冲突严重程度显著相关. 匝道衔接段释放车辆的车头时距稳定性差,交织区排队车辆的释放受换道干扰严重.     

基于方差异质性随机参数模型的汇合行为分析

为研究高速公路交织区入口匝道车辆汇入主线的换道行为,基于方差异质性随机参数模型构建了车辆汇入换道模型,先从NGSIM数据集中提取7个在统计上显著且对换道行为有影响的解释变量,然后将其引入方差异质性随机参数模型探索潜在异质性,计算各变量平均边际效应量化对换道行为的影响,最后提出了“个体样本精度”指标对模型进行比较。研究结果表明:汇入车辆与目标车道领车的车头间距、目标车道领车宽度、辅助车道领车速度对换道行为产生了显著的影响,且汇入车辆在辅助车道上的纵向位置显著影响汇入车辆与目标车道领车的车头间距,方差异质性随机参数模型比未考虑方差异质性的随机参数模型和二元Logit模型具有更高的拟合优度和模型精度,能够更好地解释车辆汇入行为中的潜在异质性。本文的研究成果可应用于自动驾驶辅助系统和交通流仿真软件中,对阐明车道变换行为的机理有一定的参考价值。     

考虑交织路段掉头车流的邻近交叉口信号协调控制

针对干道出入口汇入车流路段掉头需求导致的交织区车流冲突问题，建立考虑交织路段掉头的邻近交叉口信号协调控制模型.该模型综合考虑汇入车流的路段掉头以及干道直行车流连续通行的需求，以干道直行绿波带宽最大为优化目标；基于车辆轨迹特征分析，建立出入口上游路段排队清空约束，以保证干道协调控制效果；构建出入口下游交织路段清空约束，防止车辆堵塞路段掉头通道，保证入口汇入车辆在下游路段的通行权；建立入口汇入车辆的掉头约束，减少掉头车辆与主路车流的冲突，同时保证掉头车辆的连续通行；基于出入口与上下游交叉口之间的协调关联特性，给出包含出入口的干道绿波协调约束关系.以珠海市湖心路为案例进行分析，结果表明，所提出的信号协调控制模型不仅能同时满足主路车流和出入口汇入车流的通行需求，通过消除两者冲突降低协调车流的延误与停车，还能有效改善入口汇入车辆离散性较大的问题.     

基于视频检测信息的不连续路面标线优化方法研究

城市道路中的不良设计,导致了路段标线间断现象广泛存在,交叉口进口处渠化不规范导致进出车道数量不匹配,并严重制约道路通行能力。因为路面标线中断,导致车辆交织混行现象频发,严重影响城市通行效率。首先将YOLOv5检测程序进行算法优化,使其满足交通流检测需求。优化后视频检测程序能动态可视化显示交通视频中的车辆数目、车辆变道行为、车辆行驶轨迹及区间车速等信息。其次根据可视化结果得出交通流信息特征,分析不连续路面标线处车辆驾驶习惯,指出不连续标线处的标线方法。接着,提出针对不连续路面标线段的标线绘制方法,通过对不连续路面标线段进行特征性优化,进一步提高道路通行能力。在VISSIM仿真下可知,其优化方案对比当前状态有显著提升,通行量提升21%。     

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     

信号交叉口车道功能划分方法

以进口车道数与路段车道数的匹配和进口道与出口道的匹配为原则,研究了信号交叉口车道功能划分。包括进口道设计、出口道设计和进口道车道功能设计等。与以往不同,该方法将出口车道的设置考虑在内,并详细讨论了出口车道数的确定方法,使车道功能划分矩阵更加合理,避免了因出口道通行能力不足而引起的交叉口交通阻塞。     

基于运行车速的公路线形设计安全评价

公路的安全性是公路设计追求的目标之一,公路设计指标与车辆实际运行速度的匹配是其中的关键.根据对公路实际运行速度的检测数据分析,建立了平原微丘区二级公路车辆运行速度预测模型,提出了线性设计的安全评价标准,同时提出了将运行速度安全标准运用到公路设计的具体方法.     

基于流量耦合分析的先出后入型快速路进出口方案设计

为确定先出后入型快速路进出口设计方案,考虑不同车流密度对通行能力计算模型的影响,计算不同的进出口车流条件下,快速路主路最外侧车道通行能力,通过对其分析比较以获取最佳快速路进出口设计方案,解决了目前的设计方案缺乏与流量耦合分析的问题。计算结果表明:当Q出<509pcu/h且Q入<509pcu/h时,采用出口道无减速车道-入口道无加速车道方案;当509pcu/h≤Q出<589pcu/h且509pcu/h≤Q入<589pcu/h时,采用出口道无减速车道-入口道设加速车道设计方案;当Q出≥589pcu/h且Q入≥589pcu/h时,采用出口道设减速车道-入口道设加速车道方案。     

提前右转机动车的通行能力

以可插车间隙理论和概率论知识为基础,对提前右转两种组织方式下右转机动车的理论通行能力进行了对比研究,建立了设置交织区所能增加右转机动车通行能力的计算模型,并且以平均延误为指标对比分析了两种组织方式的运行效果。在实行右转机动车提前右转的交叉口,如果只允许右转机动车在某一点处穿越非机动车流进入渠化开辟的右转机动车专用车道,就能够满足通行能力时,则采用该种组织方式。当出现右转机动车通行能力不足时,可以通过延长交织区长度来增加通行能力,减少右转车的平均延误。延长交织区长度虽然增加了冲突区面积,但是可以解决一些实际问题。     

城市快速路出口辅路附加车道长度的仿真研究

以现场实测道路交通数据为基础,对VISSIM微观仿真模型进行标定及有效性检验,分析了出口通行能力的影响因素.以出口速度及流量为评价指标,研究了不同交通流量组合情况下附加车道长度的变化规律.结果表明,附加车道长度与辅路及出口流量大小有关,出口附加车道合理长度为100~120 m,条件受限时取100 m.     

基于线形组合的高等级公路植物防眩设置模型

为保证植物防眩效果及避免形成“墙壁效应”,从道路线形组合的角度出发,考虑车道数、车辆类型、驾驶员视觉等因素,首先,构建了直线段和曲线段植物设置间距模型、设或不设超高的平曲线、凹形和凸形竖曲线的植物防眩高度模型以及植物防眩高度极限模型。其次,结合规范和实际施工过程中常用参数对模型进行了标定,得到了不同速度下植物防眩设置间距和高度的理论值,并考虑植株成本和施工养护便利性,确定了推荐值。最后,以黑大公路为例,对植物防眩设置间距和高度模型进行了验证,结果表明：设计速度100 km/h时,直线坡、直线-凹形竖曲线路段的设置间距为9 m,高度为1.90 m;超高平曲线路段的设置间距为3 m,高度为1.95 m;凸形竖曲线路段的设置间距为3 m,高度为1.90 m;推荐值满足了不同线形组合下差异化与精确化的设计要求,同时也能方便施工养护,降低成本。     

城市信号交叉口导向车道线长度模型

为提高城市信号交叉口进口道通行能力与安全水平,基于导向车道线与导向箭头的关系,分析进口道驾驶员心理特征与车辆运行行为,提出导向车道线长度模型．该模型由导向箭头识别距离、驾驶员反应距离、操作距离、停车安全距离和车辆排队长度等定量化部分构成,并以福州市某交叉口东进口道为例进行计算与仿真．仿真结果表明：导向车道线长度适宜范围为76～96m;10个评价方案中,最优长度值为86m,对应进口道单车平均延误为28s,平均速度为32km／h．在模型所得长度范围内,存在交通运行水平最优的导向车道线长度值．