网联混合流高速公路车道管理及通行能力分析

为提高网联混合交通流环境下高速公路基本路段通行能力,需针对车流量、网联自动驾驶车辆(CAV)比例制定与之匹配的车道管理策略。针对低CAV比例环境下CAV专用车道闲置浪费的问题,提出了一种CAV优先车道管理策略。利用跟驰模型推导了混合交通流基本图模型,构建了人工驾驶车辆(HV)专用车道、CAV专用车道、混行车道及CAV优先车道通行能力模型,分析了高速公路不同车道组合方案适用的交通需求范围。然后,以双向4车道高速公路为例,基于SUMO仿真平台分析了CAV优先车道性能,对不同车道组合方案的通行能力和适用范围进行了仿真验证,并从效率、安全及能耗角度对车道组合方案进行了比较。结果表明:在适用性方面,CAV比例p≤0.5时,两条混行车道适用的交通需求范围最大,CAV优先车道次之,CAV专用车道最小;在效率方面,p≤0.5时,设置CAV专用车道方案的效率最差,CAV优先车道表现较好,且p越小优先车道效率提升越显著;在安全、能耗方面,设置CAV专用车道方案的能耗和安全性能较佳,CAV优先车道次之;在p>0.5时,设置CAV专用车道方案的综合表现更优;在多种车道管理方案均可行时,相比于两条混行车道方案,采取其他车道管理措施在安全、能耗上的表现均有提升;在需求D≤2500 veh/h,p≤0.5时,相比于其他车道方案,采用CAV优先车道方案既能满足通行需求、降低能耗,也能更充分地利用道路资源,综合表现均衡。

船舶拥堵水域通行能力预测技术

针对船舶交通流量大、水域繁忙情况下,通行能力预测难度过高的问题,提出船舶拥堵水域通行能力预测技术。利用船舶坐标位置以及航行速度,确定船舶状态,建立船舶航行队列模型。依据船舶领域模型确定船舶航行对应的椭圆形区域,作为船舶拥堵水域的领域。确定船舶领域内,影响航道容量的相关因素。设置船舶密度、船舶航行速度等水域通行能力影响指标,作为长短时记忆网络的输入。长短时记忆网络通过遗忘门、输入门以及输出门3个门控单元,选择保留或遗忘输入的数据,输出船舶拥堵水域通行能力预测结果。实验结果表明,该技术能够有效预测船舶拥堵水域通行能力,提高航道利用率,保障水域交通安全性。

考虑编队意愿的CAV队列对混合交通流条件下交叉口通行能力的影响研究

为研究考虑编队意愿的网联自动驾驶车辆(CAV)队列对混合交通流条件下交叉口通行能力的影响,针对CAV、自动驾驶车辆(AV)、人工驾驶车辆(HDV)构成的混合交通流,考虑CAV的编队意愿,基于10种车辆跟随状态类型和4种车间时距类型,基于马尔可夫链理论,推导出车辆跟随状态类型的状态转移矩阵和状态概率分布,构建交叉口通行能力模型,分析队列时距、编队意愿、渗透率(P_(C))、最大队列规模对交叉口通行能力的影响并进行数值案例验证。研究结果表明:通行能力随CAV队列时距的减小而增加;在给定P_(C)时,通行能力随编队意愿的增强而增加;P_(C)小于0.2时,编队意愿对交叉口通行能力的提高很小,P_(C)大于0.4时,编队意愿对提高交叉口通行能力的影响变得显著;更高的P_(C)是否会带来更大的通行能力,取决于编队意愿和异质的车间时距;对于控制队列规模不超过一个最大值k_(m′),在给定P_(C)时,通行能力随最大队列规模的增大而增加,但增幅逐渐减小;P_(C)小于0.2时,提高最大队列规模对通行能力的提高较小,P_(C)大于0.6时,最大队列规模对提高通行能力的影响变得显著。

左转专用短车道信号交叉口通行能力分析

针对信号交叉口左转专用短车道排队阻塞导致的时空资源浪费、通行能力降低等问题,本文分析排队阻塞车流形成与消散过程,从车流到达分布理论和概率论2个角度建立了排队阻塞概率模型。考虑到不同流向的放行顺序,结合交通流波动理论,建立了3种不同相位方案下排队阻塞时进口道通行能力模型。通过VISSIM对模型进行检验,并对模型影响因素进行敏感性分析,观察不同影响因素下通行能力变化趋势。结果表明,模型能更加准确地计算不同信号控制条件下左转专用短车道通行能力;左转专用短车道下,短车道容量、信号周期、绿信比、车流比例、车流平均到达率对通行能力起主要影响。

双曲拱桥拱轴线偏差对大件运输车辆通行能力的影响分析

文章以某风力发电设备通过西部某座双曲拱桥为依托,依据结构力学变形相容原理推导拱轴线偏差时恒载次内力计算公式,分析拱轴线偏差后对不同截面位置内力影响的敏感度,据此修正大件运输车辆通行能力等代荷载法判定理论公式,并在此基础上运用Midas软件建立有限元模型,计算拱轴线偏离时主拱圈内力,监控大件运输车辆过桥时各结构的力学行为,以确保风力发电设备安全过桥。结果表明,拱轴线偏离后计入恒载次内力影响更加符合实际受力状态,修正后的大件运输车辆判定公式能有效提高车辆过桥的安全性。

利用公交通行能力解决公交问题的探讨

分析我国公交的发展,指出在我国发展公交的道路上缺乏对公交通行能力这一重要指标的思考,提出研究公交通行能力来解决我国公交运营中存在的问题,并建立公交(包括公交车辆和公交乘客)通行能力模型。然后以北京中关村大街的公交专用道为实例,从公交通行能力方面分析该段道路公交车拥堵、混乱产生的原因,然后根据实际情况提出解决措施。

非机动车道混合流通行能力计算及特性分析

针对非机动车交错行驶、蛇形运动特点,为更合理计算非机动车道混合流通行能力,提出了一种基于时空消耗的非机动车道混合流通行能力计算方法。通过武汉市7条非机动车道的饱和时段交通流观测数据,采用本文方法计算该7条非机动车道的混合流通行能力;利用数据拟合与方差分析得到不同隔离方式及宽度下非机动车车速及电动自行车比例对单一非机动车平均时空消耗的影响,进而分析非机动车道的混合流通行能力特性。实例研究结果表明:纯电动自行车比纯人力自行车的单一非机动车平均时空消耗约降低2.15 (m2·s)/辆,电动自行车的运行效率高于人力自行车,对通行能力具有提升作用。基于时空消耗的混合非机动车道通行能力计算分析,能克服忽略非机动车行驶特性及多因素简化降低非机动车道混合流通行能力计算精度的弊端,计算原理清晰,便于路上试验开展。

空中航路点通行能力评估与优化方法

航路作为空中交通流的承载体,其瓶颈主要在于交叉航路节点的通行能力。为提高航路网络的运行安全和效率,优化航路网络的拓扑结构,本文提出基于仿真样本-代理模型-变量优化的航路点通行能力优化框架。根据历史数据统计繁忙航路点的高峰时段航班数量及繁忙高度层流量占比情况,提出基于仿真的通用航路点通行能力评估方法;以航路点构型中的航路输入角度、流量占比和输出角度作为输入特征,将航路点通行能力评估方法得到的通行能力值作为样本标签,训练多层感知机代理模型,实现对航路点通行能力评估的快速计算;基于粒子群算法,以调整航路角度和交通流分布作为优化手段,对航路点通行能力进行优化。实验结果表明,构建的航路点通行能力评估方法能较好地反映实际航路点的通行能力状况,使用多层感知机作为代理模型能够满足航路点通行能力预测代理任务的精度要求,平均绝对误差为1.19,优化的航路点通行能力相比优化前提升了37.9%,验证了优化框架的有效性。

数字普惠金融、高速公路通行能力与城乡居民收入差距——基于面板门槛回归模型的实证检验

从资源错配和市场割裂角度看,数字普惠金融和交通基础设施完善可以改善我国城乡收入差距。目前数字普惠金融和现代交通基础设施的标志——高速公路远未发挥应有的作用。本文使用2013—2022年中国省级面板(除西藏、香港地区、澳门地区和台湾地区外)数据,以高速公路通行能力为门槛考察数字普惠金融发展对城乡居民收入差距的影响。研究发现:高速公路通行能力对数字普惠金融改善城乡居民收入差距起显著调节作用;数字普惠金融和城乡居民收入差距之间存在受高速公路通行能力影响的显著门槛效应;数字普惠金融发展对缩小城乡居民收入差距的作用发挥仍受约束。最后,建议合理提升高速公路通行能力,审慎发展数字普惠金融,畅通城乡要素流动渠道。

BRT公交专用道通行能力分析

BRT公交专用道的通行能力计算和分析是规划和设计快速公交系统的基础依据和先决条件，本文从首先总结和分析了国外BRT系统规划建设和运营的经验，简述了BRT公交专用道的设置方法，并结合公交站点的通行能力影响因素，系统而全面的介绍了BRT公交专用道的通行能力的计算方法，对我国规划和建设发展BRT快速公交系统提供参考。

提升高等级公路交叉口通行能力的设计与研究

近年来国家为提高国省道的通行能力逐步将道路等级提高,道路等级提高后影响车辆通行能力的主要因素是较多的交叉口设置。目前公路行业针对平面交叉口的设计缺少相应的规范和量化标准,但交叉口一直是交通事故的多发点,人车混行严重、车辆通行缓慢,大大降低了高等级公路的通行能力。结合国道208线长治境内一级公路改扩建工程案例,通过分析影响平面交叉通行能力的因素(冲突点位置及数量),采用整体式路基分割岛法、整体式路基偏转岛法、分离式路基接线法三种新的设计理念来提高道路交叉口的通行能力,从而解决传统平面交叉口通行能力差的问题。

城镇化地区多车道高速公路设计通行能力研究

自1988年沪嘉高速一一中国第一条高速公路建成通车以来,我国高速公路建设成绩显著,为经济社会发展发挥了重要的支撑作用。到2022年底,全国高速公路通车总里程达到17.73万公里,路网规模稳居世界第一位。面对新时代交通运输发展要求,我国部分早期建成的双向四车道高速公路交通量已严重饱和,制约了路网整体运行效率,亟待优化和提升部分高速公路的通道能力。

高速公路大件运输最大通行能力评估方法

提出了高速公路大件运输通行路线的最大通行能力计算方法,该验算方法作为一种先行算法,是在大件运输车辆通行前,对各个路段可以通行的最大荷载进行计算确定。结合工程实例,论文详细介绍了路段最大通行能力验算的流程、内容和方法,包括通行路线典型桥梁结构抽检原则、验算参数取值、验算方法、验算内容,并重点提出了各项验算内容的验算控制标准,作为确定桥梁通行能力的重要方法和依据。

高速公路收费广场通行能力优化模型

对高速公路收费广场的通行能力进行优化。基于M/M/c排队系统,将车辆通过收费广场的过程分为进站系统和出站系统两部分,考虑到公路交通流量逐年增加的情况,提出两种优化模型,模型1通过最小化平均等待时间来获得最大通行能力,模型2通过确定快速路径和正常路径的最佳比例来最大化系统流量。结果表明,随着收费站数量的增加,收费站前的平均等候队伍呈现下降趋势,而收费站后的平均等候队伍呈现上升趋势,在收费站数量为12个时出现交叉现象,说明高速公路收费广场在给定条件下达到了最佳效率或最大通行能力;每个收费站的平均交通负载不超过0.7,仍有可用资源用于响应额外的输入交通流增加。

公路隧道竖向滑梯人员疏散行为及通行能力试验研究

为探究公路隧道内竖向滑梯人员疏散行为及通行能力,采用现场试验,分析性别差异及人员组织秩序对滑梯通行过程的影响。结果表明:人员滑梯通过时间处于1~3 s,在有序疏散时减少。少数参与者对竖向滑梯感到畏惧,建议设置滑梯安全使用说明及注意事项等缓解人员恐慌心理。单滑梯疏散时,不管采取何种人员组织秩序,男性的平均滑行速度始终大于女性;有序疏散时,男性和女性的平均滑行速度均有所增大,且女性增幅更大,尤其是在女士优先时。多滑梯疏散、有序疏散均能提高滑行速度;对于女性,有序疏散时滑行速度提高程度更大,但滑行速度并非越大越好,速度过大会产生危害,建议在滑梯出口处采取一些缓冲措施保障人员安全。竖向滑梯通行能力处于24.3~30.9人/min,平均通行能力为27.63人/min。

考虑通行能力和交通流稳定性的雾天高速公路限速研究

从通行能力和交通流稳定性两个层面对雾天高速公路限速值进行研究。选取经驾驶模拟器数据标定的雾天跟驰模型来描述车辆跟驰行为,并计算雾天高速公路通行能力和交通流稳定性。分别提出优先考虑通行能力和优先考虑交通流稳定性的雾天高速公路限速方案。研究结果表明:轻雾场景和浓雾场景分别在限速100 km/h和80 km/h时的通行能力最大,均在限速40 km/h时的通行能力最小;轻雾场景和浓雾场景均在限速40 km/h时的交通流稳定性最优,分别在限速60 km/h和100 km/h时的交通流稳定性最差;采用优先考虑通行能力的限速方案时,雾天高速公路通行能力最大,较最小通行能力可提升28.68%~44.66%,稳定性则较最优值下降18.81%~82.92%;采用优先考虑交通流稳定性的限速方案时,交通流稳定性最优,较最差值可增加1.97倍~106.33倍,通行能力则较最大值减小22.29%~30.87%。

无路侧干扰条件下公路基本路段通行能力计算方法

为计算公路基本路段通行能力,采集济南、临沂、日照、德州等地的公路信号交叉口直行车道的单车道交通流数据,近似作为无路侧干扰条件下公路基本路段交通流数据,选取车道数、车道宽度、路肩宽度、中央隔离带宽度、交通组成等作为公路基本路段通行能力的影响因素,采用皮尔逊系数分析法筛选影响通行能力的关键因素,通过回归分析法建立单因素与单车道通行能力的函数关系,计算关键影响因素的单车道通行能力修正系数。采用双因素方差分析法分析不同影响因素的交互作用关系,构建含多影响因素和影响因素交互项的公路基本路段通行能力多元回归模型。结果表明:车道数、车道宽度及小型车占比与单车道通行能力的相关性显著,为关键影响因素,按重要度从大到小依次排序为小型车占比、车道数、车道宽度;3个关键影响因素非相互独立,存在一定的交互作用,车道数与小型车占比、车道宽度与小型车占比间均存在交互影响;构建的多元回归模型的计算准确度为96.30%,能较好地计算公路基本路段的通行能力。

环形交叉口服务通行能力研究

研究了环形交叉口通行能力与服务水平 .在建立通行能力理论模型的基础上 ,详细阐述了环形交叉口总的基本通行能力的计算方法 ,得出了三种典型环形交叉口的总的基本通行能力 ,分别为 2 70 0辆 /h ,36 0 0辆 /h和 4 10 0辆 /h .建立了以车辆平均延误为指标的服务水平划分方法 。

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.

自动驾驶与常规交通混合条件下通行能力研究

随着自动驾驶技术不断升级,现有交通设施的容量也相应随着技术的革新发生变化,传统车辆不会立即退出历史舞台,在未来一段时间内自动驾驶车辆将和传统车辆共用现有的基础设施,因此开展混合交通条件下通行能力的研究有助于重新审视既有交通设施的容量,并对这种场景下管理及技术发展方向提供一定的指导作用。结合自动驾驶车辆的运行特征,研究不同自动驾驶混入率条件下各参数对宏观道路潜在通行的影响,利用概率论及蒙特卡洛方法进行理论计算,模拟自动驾驶车辆出现在车队的位置和时空需求,并对不同的组队策略进行详细分析,粗略估计在混合交通状况下交通能力提升的趋势和影响程度,为混合通行能力的测算提供了一种方法,并提出管理和自动驾驶技术的发展方向,为进一步适应自动驾驶技术的变革提供了有益参考。