理想条件下路网临界车头间距的研究

基于经典的跟驰理论 ,建立理想条件下车辆稳定跟驰行驶时的车头间距模型。并且利用高精度的车载GPS系统在北京市路网上采集的数据对该模型进行标定。同时根据最优化的相关理论确定出北京市路网达到其理想容量时车辆的临界行驶速度及临界车头间距 。

环形交叉口交织区车流运行特性的研究

由于环形交叉口入口车辆直行和左转的绕行而避免了流线冲突,交织区存在着大量的分流、合流行为,车流运行特性复杂.通过对环形交叉口交织区的摄像调查,测算并分析在该区域的合流与分流运行行为的速度分布、换道位置分布,合流车与环道上前后车的车头时距分布,以及可插间隙的利用等规律,研究发现环形交叉口交织区运行行为具有以下特性:外环道车速比内环道的车速大,合流车的车速最低;分流行为发生于合流行为之后;当可插间隙增大时,合流车速有增大的趋势;对于较小的可插间隙,通常后车时距大于前车时距;多车道环形交叉口的当量车流的临界间隙小于单车道环形交叉口临界间隙.

混合车流的通行能力

应用跟车理论中的刹车反应模式，引入不同车型刹车反应时间及制动距离不同的概念，分析了以大车和小车两种代表性车型组成的混合车流，在高速汽车专用道的平直段上行驶时，为保证紧急刹车情况下的车流安全而确定的混合车流通行能力．并给出了算例．这一分析结果可作为进一步的实用化模型的雏形，应用于高速道路的实时控制中．

考虑停车视距的优化速度函数

在分析优化速度函数性质的基础上,提出有理函数型优化速度函数的一般表达式.该函数以曲线拐点对应的临界间距为特征控制参数,并能构造非凹基本图.利用临界间距的重尺度化关系式,采用停车视距构建一种新的优化速度函数,以表征人-车-路环境交互影响下的司机驾驶行为.与其他优化速度函数对比分析后可以发现,新的优化速度函数能够更好地反映与驾驶行为关联的流密关系数据散布、通行能力变化等实际交通特征.

理想条件下路网临界速度的研究

运用最优化和跟驰理论 ,确定了车辆稳定跟驰行驶速度与车辆在该状态下的车头间距和行驶时间等关系 ,建立了路网临界速度模型 ;同时应用该模型和利用先进的地理信息定位系统 (车载GPS)在北京市路网上采集的基础数据 。

基于Vissim仿真软件对无信号控制T型交叉口通行能力分析

以可接受间隙理论为基础 ,讨论无信号控制 T型交叉口理论通行能力 ,通过 Vissim仿真软件对其进行仿真。以通过交叉口的车辆平均延误作为评价指标 ,对理论通行能力进行分析与修正 ,得到理论通行能力与实际通行能力之间的修正参数 ,交叉口的实际通行能力为理论通行能力与修正系数的乘积。方法简单便利 。

基于安全合流概率的加速车道长度计算模型

为获得能使车辆安全汇入主线的高速公路加速车道安全长度,建立高速公路入匝车辆的合流过程模型,分析主线外车道车流的临界间隙;基于此,研究加速车道上合流车辆的安全合流概率;结合主线车辆的分布特点,揭示加速车道长度、主线外车道车流量对安全合流概率的影响规律;最终,以荣乌高速公路天津段入口匝道为例,对模型进行实例验证。研究结果表明:在不同的主线外车道车流量条件下,车流量越大,安全合流概率越低,且提升难度逐渐增大;当上述路段主线外车道车流量为400~600 veh/h时,将加速车道长度设定为350 m,安全合流概率基本满足服务需求,在此基础上,再增加其长度,不会对合流概率有太大提升。

立交出口与隧道衔接段的交通条件分析

结合驾驶者行为,研究立交出口与隧道衔接段落的车辆运行特征。综合考虑交通流特性、交通安全等因素,基于间隙接受理论,对隧道与立交之间的距离需求、交通条件分别进行了定量、定性的分析,并提出技术对策,为山区高速公路建设提供参考。

基于能量场的城市道路车辆交互强度研究

由于交通环境的复杂性、车辆之间的交互多变性,无人驾驶的行为决策研究一直存在应用灵活性较差、精度不高的瓶颈。因此,以探究车辆之间的交互机理为目标,深入研究车流运行的微观规律,为无人驾驶的行为决策研究提供理论依据。首先,基于能量场的物理性质,将车辆类比于引力场中的场源,建立车辆的行车交互场模型,并依据能量场中的质量和车辆物理特性定义了交互虚拟质量,例如速度、加速度、车型。采用行车交互力模型量化车辆之间的交互程度,依据临界车头间距与多普勒效应分别重新定义交通环境中的距离和速度。其次,利用实车在上海浦东新区同顺大道采集速度、相对距离等相关数据,通过视频处理软件Kinovea提取行车记录仪中的数据,采用高斯混合模型验证行车交互力与实际驾驶行为之间的关系。最后,通过K-means算法对行车交互力聚类分析,量化车辆行驶风险等级。结果表明:通过高斯混合模型计算出的跟驰、换道分类结果与实际分类结果的误差分别为1.12%和9.1%,说明行车交互力对车辆交互的量化描述能力较好;同时,在行车交互力模型的基础上将行车风险分为4级,有效评估了行车风险。本研究提出的行车交互力模型不仅可以拓展以往行车安全场的应用范围,也为驾驶行为决策研究提供一定的理论支撑。

考虑右转机动车影响下的信号交叉口行人过街时间模型

为了弄清信号交叉口右转机动车对行人过街的影响机理,应用穿越间隙理论,分析行人穿越机动车的分布规律,并推导了行人过街时间模型公式,通过定量分析及模型算例,找出了行人过街时间的主要影响因素及其定量关系,模型精度基本满足要求,具有较高的理论和实用价值,为信号交叉口的信号设计,特别是行人专用信号相位的设置、分析和研究提供了新思路和新方法.

无信号控制路段过街横道处行人过街行为

为了解析无信号控制路段过街横道处的行人过街行为机理,采集了长沙市8处过街横道处的行人过街行为数据样本,采用Logistic回归方法对样本进行统计分析,以过街决策(通过/停止)为因变量,选择行人个体属性、交通条件和道路条件三方面的7个指标作为自变量,建立了行人过街决策的Logistic回归模型,应用SPSS软件标定了Logistic回归方程参数。绘制行人选择"通过"概率-车头时距曲线,得到多种情形下行人过街的临界接受车头时距。结果表明:(1)在显著性检验水平0.05下,车头时距、车速、车型、车道数、行人性别、年龄、过街人群人数对行人过街决策具有显著性影响;(2)车型、车道数、过街人群人数、行人年龄、性别对行人采纳的临界车头时距有显著影响。行人过街决策的Logistic回归模型和临界车头时距分析结果为行人过街安全分析、行人过街设施选型设计和行人信号控制等提供了理论依据。

基于“移动水坝”的高速公路雨天行车安全性研究

为了减少雨天交通安全隐患,保障高速公路行车安全,根据雨天高速公路实际行车状态、路面径流特点和车辆水膜相互作用探究雨天安全行车速度。首先,提出"移动水坝"概念,并分析"移动水坝"现象出现的原因和形成机理;依据水力学基本理论探究"移动水坝"现象中水膜厚度和车辆滑水限速值的变化规律;然后,利用Fluent软件仿真车辆对水流的阻挡作用,依据外侧车道大车行车间距的水压力探究连续"移动水坝"形成的条件,并确定外侧车道大车在不同行驶速度下相应的临界车头时距;最后,应用流体力学原理仿真分析车辆行驶速度和水膜厚度与轮胎受到的动水压力之间的关系,确定不同降雨强度下内侧车道小客车的滑水限速值。研究结果表明:雨天在高速公路外侧车道行驶的大车会对路面径流产生阻挡作用,出现"移动水坝"现象;"移动水坝"作用下水膜厚度较正常排水状态下增加,导致内侧车道行驶的小客车滑水限速值降低;设定试验条件下外侧车道大车间距40m时,两车的水坝作用连续,增加大车车头时距可以减弱连续"移动水坝"作用;车辆行驶过程中轮胎受到的动水压力随水膜厚度及行驶速度的增加而增大,小客车在"移动水坝"作用下发生滑水的概率增加,根据轮胎动水压力值和滑水值确定不同降雨强度对应的临界滑水速度,可相应作为雨天高速公路小客车行驶速度限值。