信号交叉口起动波的运动学模型

为寻求一种符合实际且参数意义明确的信号交叉口起动波模型,根据起动波传播的运动学特性建立了起动波的运动学模型。设计了数据采集方案和数据处理方法。利用长春市实际调查数据标定了模型,并得到了波速计算值。按照起动波传播特性,由实际调查数据计算了波速观测值。结果表明,运动学起动波模型的波速理论值与实际观测值的相对误差约为5％。该模型不依赖于传统交通波模型,参数意义明确,标定方法简单,波速计算值与观测值接近,为城市交通信号控制提供更可靠的理论依据。     

基于Langevin方程的居民分布模型

分析了影响居民分布的因素,描述了居民分布曲线;根据居民分布曲线与 Langevin方程曲线的相似性,建立了基于Langevin方程的居民分布模型;通过模型求解过程,说明了模型参数在居民分布中的实际意义。居民分布的Langevin模型可以定量描述城市居民分布规律,揭示城市居民分布的宏观现象,为城市新建居民小区及改造交通系统提供科学的理论依据。     

单车道路段上车辆排队的链式反应模型

为揭示单车道路段上车辆排队的演化规律,描述了车辆排队的形成和消散过程与核裂变的链式反应过程之间的相似性。根据核链式反应原理,建立了单车道路段上车辆排队的链式反应模型体系,包括车辆排队形成模型、车辆排队消散模型和信号交叉口车辆排队模型。利用大连市典型路段的实测交通数据对车辆排队形成和消散模型进行了验证,并运用MAT-LAB软件对不同条件下的交通流进行数值模拟,分析了阻滞信号和消散信号的传播速度对于到达流量和行驶速度的敏感度。结果显示,模型具有较高的精度,可以测算单车道路段上车辆排队的链式反应速度和范围,能够解释车辆排队形成和消散的内在规律。研究成果为解析多车道路段上车辆排队的演化规律以及路段阻塞的链式反应规律奠定了基础,可为解决城市交通拥堵问题提供理论依据,同时为研究交通排队提供新的思路和方法。     

基于Langevin方程的居民分布模型

分析了影响居民分布的因素，描述了居民分布曲线；根据居民分布曲线与Langevin方程曲线的相似性，建立了基于Langevin方程的居民分布模型；通过模型求解过程，说明了模型参数在居民分布中的实际意义。居民分布的Langevin模型可以定量描述城市居民分布规律，揭示城市居民分布的宏观现象，为城市新建居民小区及改造交通系统提供科学的理论依据。     

基于因子长短期记忆的驾驶人接管行为及意图识别

为识别自动驾驶环境下驾驶人的接管行为及意图,面向18.95 km双向六车道高速公路场景,借助驾驶模拟器和眼动仪,实施驾驶人10次面对5种紧急情境之一接管自动驾驶车辆的模拟试验。利用所得车辆运行和视觉注意力数据,根据因子分析提取得到3个公因子,采用K-means聚类分析定性识别驾驶人接管行为及意图。将因子分析分别与支持向量机和长短期记忆神经网络进行结合,获得两个定量识别驾驶人接管行为及意图的模型。研究结果表明,驾驶人接管行为受其纵向反应、横向反应和视觉注意力影响;聚类分析可定性描述不同类型驾驶人的接管行为及意图,并揭示潜在的驾驶安全隐患;相比支持向量机、长短期记忆神经网络和因子支持向量机模型,因子长短期记忆模型能更有效地识别驾驶人接管意图,其精确率、召回率、F1分数和准确率4项性能指标均最优;利用因子分析进行数据降维和有效信息浓缩所得公因子有助于提高驾驶接管意图识别模型的分类性能。本研究有助于识别出接管风险较高的驾驶人,进而设计有针对性的驾驶辅助策略。     

基于正交试验的信号交叉口机动车排放影响因素分析

为考虑温湿度、坡度、中型车比例、公交车比例、交通需求5种因素对小汽车、中型车、公交车的NO_x、CO、HC排放的影响,设计正交试验方案,利用VISSIM软件获得每种试验方案对应的交通流量、速度等数据,结合MOVES模型得到每一路段不同车型不同污染物的排放量和排放因子.采用方差分析和极差分析处理正交试验结果,对坡度与排放因子进行回归分析,还比较了进口道与非进口道上、不同排放阶段下所得排放因子的差异.结果显示,温湿度、坡度、中型车比例、公交车比例、交通需求对机动车排放量有显著影响;当交通流处于非拥挤状态时,随着下坡坡度的减小或上坡坡度的增加,各车型各污染物的排放因子均增加;机动车排放因子及其随坡度的变化率在进口道上均为在非进口道上的1.5～6.5倍;国四、国五、国六阶段的机动车排放因子相比国三阶段分别降低约27.5%、38.8%、54.9%.研究成果表明,温湿度、坡度、交通流组成、交通需求、是否处于进口道以及排放阶段都对各类机动车各种污染物的排放有重要影响.     

协调信号交叉口间路段上的车辆排队模型

为了描述路段上车流受上、下游信号交叉口影响而产生的集结与消散现象,通过分析协调信号交叉口间路段上的车辆排队演化过程,基于冲击波理论建立了车辆排队模型。为了验证模型的有效性,应用VISSIM交通仿真软件设计模拟方案,采集每辆车在上、下游检测器处的速度及其到达时刻,根据模型计算得到55个周期的排队消散长度和二次排队长度。结果显示,排队消散长度和二次排队长度计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占72.73%和85.45%。该模型可以用于估计协调信号交叉口间路段上的车辆排队长度,为交通控制方案的优化或调整提供理论依据。     

基于运动学方程的停车波模型

为描述连续交通流中的停车波现象,分析了停车波传播的运动学特性,基于运动学方程建立了停车波模型。研究表明,该模型与基本交通波模型推导的停车波模型一致。为验证该模型,设计了数据采集方案及参数标定方法。利用长春市的调查数据标定了模型,得到停车波波速理论值与实测值之间的相对误差为3.85%。结果表明,基于运动学方程的停车波模型可以描述连续交通流中的停车波现象,参数标定方法简单可行。     

基于最大信息熵原理的居民出行分布模型

为寻求居民出行分布的普适性模型,引入最大信息熵原理,据此建立了居民出行分布的熵模型。并通过改变约束条件推导出了居民出行分布中常见的几种模型。鉴于最大信息熵模型中参数标定比较困难,提出了确定系统分布的熵方法。实验验证表明这种方法简单可行,是对最大信息熵原理的扩充。本文的研究成果可以用于居民出行分布及其相关问题的研究。     

渠化可变导向车道交叉口预设信号配时优化模型

为了充分利用渠化可变导向车道交叉口的时空资源,建立了以交叉口车辆总延误最小为优化目标、以可变导向车道功能和相位有效绿灯时间为决策变量的预设信号配时优化模型。使用交通仿真软件VISSIM对本文模型进行了模拟验证。结果表明,可变导向车道功能和相位有效绿灯时间存在最佳组合,这种组合能使各股车流的车均延误最小、各进口道的平均排队长度和最大排队长度最短。为了进一步考虑多时段信号控制问题,提出了渠化可变导向车道交叉口多时段预设信号配时设计流程。研究成果能够合理地设定信号交叉口任一时段可变导向车道功能与信号配时方案,可以有效地提高交通流运行效率,为可变导向车道控制提供理论依据与方法。