互通立交线形设计与数据处理技术的探究

为解决公路交通过于拥堵问题,保证有限土地能够得到高效率使用,通过设置互通立交的方法,切实提升公路运输能力,确保公路作用能够发挥到最大。当完成互通立交建设之后,交叉车辆可以进行转弯行驶,能够有效消除冲突问题,减少各方向行车之间的相互干扰。在进行互通立交的设计过程中,需要做好线形设计以及数据处理,通过对各项数据的合理应用,确保能够通过不断优化互通立交设计,有效提高公共交通整体作用。通过对实际互通立交设计工程的分析和研究,对互通立交线形设计方式方法展开深度探讨,并会就数据处理技术及其应用进行详细分析,旨在提升互通立交线形设计水平,促进我国交通事业稳定性发展。

基于混合专家模型的智能网联汽车换道决策方法

高速公路换道决策问题场景复杂、不确定性强、实时性要求高,是国内外自动驾驶领域的研究热点和难点。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)具有良好的决策实时性和面向复杂场景的适应性,然而,在训练样本与成本有限的条件下学习效果有限,其难以保证最优的驾驶效率和完全的行驶安全性。本文提出了一种基于改进DRL的混合专家模型(DRL-mixture of expert,DRL-MOE)换道决策方法。首先,模型的上层分类器根据输入状态特征动态地决定下层DRL专家或启发式专家的激活状态。为提高DRL专家的学习效果,本方法通过行为克隆(behavior cloning,BC)对神经网络参数进行初始化,对传统深度确定性策略梯度算法(deep deterministic policy gradient,DDPG)进行了改进。将智能驾驶员模型和最小化换道引起的总制动策略设计为启发式专家,以确保行驶安全性。仿真结果表明,本文所提出的DRL-MOE模型方法与非混合专家型DRL方法相比,在驾驶效率方面提高了15.04%,并确保了零碰撞和零出界,具有较高的鲁棒性和更优的效果。

互通式立交最小安全净距和变速车道研究

互通立交是在公路沿线实现交通转换、为区域交通服务的重要构造物。为了保证互通立交的设计质量,文章基于车道变换理论,分析相邻互通立交之间的最小净距、互通立交与隧道出口的最小净距,探讨互通立交变速车道的形式选择及变速车道长度计算,研究成果可为互通立交设计提供理论参考。

基于行驶轨迹的道路出入口标线精细化设计

在道路出入口经常发生车辆换道碾压实线的违章事件,严重时还导致交通事故的发生。本文以太原市玉门河南沿岸近西中环出入口为研究对象,测定了该出入口的物理尺寸,收集分析了车辆换道运行数据据,利用Matlab建立了基于车辆运行车速-行驶轨迹的换道轨迹模型,对该出入口的交通标线进行了精细化设计。Matlab、VISSIM仿真表明,考虑运行车速-行驶轨迹的标线设计更符合车辆的实际运行情况,可减少因设计不合理而造成车辆碾压实线的违章现象。研究表明,标线设计要结合道路物理结构、运行车速、车辆行驶轨迹等,具体问题具体分析,方能促进人、车、路的和谐发展。

高速公路互通式立体交叉出入口安全性研究综述

高速公路互通式立交是保障高速公路正常运行的关键节点,而主线出入口是互通立交的重要组成部分,同时也是互通区交通流特性最为复杂的路段。国内外学者对互通式立交的安全性展开了较多研究,并取得了一系列成果,但由于互通式立交出入口的复杂性,相关研究并不系统。为此,以高速公路互通式立交以及高速公路出入口的安全性为主题进行文献分析,得到高速公路互通立交出入口安全性的研究热点,从几何设计指标、安全性评价方法以及运行速度3个方面对研究成果进行梳理与综合评述。研究结果表明:(1)我国现行规范对变速车道长度的考虑因素过于单一,与车辆实际运行中的变速距离需求不吻合;规范中对互通立交分合流端视距的规定,未针对车辆性能、驾驶人对道路交通环境的感知-反应时间进行优化;(2)目前对分合流鼻端的研究主要从二维角度开展,几何设计指标研究重点未聚焦于平纵指标的组合效果;(3)事故统计法、层次分析法以及模糊综合评价法在高速公路安全评价中应用较多,事故统计法可以客观的反映道路安全状态,但依赖于事故统计数据的准确性,层次分析法可以较好的构建安全性评价指标体系,但指标赋权较主观,使得评价结论不稳定,模糊综合评价方法对系统安全水平的准确评价依赖于隶属函数的选择,对研究人员的专业性提出了较高的要求;(4)现行规范的线形协调性、连续性的评价标准以传统方法?v85为基础,该方法假设基础与实际相悖,高估了道路的安全性能,针对不同车型在不同出入口形式的运行速度预测模型有待深入研究。得到针对相关研究的建议与展望如下:(1)变速车道研究可以基于驾驶行为,优先考虑对变速车道上加速度变化趋势进行研究;(2)出入口视距研究应考虑复杂道路条件、视觉刺激下的反应时间,结合不同车型的车辆特性展开研究;在事故统计方法、预测模型基础上,可结合出入口特点进一步优化,并用相对成熟的安全评价方法进行检验;(3)出入口处的运行速度研究可考虑以浮动车辆数据(floating vehicle data,FCD)为主,龙门架及雷达测速数据为辅对车辆实际行驶速度变化过程进行研究。

高速公路连续瓶颈混合交通流可变限速与换道协同控制方法

为缓解高速公路连续瓶颈区车辆强制换道造成的通行能力下降的问题,减轻瓶颈之间的相互干扰,提出了面向智能网联车辆(connected and automated vehicles,CAVs)与普通车辆混行情况的高速公路连续瓶颈可变限速与换道协同控制策略。对传统的细胞传输模型(cell transmission model,CTM)进行改进,使其更好地预测考虑了可变限速地混合交通流状态;基于实验模拟,得到了不同交通需求场景下合理的换道控制段长度,通过对瓶颈上游车流进行预先换道提醒,缓解因强制换道引发的通行能力下降现象,进而提高可变限速控制的效果,同时利用可变限速对高交通需求下的流量进行调控,为换道控制段内车辆能够完成预先换道提供保障;构建了连续瓶颈下协同控制框架,并以最小化总行程时间和速度差为目标,优化连续瓶颈的交通运行性能;分析了3种CAVs渗透率对协同控制的影响。结果表明:相比于无控制和可变限速控制,在协同控制下总行程时间分别降低了54.76%和33.05%,总速度差分别减少了86.84%和29.58%。此外,CAVs对协同控制性能和道路运行状况有着积极作用。当CAVs渗透率为0.5时最低限速值由渗透率为0时的30 km/h提高至60 km/h,当渗透率为1时限速值始终保持在自由流速度,随着CAVs渗透率的增加协同控制下系统的总行程时间可从239.64 h减少至158.86 h。研究可为高速路连续瓶颈和未来含CAVs的混合交通流主动管控提供参考。

电动汽车避障控制方法研究

随着经济的发展,中国电动汽车生产制造量逐年攀升,电动汽车作为一种交通运输工具走进了千家万户,电动汽车数量的激增也在一定程度上提高了道路拥堵、交通事故的发生几率,目前中国电动汽车正逐步代替传统电动汽车走进大众的视野之中,电动汽车易操控、节能环保、噪音小都是电动汽车的优势,并且由于电动汽车厂家更加注重电动汽车的安全性,所以在电动汽车自动避障控制方面更是进行了重点技术的攻克,下面将针对电动汽车避障控制方法进行探究。

高速公路枢纽互通式立交变速车道长度设计研究

针对我国现行规范中变速车道参考值所存在的问题,对比国外规范进行研究。基于江苏省高速公路枢纽互通式立交运行车速的实地测量,对变速车道长度深入分析,在保证行驶安全的前提下,提出最经济的设计方法。

苜蓿叶形互通立交进/出口的纵向驾驶行为特征

为明确苜蓿叶形互通立交进/出口的车辆运行过程,修正驾驶行为假定,在3座立交上开展了实车驾驶试验.利用车载航姿测量系统采集了自然驾驶状态下的小客车连续行驶速度和加速度数据,基于行驶速度变化特征将环形匝道连续行驶过程划分成了5个阶段,分析了立交进/出口区域的纵向驾驶行为特征,确定了减速长度和加速长度的起/止点分布.结果表明:在立交出口,第85百分位减速起点位于交织段,终点位于分流点之前,还有不低于15%的减速行为在分流鼻后结束;在立交进口,驾驶人在合流点前观察主线交通流,普遍采取减速操作并持续至加速段、渐变段甚至交织段.不同驾驶人减速行为的分布区域存在交织,导致车辆间出现纵向冲突,增加了事故风险.立交出口的减速长度主要分布在30~60 m,第85百分位减速度为0.55 m/s^2;入口区域的减速长度主要分布在20~60 m,第85百分位减速度为0.63 m/s^2;匝道坡向对驾驶行为的影响不显著.

高速公路立交变速车道长度研究

我国规范对变速车道长度进行了界定,但渐变段是否属于变速车道界定比较混乱,同时没有明确提出匝道车速、等待时间对变速车道长度的影响。通过对变速车道类型和驾驶行为分析,确定加速车道宜采用平行式,减速车道宜采用直接式。然后,根据驾驶员的驾驶行为和车辆在变速车道的速度变化,分别确定了平行式加速车道、直接式减速车道每一部分长度的计算方法,重点是利用移位负指数分布模型,推导了平行式加速车道等待段中车辆等待一个可插入间隙的平均等候时间。最后通过算例确定了主线和匝道在不同设计车速下的加、减速车道长度。该长度比现有规范中的参考值偏大,因为该变速车道长度考虑了三角渐变段长度,为相邻立交间距的确定奠定了基础。

分车道限速相关问题研究

速度管理是道路交通管理的重点工作之一,其目标是保障交通安全,改善交通环境,提高道路运输效率。速度管理包括法律法规、执法和工程措施等方面复杂内容。我国相关工作开展较为浅显,设置方法及管理手段简单,速度管理工作还存在一些不科学,不合理的问题。分车道限速作为速度管理中的一种,在很多城市快速路及高速公路上已得到运用。首先介绍车道变换行为对速度及安全的影响,分车道限速的一些优缺点,再根据分车道限速的影响因素,在车速限制标准的基础上,进行限速方案优化,给出一套分车道限速的合理流程及限速值的确定办法。

基于路段平均速度的坡道变速车道长度修正研究

通过对7条国道交通量数据的统计分析,选出我国高等级公路上行驶的有代表性的车型作为研究对象,以道路上车辆行驶的路段平均速度为基础,利用汽车行驶理论推导出坡道上变速车道长度修正系数的计算公式。讨论道路坡度对车辆加速性能的影响,进而推导出道路坡度与变速车道长度的关系,同时计算出不同道路坡道时的变速车道长度的修正系数,并与现行道路路线设计规范进行对比分析,给出坡道上变速车道长度的修正系数参考值,供公路设计人员设计山区或丘陵区高等级公路时参考。

变速车道影响下的城市道路多路合流区域换道交通流特性研究

根据实测数据分析,得到了城市道路多路合流路段的驾驶行为特性和交通流特性;引入驾驶员性格参数和描述驾驶心理的选择换道概率,建立了城市道路多路合流的元胞自动机模型(Cellular Automaton,简称CA);由JAVA数值模拟,模型验证后,得到了变速车道分别为直接式、平行式的多路合流的交通流特征参数。研究表明:直接式不利于主线、多条匝道的车辆通行,右侧匝道车辆对中间匝道的干扰严重;过长的平行式变速车道,加重了主线与中间匝道之间冲突,增大了中间匝道车辆对右侧匝道的影响。此外,直接式加重合流区的交通拥堵,相比之下,一定长度范围内的平行式变速车道对于合流区的交通运行状况改善明显,但过长的平行式变速车道会适得其反。

可变速智能车辆车道变换控制研究

提出了一种能够兼顾横向控制和纵向控制的可变速自动换道控制方法。首先建立了可变速的车辆运动方程,并采用基于动态目标位置概念的控制机制,以模糊逻辑为控制策略,以T-S模糊模型为控制结构,以自适应神经网络为隶属度函数的参数调整手段,设计出一种兼顾智能车辆横向控制和纵向控制的运动控制器。仿真结果表明,提出的控制方法是可行的、有效的,并且较为理想地模拟实际交通环境中车辆换道的行为特性。

城市地下道路出入口变速车道长度设计研究

在介绍国内外立交出入口变速车道设计长度和国外地下道路出入口变速车道设计长度的基础上,根据我国地下道路的功能定位和分类,结合我国城市地下道路交通实际情况,提出我国地下道路出入口变速车道设计长度的取值建议,对我国地下道路的规划、设计和建设具有积极的作用。

厦门机场路东坪山地下立交变速车道设计探讨

结合厦门机场路东坪山地下立交功能定位讨论城市地下立交变速车道的设计问题,提出东坪山地下立交变速车道设计思路及相关的安全设计措施,对城市既有隧道内新增立交的规划、设计有积极作用。

互通式立交变速车道平面几何设计探讨

变速车道是互通式立体交叉的重要主成单元,本文结合实践经验对各类型变速车道设计中遇到的一些问题进行了探讨.

快速路合流区大型车换道时空特征及风险研究

为了研究大型车换道行为特性及其风险状况,基于无人机拍摄与图像识别技术,采集快速路合流区大型车运动轨迹数据,并对其换道特性和时空风险进行分析。结果表明:大型车换道持续时间的平均值为5.28 s,前半时间平均值为2.60 s,后半时间平均值为2.68 s,纵向换道行驶距离平均值为78.12 m,均服从Weibull分布,且均与换道速度显著相关,大型车换道持续时间及前半时间均和与原车道前车间距、与目标车道前车间距显著相关,前半时间还与沿车道线距离显著相关;75.40%的大型车在合流区瓶颈路段前100 m内开始变道,且由外侧车道向内侧车道依次扩散;大型车与原车道前车的车间距和相对速度平均值最小,分别为22.91 m、-0.90 m/s,若换道间隙较小,驾驶员更倾向于在换道间隙缩小缓慢或不断扩大时换道;大型车换道时与原车道前车的碰撞风险最高,约有15.32%大型车换道时与前车处于不安全状态。

互通式立交匝道线形质量评价

互通式立交作为高等级公路的重要组成部分，其线形的优劣对立交交通功能的发挥有着极大的影响．本文从运行分析的角度对加减速车道的行车状态和设计理论进行探讨，建立了车辆行驶的速度模型，提出了用匝道平均速度、线形协调系数、耗油量作为指标评价互通式立交线形质量的方法．它的运用对互通式立交方案设计、评选及已建成立交的评价、改造有一定的参考价值．

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。