面向出口匝道分流的协同换道策略研究

【目的】提高网联高速出口匝道路段通行效率,降低交通事故风险,保障分流车辆通行秩序。【方法】针对出口匝道上游智能网联车辆(connected automated vehicle,CAV)的换道行为所导致的交通紊乱问题,提出一种协同换道策略。兼顾通行效率和舒适度,以研究时段内所有CAV平均速度、平均加速度变化率的加权和最小为目标,以速度、加速度、加速度振动、换道起点与分流点的纵向距离等为约束,构建CAV动态速度协同优化模型,有计划地优化每个时段每辆CAV的速度。采用Gurobi优化器求解协同控制模型,并使用SUMO软件建立仿真场景评估协同控制效果。【结果】与无控制情形相比,所提出的协同方法在不同总流量和分流比例下能使车辆平均速度最高提高17.7%,总延误降低75.9%以上,平均加速度变化率改善9.3%以上;当分流比例一定时,一定总流量情况下,总流量越高平均速度、平均加速度变化率改善效果越好;在安全换道所要求的最小纵向距离约束下,出口匝道路段通行效率最高。【结论】在不同总流量和分流比例下,协同策略可为换道车辆创造换道间隙,改善通行效率,提高乘客舒适度。

高架出口匝道下游交叉口信号控制方法研究

城市高架快速路与地面道路,主要通过出口匝道及其下游交叉口进行交通转换,高峰时段出口匝道及下游交叉口交通拥堵频发。以元胞传输模型为基础,构建出口匝道及下游交叉口交通预测模型;采用动态调整周期时长和信号相位的控制策略,建立基于元胞传输模型的交叉口信号控制模型。以排队长度、绿灯和周期时长为约束条件,以各进口道加权平均延误为目标函数,进行信号配时动态优化。以成都市实例匝道和交叉口进行验证,表明本文提出信号控制策略可有效降低此类交叉口的饱和度、延误和排队长度,提升其通行效率。

多车道高速公路出口匝道区域交通安全提升方法

多车道高速公路外侧大型车流量大,导致内侧车道的车辆观察路侧标志和变换车道的难度增大,故单向3车道及以上的多车道高速公路出口匝道区域交通事故高于普通路段,尤其是车辆突然减速或变换车道引起的追尾事故。上海市相关部门通过对辖区事故数据的比对分析后发现交通事故总量和死亡人数总量70%都集中在高速公路出口500m范围内,其中绝大部分是由于出口区域交通标志不醒目、早晚逆光、前车遮挡等导致驾驶人在出口前分心驾驶、紧急刹车、变道、倒车、停车等危险驾驶行为造成的,并且在出口500m范围内的事故中又有70%发生在夜间。基于此,上海市公安局浦东分局交警支队(以下简称“浦东交警支队”)提出“大黄蜂组合”的交通事故防范体系,并安装“大黄蜂”路政设施组合,大大降低了交通事故量,道路交通安全得到了有效改善,供大家参考借鉴。

出口匝道连接处通行能力分析计算模型

结合出口匝道的特点,给出了出口匝道连接处交通流参数之间关系的理论模型和出口匝道的通行能力计算模型.然后,将连接处交通流参数之间的关系模型整理成驶出率、上游外侧车道流量和密度之间的关系.最后,利用实测数据对关系模型进行标定,并与美国道路通行能力手册(HCM2000)的经验公式进行了比较.结果表明:流量与驶出率呈指数函数关系;在低密度范围,流量_密度呈线性函数关系,并与美国经验公式一致;在中密度范围,流量与密度无关;在高密度范围,流量_密度呈二次函数关系.

快速路出口匝道下游交叉口配时模糊控制

为解决城市快速路出口匝道及其衔接交叉口区域交通拥堵局面,提出了快速路出口匝道下游信号交叉口配时模糊控制方法.设计了相位绿灯延时模糊控制器和相序优化模糊控制器,实现了信号交叉口各相位绿灯时间的优化及相序的优选.结合MATLAB语言对该方法进行了程序设计与仿真.仿真结果表明:该方法在控制效果方面明显优于定时控制方案,有效地缓解或减少了出口匝道及其衔接下游交叉口区域由于配时不合理而造成的交通拥堵.该成果可为交通控制或指挥管理部门在交通拥堵治理方面提供有效的控制方案与手段.

高速公路出口匝道通行效率分析

以GoogleEarth软件作为观测工具,在大量观测的基础上,从匝道构造型式可能对交通流运行特征的影响角度,总结了影响匝道类型划分的主要因素,并最终将我国的高速公路出口匝道分为4类.在此基础上,以主线上游段、匝道中游段、主线下游段的车辆运行速度作为评价指标,采用TISI仿真的方法,以A型出口匝道为例,分析了输入交通量、大型车比例、出口转向率等因素对通行效率的影响,并确定了相关参数的影响范围.最后,在出口转向率为20%,大型车比例为40%的条件下,定量分析了各类型出口匝道通行效率随输入交通量的变化规律,比较了4种类型出口匝道通行效率的优劣,并对其适用条件和实际应用中应重点考虑的问题进行了说明.

面向出口匝道拥挤的快速路速度协调控制模型

为缓解快速路出口匝道的交通拥挤,提出了从主线上进行速度协调控制的方法,在现有基于断面的速度协调控制模型的基础上,通过对入口匝道、出口匝道等的修正构建了面向出口匝道的基于车道的速度协调控制模型,描述和预测每个车道的交通流状态,以路网行程时间最短、总通过量最大为优化目标,对每个车道分别进行最佳速度引导.并搭建仿真系统,分析不同交通需求情形下,基于车道和基于断面的速度协调控制策略的实施效果.结果表明:速度协调控制策略更加适用于中高密度,当交通需求量较高时,相比于无控制策略,基于车道和基于断面的速度协调控制模型均能降低车辆平均延误,且在大多数情形下,基于车道的速度协调控制模型效果优于基于断面的控制模型,对缓解交通拥堵、提高交通安全具有一定助益.

拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制方法研究

在快速路系统中,出入口匝道是联接快速路与地面道路的纽带,同时也是最易发生拥堵的瓶颈路段。针对快速路出口匝道车辆拥堵问题,建立拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制模型,由两个子模型组成,分别是目标交叉口通行能力最大优化模型和下游交叉口车辆疏散最大优化模型。前者旨在提高出口匝道的通行能力,后者旨在保障目标交叉口方向来车到达下游交叉口后尽快疏散,案例分析结果表明:在快速路出口匝道拥堵疏解路径中,该模型求得的交叉口信号配时方案比采用Webster配时模型求得的单点信号配时方案在通过车辆数、车均延误以及平均排队长度方面分别优化了18%、22.3%和71.6%,大大加快了出口匝道拥堵疏解效率。

基于熵权物元的互通立交出口匝道安全评价研究

科学的评价互通立交出口匝道的安全性,对提高高速公路行车安全性、减少交通事故发生具有重要的意义。为评价互通立交出口匝道安全性,选取了出口匝道道路摩擦系数、转弯半径、变速车道长度、行车视距和出口标志信息等4个方面的因素,对各因素指标进行了具体化,构建了评价指标体系。引入熵权物元评价方法,建立了互通立交出口匝道安全评价模型,并选取了重庆高速某互通立交出口匝道为案例进行了评价分析。评价结果表明:基于熵权物元模型的互通立交出口匝道安全评价定量计算结果相比其他评价方法更为准确和客观,并对影响评价等级较低的因素进行分析研究,并提出相应的建议对策。

基于地面路网MFD的快速路出口匝道流量分配模型

过于集中的流量分配易导致出口匝道和与之相衔接的地面道路过饱和,进而影响快速路和地面路网的通行效率.为提高路网中车辆通过快速路到达目的地的通行效率,基于地面路网宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD),以出口匝道通行能力和与之相衔接的地面路网承载能力为约束条件,以整个路网的车辆总行程时间最短为优化目标,建立快速路出口匝道流量分配模型.根据宏观网络车流平衡方程,采用改进的遗传算法对模型进行求解.最后,通过实际路网验证了模型的有效性.结果表明,该模型可有效提高车辆通过快速路到达目的地的通行效率,同时降低出行成本.

高速公路出口匝道交通安全评价方法研究

在大量现场踏勘的基础上,文章明确了出口匝道的交通安全评价方法和流程,从几何安全、设施安全、交通管理与控制3个方面,构建了出口匝道的交通安全评价指标体系,采用专家问卷调查的方法,确定了各项指标的相对权重系数,给出了打分数据的处理方法。采用累积频率曲线分析的方法,选择安全性较好一组15%位累积频率对应的数值作为出口匝道一般安全状况的上限值,选择安全性较差一组85%位累积频率对应的数值作为不安全状况的上限值,给出了出口匝道安全等级的划分标准。最后,文章选择8个出口匝道对文中建立的安全评价方法进行了验证。

快速路出口匝道衔接道路控制仿真研究

针对快速路出口匝道区域拥挤问题,建立了出口匝道衔接道路(即辅路)控制仿真模型,并通过Vissim验证,对比分析出口匝道衔接道路(辅路)在不控制、让行控制、定时控制和自适应信号控制下交通流的运行特性以及控制效果。通过对仿真结果的分析研究发现:在辅路让行出口匝道车辆优先驶出时,控制效果最佳;当让行控制失效影响出口匝道车辆驶出时,辅路控制是必要的;自适应信号控制能够取得最好的控制效果,总延误约可减少42%,特别是对主线交通状态的改善更可达46%以上。

城市高架路出口匝道衔接路段交通组织方法研究

本文对大城市高架道路出口匝道衔接路段的交通组织方法进行了研究,分析了不同的交通组织方式对交通运行的影响,提出了各种衔接路段交通组织方式的适用情况,为出口匝道衔接路段及其关联交叉口的交通设计提供理论依据。

考虑进出口匝道排队约束的城市快速道路交通系统动态控制方法

城市快速道路进口匝道的超长排队对地面道路交通所造成的障碍影响，以及因出口匝道的车辆排队，而产生的主线交通自然阻塞已成为不可忽视的交通问题。以线性规划方法为基础，提出同时考虑进出口匝道排队约束、主线通行能力约束以及行驶速度约束的城市快速道路流入交通的动态控制手法，探讨在流入交通需求和路网上交通状态实时变化条件下，各约束条件对流入控制解的影响，通过简单的算例，对控制模型的有效性和基本性质加以分析。

高速公路出口匝道分流区研究现状及展望

分流区是高速公路出口匝道的重要组成部分,分流区的合理设计关系到高速公路的运行效率和交通安全。目前高速公路出口匝道的研究多集中在通行能力方面,为改善高速公路出口匝道的安全现状,论文阐述了出口匝道分流区的研究现状,重点总结了匝道交通流的导入方式、匝道的组合模式及间距、标志牌设置等方面的国内外研究现状,并分析了相关标准规范,最后提出出口匝道分流区设置存在的问题,并指出论文依托项目正在开展的工作,为出口匝道交通流通行效率和交通安全的进一步研究提供参考。

高速公路出口匝道事故预测模型优选及弹性分析

为探索高速公路出口事故发生的关键诱因,依托美国佛罗里达州24条高速公路上405个出口匝道的历史事故和道路交通数据,验证了出口匝道事故服从于对数正态分布.以匝道交通量、匝道长度和设计一致性(分别以平均半径、曲率变化率、运行速度差和运行速度变化率度量)为解释变量,以2004—2006年间事故数为因变量,建立了4个泊松对数正态事故预测模型,其中以速度变化率表征设计一致性的事故预测模型具有最好的拟合度.基于最优拟合度模型的弹性分析表明,运行速度变化率及匝道长度为关键因素;基于安全考虑,出口匝道速度变化率宜控制在20%以内,出口匝道极限最小长度不宜小于200 m,一般最小长度不宜小于400 m.

城市高架道路出口匝道路边型接地纵向位置研究

文章在分析城市高架下匝道接地点前方交通流特性基础上 ,针对典型的匝道接地类型 ,建立了衔接区通行能力和长度的关系模型 ,以通行能力均衡性为约束条件 ,建立了匝道接地点纵向位置的计算模型 ,利用 Visual C++编写了计算程序 ,对算例进行计算、分析 ,使模型得到了论证。对于其它类型的匝道接地模式 。

基于VISSIM仿真的高架出口匝道工程措施改善程度研究

在总结出口匝道拥挤的成因的基础上列举可能采取的各项工程措施。利用VISSIM仿真软件对典型出口匝道建模,针对各工程措施进行仿真研究,指出机非干扰是影响交通改善程度的重要因素;通过评价模型中不同衔接段长度下的交通运行状况,研究延长衔接段长度对交织区交通运行改善程度。为高架道路出口匝道区域工程改造实施与否以及如何实施提供理论依据。

高速公路出口匝道几何特征及控制方式研究现状及展望

匝道设计的合理与否,直接关系到高速公路的交通安全和运行效率。为改善高速公路出口匝道的安全现状,论文有针对性地阐述了出口匝道几何特征和控制方式的研究现状,并分析了国内外相关的标准规范;在此基础上指出现有研究存在的问题,例如,交通流导入方式不尽合理、匝道间距定义不够明确、匝道长度不足、连续的出口造成信息繁杂及衔接部的渠化控制不尽合理等;最后说明了依托项目所开展的相应的工作,为高速公路出口匝道交通安全和运行效率研究提供参考。

车联网环境下快速路出口匝道与地面衔接区多阶段控制方法

为了提高快速路出口匝道与地面衔接区的通行效率,提出了一种车联网环境下出口匝道与地面衔接区多阶段控制方法。首先,根据速度特性将出口匝道与地面衔接区划分为调整区、缓冲区和排队区。然后,针对衔接区车辆冲突频繁问题,提出了一种考虑相位优先级的车道变换策略。最后,在此基础上设计了三阶段快速路出口匝道与地面衔接区控制方法,并基于MATLAB和VISSIM搭建了车联网仿真环境。仿真结果表明:文中方法控制下衔接区路段间速度波动更小,平均速度提高了5%;与车联网速度控制相比,衔接区、排队区和缓冲区的延误分别降低了4%、6%和4%。此外,敏感性分析可知:当衔接区交通需求处于中等饱和度和渗透率大于70%时,本文方法控制效果优势最为明显。相关成果可为车联网环境下出口匝道与地面衔接区控制提供理论支持。