基于密度指标的最小交织段长度研究

高速公路中最小交织段长度的确定会直接影响着高速公路网的服务水平和行车安全等,因而有必要对其取值进行合理的计算分析.本文选取密度指标评价交织段服务水平,研究了以辅助车道相连的两相邻互通式立交最小交织段长度.通过分析我国《公路通行能力手册》中的相关方法,建立了交织段服务水平的计算模型.并根据最不利的交通条件,采用Visual Basic程序计算了A型交织段的车流速度与密度值.对计算数据进行处理后,得到了对应于各级服务水平下交织段长度与交织总流量的临界线图,通过该图可直接得到满足某一服务水平和交织流量下所需的最小交织段长度.最后通过VISSIM仿真平台模拟交织段的运行状况验证了计算模型的正确性.

三维点云环境下基于动视野的运行速度预测

为综合考虑三维道路线形对运行速度的影响,在三维点云环境下,文中结合驾驶员动视野进行运行速度预测研究。首先,利用点云数据标定道路及两侧地形,建立三维点云道路环境;其次,通过点云坐标转换与投影,建立以驾驶员视点为中心的视平面模型,获得驾驶员静视野图像;然后,根据空间几何原理与动视野参数计算投影椭圆方程,获得驾驶员动视野图像;最后,采用动视野路占比作为运行速度的研究指标,并依据车辆动力性能与阈值控制建立运行速度预测模型。以宁杭高速公路东庐山段为例对文中提出的预测模型进行实例验证,结果表明:运行速度模型预测值与实测值对于小客车和大货车的相对误差平均值分别为2.726%和9.023%;由大货车预测结果可知,该段属线形不良路段,与实测结果对线形的判断一致,所提出的预测模型可有效解决现有模型在高速公路划分路段单元内运行速度无法准确预测的问题。

基于VISSIM的互通立交环形匝道行车道宽度仿真研究

随着交通流量逐年递增,社会对高速公路的行车安全性要求也在不断提升,而高速公路互通立交又是交通事故的高发地,尤其环形匝道处更表现为事故多发段。因此,对互通立交环形匝道进行改造已经成为亟需解决的问题。结合常州西绕城高速鸣凰枢纽互通立交工程实例,采用交通微观仿真软件VISSIM建立鸣凰枢纽互通立交环形匝道的仿真模型,对比各种改造方案下的各项控制指标,从而确定最佳的行车道加宽值为0.50 m。

基于实时路况数据的拥堵评价方法研究

针对现有的交通拥堵评价方法均值法存在对拥堵变化不敏感的情况,提出了基于实时路况数据的拥堵占比率评价指标。首先采用GIS分析处理软件对实时路况数据进行分类提取路况信息,根据路况变化分级值判断某时段内各道路的变化状态。以南京市五个工作日内不同时段的路况数据为基础,计算道路趋向于拥堵变化状态下的拥堵占比率。根据计算结果,分析评价了南京工作日内拥堵路段的时空分布特征,并提出了可行的避堵、缓堵建议。给出的评价方法可在城市交通运行分析、道路拥堵变化分析中应用。

基于智能网联车辆编队的高速公路协同合流控制方法

为解决高速公路合流区在交通需求较高条件下的交通流不稳定和拥堵问题,以提高合流区通行能力和车辆合流过程协调性以及消除合流冲突为切入点,提出了在全智能网联车辆(CAV)环境下基于编队的协同合流(PBCM)策略.在合流区上游匝道路段设置一定长度的编队区,当编队区内的CAV数量满足一定规模后,即触发PBCM策略的执行.策略共包含匝道编队区CAV和主路CAV初始合流时间计算、匝道和主路CAV编队方案制定以及车队头车轨迹规划算法3部分.利用MATLAB构建了高速公路合流仿真环境,实验结果显示,当总交通需求为3100辆/h时,PBCM策略通过合流点的车辆数和主路平均速度最高分别比现有基于单个匝道和主路车辆协同(SVBCM)的策略提高了50.7%和20.0%,延误降低46.7%.仿真结果验证了PBCM策略在解决高交通需求条件下合流区拥堵问题的有效性,在匝道合流率较大的情况下仍可以维持主路上游较高的行驶速度.

基于动态距离窗的交叉口CAV轨迹规划算法

针对目前智能网联车(connected and autonomous vehicle,CAV)通过交叉口的轨迹规划算法无法兼顾效率与安全协同最优的问题,根据CAV驶入交叉口通信范围时的不同初始行驶状态引入动态距离窗(dynamic distance windows,DDW)概念,提出适用于可控安全行驶条件下通行效率最优的轨迹规划算法。算法根据CAV初始行驶状态参数和信号灯信息、最大舒适加/减速度和道路限速约束条件,获得CAV初始行驶状态对应的DDW。针对CAV初始位置与停车线上游特定位置间的距离处于DDW范围之内和之外的两种情况,分别设计相应的轨迹规划算法,实现CAV通过交叉口延误最小。仿真结果显示,所提出的算法可有效提高CAV通过交叉口的效率,并且具有更小的速度波动及更平滑的时空轨迹。

基于停车视距的互通式立交减速车道流出角研究

为了减少车辆在驶入互通式立交出口时发生追尾、侧向刮擦等事故,通过解析不同设计速度下的停车视距对互通式立交减速车道流出角取值范围的影响机理,建立减速车道流出角的理论计算模型。利用CarSim软件建立车辆动力学仿真模型,模拟车辆驶入立交出口的过程,从车辆抗滑移、抗倾覆等角度出发分析车辆在行驶过程中的横向稳定性,验证流出角计算模型的合理性。

基于免疫机制的网联车队双层信息传播模型研究

恶意信息感染网联车队后,会对跟驰行为产生影响,降低道路利用率或危害车队安全,需要研究恶意信息的感染过程并提出解决策略。基于独立级联模型提出了恶意信息与免疫信息的双向传播模式,根据通信传输差异建立了双层信息传播模型,参考补丁治愈网络病毒的免疫机制提出了观察者车辆治愈车队的方法。以信息功能为分类依据将传播信息分为目标信息、恶意信息和免疫信息,以传播模式差异为依据将传播信息置于相应模型层面。在搭建的仿真平台中,模拟网联车队的跟驰控制场景,通过注入恶意信息以验证所提出双层信息传播模型的可行性,提出愈速比概念作为试验变量,并讨论观察者车辆在网联车队中的最佳设置参数。结果表明:双层信息传播模型能够合理阐释网联车队恶意/免疫信息的传播机理,目标信息定向传输给所需车辆,恶意信息与免疫信息在通信交互层双向传播,实现相应的感染或治愈功能;当免疫信息的治愈时间固定时,观察者车辆的最佳位置是车队中段,可实现车队平均车间距偏差最小;当观察者车辆在车队中段位置时,愈速比存在设置最优值,可同时兼顾治愈成本与治愈效果;提出的观察者车辆策略能够有效抵御恶意信息传播带来的危害。