基于数据驱动的快速路合流区加速车道长度的研究

设计长度合理的加速车道能有效地缓解快速路合流区频繁出现的交通瓶颈问题,因此采用数据驱动方法对快速路合流区的加速车道长度进行研究。利用无人机设备测取了快速路合流区的交通数据,从交通流特性及车辆汇入行为这两个角度对实测数据进行分析,得到了合流区车辆的驾驶行为;根据合流区交通流特点,对数据集进行聚类分析,使用生成对抗式网络训练不同合流区汇入行为车辆的跟驰换道模型,并与实测数据和SUMO仿真软件中内置模型进行对比分析;应用生成对抗式网络模型进行交通环境仿真,选取速度、交通密度、交通冲突率指标建立奖励评价函数,得出了加速车道长度设计的推荐值。研究结果表明:采用主线车辆提前减速和向内侧车道换道这两种手段,可实现协同换道避让匝道汇入的车辆;相比SUMO软件内置模型,生成对抗式网络模型更加贴近实际情况;仿真得出的单车道平行式加速车道长度分别在100、80、60 km/h情况下的推荐值为280、240、200 m。

西安市幸福路跨陇海铁路总体方案研究

随着城市发展以及对中心区域的提质优化,那些在中心城区中存在的特别难以优化提升且制约因素较多的断头路,近些年来越来越引起相关职能部门及领导的重视。本文通过对交通瓶颈区域的建设空间进行调查,分析总结了通道限制因素,以提高区域交通效率、均衡路网流量、增强交通服务功能等为目标,通过系统性地对交通状况进行分析,优化立交节点方案,强化通道的可实施性,以期为今后类似通道项目设计提供技术参考。

基于车路协同的快速路合流区可变限速控制方法

针对快速路合流区通行效率低的问题,利用车路协同环境下实时信息采集与交互技术,基于Gipps安全距离模型,对METANET模型进行改进;将动态安全距离融入可变限速控制中,建立起主线可变限速的控制方法和模型,引导匝道车辆利用主线可插间隙汇入,提高了快速路合流区的通行效率和匝道汇入的成功率;利用VISSIM与MATLAB联合搭建仿真控制环境,在不同流量下对所提出的控制策略进行仿真评估。研究结果表明:在中、高流量下,可变限速的控制策略使得速度分别提升了8.75%、 9.28%,密度分别降低了9.45%、 9.77%,行程时间分别降低了9.29%、 8.88%;延误分别降低了9.21%、 8.84%;证明了该可变限速控制策略能提升合流区通行效率,改善交通流运行状态。

北方寒冷地区交通碳排放驱动因素分析

北方地区气候寒冷,交通工具燃油效率低、车内加热需求增加及路面积雪结冰等复杂道路条件导致交通碳排放增加。因此,有必要针对寒冷地区的交通碳排放驱动因素进行分析,识别关键因素,并有针对性地降低碳排放。以典型北方寒冷地区黑龙江省为例,采用Tapio脱钩测度模型及GDIM因素分解法对2006—2021年黑龙江省交通行业碳排放驱动因素展开分析,分解得到8个驱动因素并发现其脱钩状态呈现“强脱钩-扩张负脱钩-强脱钩”,其中交通产值碳强度和单位交通行业产值的能耗促进脱钩,交通行业总产值和总周转量阻碍脱钩;另外交通行业总产值、能源消耗量对碳排放有较强的促进作用,交通产值碳强度和单位交通行业产值的能耗对碳排放有较强的抑制作用。

终端区交通复杂性评估及演变分析

终端区内飞行密集、环境多变,已成为国家空域系统运行能力提升的重要瓶颈。精准量化终端区内交通复杂性并把握其演化规律是实现空中交通精细化管理的基础,对于提升终端区运行能力有重要意义。终端区空中交通复杂性描述了某一时间点或时间段内空中交通流特征的复杂程度。基于动态密度思想,针对终端区运行特征,构建了多维度的空中交通复杂性评价指标,并运用熵权法确定指标权重,反映评估指标的无序化程度,评定信息量的大小。构建复杂度计算模型,从客观上利用多指标反映航空器实时复杂性演变。采用多智能体仿真建模工具NetLogo搭建了终端区仿真环境,以广州终端区的实际进场数据搭建了基础场景,模拟了终端区交通复杂性的宏观演化过程。通过调节进场移交点交通流需求比例、设计不同天气情景,分析了不同场景下交通复杂性演化特征。结果表明,该评估体系使用较少的指标和计算时间,能够较为准确、客观地评估时间片内的复杂性,符合实际情况。NetLogo建模工具能够仿真终端区交通流,直观地观察交通流运行行为。当进场移交点交通流流量分布更为均匀时,复杂性较低。终端区受恶劣天气影响时,其受影响程度取决于恶劣天气覆盖航段的航班流量分布情况、影响的范围以及受影响航段到跑道距离。部分交通流存在迟滞现象,反映了复杂性的蔓延时空特征。该复杂性评估方法能够有效评估航段、航线、终端区复杂性及演变规律,为开展终端区精细化空中交通管理提供参考。

公交站点区域行人与非机动车交互行为建模与仿真

为研究公交站点区域行人和非机动车的冲突行为,在元胞自动机模型的基础上,首先,考虑激进型行人和混合非机动车流,通过行人穿越决策规则和非机动车避让规则耦合行人运动模型和非机动车运动模型,采用双向行人Blue模型模拟进出站行人的运动行为,采用改进的NaSch模型模拟非机动车的运动行为,建立公交站点区域行人与非机动车交互模型。然后,在北京市西单商场公交站B站台开展观测实验,微观层面展现行人和非机动车之间的交互作用,分析在不同流量构成下二者冲突演化规律以及进出站行人到达率、非机动车到达率对延误和冲突数的影响。研究结果表明,非机动车堵塞多发生在非机动车与行人刚开始的交互处,并向来车方向延伸。与进出站行人到达率相比,行人和非机动车延误受非机动车到达率影响更显著;在进出站行人比例为0.5时,行人和非机动车延误达到峰值;进站行人比例为1时,行人和非机动车延误比出站行人比例为1时延误小;在行人到达率一定时,冲突数随着非机动车达到率的增大而增加,当行人到达率较小时,冲突数呈缓慢地增长趋势,随着行人到达率的增大,冲突数增长率呈现先增大后减小的趋势。

高容积率小学建筑交通空间寻路认知研究

高容积率校园作为目前城市发展中重要的小学校园形式,用以缓解当下义务教育阶段学位的供需矛盾,从而进一步推动教育公平的实现。超高的建筑容积率作为这种校园类型的主要特征,会对学龄儿童的行为举止、心理情绪等造成巨大影响。选取红岭实验小学和坪山实验学校作为校园案例,并建构适合于学龄儿童的三维虚拟模型,通过寻路实验的方式获取儿童的寻路行为和空间认知的特征,总结提炼出影响儿童认知的交通空间要素,以期为同类高容积率小学交通空间的优化提供理论支持与参考。

基于ARMA-AE-LSTM模型的进场交通流预测方法

为建立准确有效的空中交通短期流量预测模型,提高终端区管理效率,以进场交通流为对象进行研究。首先采用自回归移动平均(autoregressive moving average,ARMA)模型对流量时间序列进行初步线性预测,然后通过长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)模型对线性预测后的残差序列进行非线性修正预测。考虑到冗余特征会降低LSTM模型预测精度的问题,采用自编码器(autoencoder,AE)模型对LSTM模型的天气以及流量特征输入进行自适应压缩优化,最后设置对比实验对ARMA-AE-LSTM模型的准确性、鲁棒性以及时效性进行验证。实验结果表明:预测绝对误差在1.3架以内的占比达到75%;LSTM模型的平均每轮迭代时间降低为1.014 s;与其他常用深度学习预测模型相比,ARMA-AE-LSTM模型的均方根误差(root mean square error,RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)以及决定系数(r-squared,R2)评价指标分别改善了45.98%~67.66%、48.56%~67.35%、5.18%~21.07%;恶劣天气影响下,ARMA-AE-LSTM模型的鲁棒性更好。由此可见,该方法能够准确有效快速的预测空中交通流量。

农村地区道路交通安全综合治理意义及路径分析

农村地区道路交通安全工作是我国平安社会建设的有机组成部分,是确保乡村振兴建设、美丽乡村建设、新农村建设质量的前提条件。针对当前农村道路交通安全问题,需要相关部门结合农村道路特征,分别从安全管理、道路安全、人车安全等角度出发,探究出科学合理、全面有效、操作性强的综合治理策略。

基于TTC冲突风险的加速车道合流标线设置方法

为了提高合流区域的安全性,分析了不同形式的交通设施对合流车辆的影响,研究了考虑速度离散性的加速车道安全合流设施设置方法。首先,以减小合流区的速度离散性为目的,基于车辆的实测加速与换道过程,分析了车辆在合流鼻后的运动过程。其次,基于驾驶员实际换道位置需求,构建了合流区禁止跨越同向车行道分界线(禁止跨越标线)长度计算模型,采用了重复仿真的方式确定最大值的要求。然后采用双向4车道作为仿真模型,对比分析了主线、匝道在不同流量、车速下的标线长度,总结了禁止跨越标线长度的演化规律。最后,基于实测数据搭建VISSIM仿真模型,以交通冲突为评价指标对设置效果进行了验证,分析在不同流量、主线速度、匝道速度组合下的禁止跨越标线设置必要性。结果表明:主线交通量增大,需设置的长度越长;主线与匝道速度差越大,标线长度越长;主线车速越大,标线长度越长,匝道车速越大,标线长度越短;主线流量在1级、2级上半段时的追尾与换道冲突明显减少,此时宜设置;在2级下半段之后时,换道冲突有所减少,但追尾冲突显著增加,需要结合最外侧车道车型比例等交通条件进行控制;在3级服务水平下,施画禁止跨越标线导致追尾冲突显著增加,换道冲突无显著变化,不建议设置。禁止跨越标线的设置能够进一步增加车辆加速空间,提高汇入速度,提升合流的安全性。

基于多机场终端区交通态势的航班延误预测

为了针对性地制定后续优化措施,以降低多机场终端区内航班延误所带来的不利影响,并提高多机场系统内各机场的运营效率,进行多机场终端区航班延误的预测研究。首先,考虑多机场终端区交通态势对航班延误的影响,在对多机场终端区交通态势进行分析的基础上,建立6个描述终端区交通态势的指标。接着,构建反向传播(back propagation,BP)神经网络航班延误预测模型,将终端区交通态势指标、航班信息和天气环境数据等作为输入,航班延误时间作为输出,并利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化BP神经网络进行训练。通过实例验证和分析,基于多机场终端区交通态势的航班延误预测能够有效提高预测准确率,同时,通过粒子群优化BP神经网络的预测模型预测准确率均高于一般的考虑交通态势的BP和遗传算法优化的BP神经网络模型(genetic algorithm and back propagation,GA-BP)。

基于扩展决策场的机场落客区车辆—旅客行为建模分析

近年来,随着航空旅客运输的发展,机场陆侧交通资源愈发紧张。机场落客区作为衔接机场航站楼内部与外部交通之间的交互面,行人和车辆交互冲突严重,落客区运行压力大。本文以某国内机场为研究对象,基于实地调查的视频数据,建立基于Logistic回归模型的车辆让行模型;发布调查问卷,从效率、安全和舒适这3种属性收集该机场落客区场景下旅客做出的选择,最终建立落客区环境下的人车冲突仿真模型,利用仿真模型探究落客区内人车冲突情景。仿真结果表明:在多幅路结构的落客区内,旅客乱穿马路的选择与交通密度和过街次数有关,交通密度越大,旅客需要过街的次数越多,旅客乱穿马路的频率越低,在中幅路落客的旅客最高违规过街率为6.8%,在外幅路落客的旅客最高违规过街率为2.1%;当人行道和入站口相互间距扩大1倍,外幅路落客的旅客平均违规过街率提升1.6%,中幅路落客的旅客平均违规过街率提升0.9%;此外,通过限制旅客乱穿马路,可以有效减少非高峰时期车辆让行次数,提升落客区车辆通行效率。

基于轨迹数据的快速路交织区拥堵演变特征研究

对快速路交织区拥堵演变过程中宏观交通流参数与交通状态的时变关系进行研究,可以为快速路交织区交通状态判别提供科学依据。利用YOLO算法从高清视频中提取车辆轨迹数据后,利用卡尔曼滤波对原始轨迹数据进行降噪平滑处理;对快速路交织区拥堵演变过程中速度、流量、密度等宏观交通流参数与交通状态进行时变分析,揭示快速路交织区宏观交通流参数在拥堵演变过程中的时变特征。结果表明,在快速路交织区交通状态判别时,融合平均行程速度和交通流密度等指标,可以有效提高交通状态判别精度。

基于就医活动推断的老年人公交就医可达性研究

为准确评估老年人公交就医出行的实际可达性,本文基于老年卡数据构建公交出行链,提出基于公交出行链的老年人就医活动推断方法,获取老年人的实际就医出行需求和出行时间。引入公交实时到站数据以反映公交实际运营水平对就医可达性的影响,构建面向出行全过程的实际出行成本矩阵,包括等候时间、乘车时间、换乘时间。考虑不同医院服务供给能力差异构建综合服务能力指标,引入分级服务半径和高斯距离衰减函数,提出基于改进两步移动搜索法的老年人公交就医可达性计算方法。以北京市六环内区域为例进行实证分析,结果表明:老年人公交就医可达性整体呈现由中心向外围递减的趋势,在城市外围区域其分布也存在空间异质性,五环路外的东部和西部区域可达性较好,而北部、东北部区域的可达性相对较差;各区域高峰时段的平均可达性均明显低于平峰时段的平均可达性。本文可为提升老年人就医出行可达性和公交系统适老化水平提供支撑。

复杂艰险山区高速铁路慢行病害特征与治理

针对我国西南复杂艰险山区高速铁路建设与运营中路基、桥梁和隧道出现导致列车运行速度减慢的病害(慢行病害),依托南昆、沪昆、西成高铁3条复杂艰险山区高速铁路运营期间监测与补充勘察资料,分析不同慢行病害的危害方式与变形破坏特征,研究高速铁路慢行病害产生的原因,提出治理方案。研究得出结论:地层岩性、地形地貌、构造应力环境、气候降雨、岩体结构条件等多重因素造成复杂艰险山区高速铁路出现路基基底上拱、斜坡桥梁位移、隧道基底上拱、隧道混凝土腐蚀等慢行病害,针对不同慢行病害提出多种治理方案。研究成果可为复杂艰险山区高速铁路工程建设、运营维护提供借鉴。

考虑分心驾驶行为的高速公路合流区安全性评价方法

现有的公路项目安全性评价主要基于车辆运行速度的协调性,并未考虑交通状况和驾驶人可能出现的注意力不集中情况。考虑驾驶人分心驾驶和交通状况,提出一种高速公路合流区安全性评价方法:将驾驶行为、交通流及合流区几何设计等因素纳入到安全评价模型中,构建高速公路合流区的Vissim仿真模型,通过设置临时走神的持续时长和发生概率这两个参数实现对分心驾驶行为的模拟;采用灰色聚类方法综合评价高速公路合流区的交通安全性,构建入口匝道合流区的风险预测模型,并应用该模型预测依托工程高速公路入口匝道合流区的交通安全风险。研究发现入口匝道合流区的风险预测值符合多元线性回归,在相似的交通流状态下随着走神时间、走神概率的增加而单调递增。除了驾驶行为因素,交通量、主线与匝道运行速度差是影响合流区交通安全的另外两个主要因素。当高速公路主线交通量较大时,合理的限速可以降低合流区的风险水平。提出的考虑分心驾驶行为的安全性评价方法可快速、全面地评价合流区的风险水平,为制定合理的交通管制措施、改善公路合流区交通安全提供理论依据。

基于行车风险场的快速路短交织区车辆交互风险识别

为更加准确和直观地识别快速路短交织区行驶车辆之间的交互风险,解决传统风险识别模型无法连续识别换道时车辆间交互风险的问题,本文利用无人机采集快速路短交织区内车辆轨迹数据,并利用Tracker进行读取,筛选跟驰车辆对和换道车辆对,在现有行车风险场理论的基础上,综合考虑车辆面积、车辆前进时前后方风险差异、转弯时左右方风险差异以及车辆之间横向距离,适应性改进现有行车风险场模型DRF(Driving Safety Field),利用遗传算法和波良可夫模型标定模型参数。对比改进后行车风险场模型、车头时距倒数(THWI)、碰撞时间倒数(TTCI)对车辆间跟驰交互风险与换道交互风险的识别情况,验证该模型的有效性。结果表明,本文模型较THWI和TTCI更符合驾驶员的驾驶心理,且感知风险变化先于驾驶员,对车辆换道交互风险的识别率较THWI提升52.45%,较TTCI提升83.66%,本模型在换道交互风险的识别性能上表现的更加优越。基于本文模型对短交织区区域内多车共同作用产生的风险进行可视化,可辅助交通管理部门确定需要精细化组织的关键区域,也可作为评价管理措施改善效果的可视化手段。

高速公路互通立交与服务区合建交通标志设计

山区高速公路受地形、地质、生态环境及用地等条件的制约,互通立交与服务区合建逐渐增加,互通立交与服务区为同一高速公路主线出口,当驾驶员不熟悉交通标志时,可能会导致驾驶员误判,带来安全隐患。在山东省内首个高速公路互通立交与服务区合建工程的基础上,提出高速公路互通立交与服务区合建的交通标志设计示例。

德州至上饶高速公路龙腾服务区污水处理建设探讨

为解决高速公路站区污水处理点分散、水量小、水质波动大、低碳/氮比、高氨氮和缺乏市政管网等难点,龙腾服务区采用了生化耦合脱氮除磷污水处理工艺。该工艺具有针对性强、操作维护简单、脱氮除磷效果好及全寿命周期费用低的特点,解决了交旅融合服务区污水源以厕所产生水和厨余水为主、污水碳氮比极低、水量不稳定、每日用水高峰相对集中、节假日高峰冲击明显等问题,具备广泛推广应用的价值。本文为高速公路服务区特别是交旅融合服务区的污水处理提供新的解决方案。

城市核心区道路交叉口交通组织优化与评估

城市核心区道路交叉口畅通是城市路网系统高效运营的关键。本文选取新一线城市佛山顺德区核心区域的兴顺路与京珠线交叉口为研究对象。在对区域交通现状实地调查调查的基础上,采用饱和度评价、平均延误评价、最佳信号周期评价等研究方法,对兴顺路与京珠线交叉口的交通组织进行优化设计,从交叉口的渠化、信号配时等方面,提出了交叉口北进口处设置待转区和交叉口北进口处设置借道左转的2种方案,通过对方案进行评估和比较,最终确定交叉口北进口处设置借道左转的方案更优,以此为佛山市核心道路交叉口的交通优化提供参考和借鉴。