基于出租车运行数据的北京城市快速路油耗分布特征及影响因素分析

为了分析城市道路车辆油耗分布特征及影响因素,以辅助交通节能减排控制策略的制定和实施,将北京市城市快速路出租车实际运行数据按道路、交通和工况条件进行划分,以累积油耗百分比、累积运行时间百分比、相对瞬时油耗及百公里油耗为指标,利用对比分析和方差分析方法,细致研究各条件影响下出租车油耗特征.分析结果表明:道路纵坡对车辆油耗具有显著影响,上坡相对瞬时油耗和百公里油耗较高,下坡较低;平面线形对油耗无显著影响.路段油耗与车辆运行时间成正比,因此,缓解道路拥堵、减少行程时间将带来较大节能效果.高速交通条件下油耗贡献率近50%,相对瞬时油耗较高,然而其百公里油耗最低,因此,对于固定距离的出行而言,保持高速较为节能.加速工况下燃油消耗占总油耗的53%,且其相对瞬时油耗和百公里油耗也较高;匀速工况居中,保持匀速是驾驶节能的较好选择.三因素对油耗影响程度大小为:交通条件>运行工况>道路条件,表明驾驶出行时,为减少行程油耗应尽量提前规划路线,绕避拥堵路段;同时,也表明缓解道路拥堵将能有效减少道路交通能耗排放.

北京市公共自行车发展定位

北京市公共自行车处于发展模式决策的关键时期,亟须明确合理的发展定位,以适度控制规模,引导并协调好与其他交通方式的关系。从北京市公共自行车的发展现状与问题入手,分析公共自行车的准公共产品属性及其与现有交通系统的关系。明确北京市公共自行车的发展定位,即私人自行车交通的有效补充、发展自行车交通的重要环节、倡导绿色出行的重要手段。北京市应明确公共自行车的公益性定位,将公共自行车纳入公共交通体系,作为大容量公共交通的延伸和补充,使之成为解决公共交通出行最后一公里问题的重要手段。

社区交通管理规划理论体系研究及示范

针对我国社区交通管理与规划缺乏系统的理论指导的弊端,初步建立社区交通管理与规划理论体系。通过对社区以及社区交通的分析,依据道路交通系统的划分原理,将社区交通系统划分为道路系统、交通流系统、基础设施集三个基本要素;通过进一步分析各要素的组成结构以及相互关系,构建社区交通管理与规划体系。依据该理论体系,分别对社区内的出入口、交叉口、交通流线、道路系统以及停车系统进行优化设计,系统地解决社区的交通问题,最终实现整个社区交通系统的全局优化。同时,以已实施并取得较好应用效果的北京市朝阳区团结湖社区作为该理论体系的示范案例,证明交通管理与规划理论体系的切实可行。

基于组合赋权法的城市交叉口交通状态评价

为提高城市交叉口交通状态综合评价结果的准确性和稳定性,选取交通量和时间占有率作为评价指标,将城市交叉口交通状态划分成畅通、轻微拥挤、拥挤、严重拥挤4种类别。分别利用熵权法、变异系数法、层次分析法及组合赋权法确定交通状态评价指标的权重,然后,以K-均值聚类法确定的评价指标的聚类中心为基础,采用线性内插法确定评价指标的隶属度函数,对城市交叉口的交通状态进行综合评价。最后,通过实例分析对模型性能进行验证。研究结果表明:基于组合赋权法确定权重的交通状态评价与基于单一方法确定权重的交通状态评价相比,精确性和稳定性更高,在实验数据中表现出更好的适应性;并且基于组合赋权法1(熵权法和层次分析法)的城市交叉口交通状态评价结果精确性、稳定性及适应性最高。

轨道交通换乘站楼梯异质客流仿真

行人交通仿真是研究轨道交通换乘效率的重要方法。在实地数据调研的基础上,基于AnyLogic软件设计异质客流在地铁换乘站楼梯处走行仿真。根据个体占用空间及步行速度,分为普通乘客、携带大件行李乘客和老年乘客。考虑对外交通枢纽和生活居住用地的站点等多类站点,依据客流结构设计多水平异质客流和同质客流的仿真场景,对异质客流通过楼梯的舒适、安全、效率等特性计算评价,并进行敏感性分析。结果表明,异质客流乘客间的相互作用比同质客流更显著,四类场景的疏散效率最大相差12.9%;楼梯宽度大于4.2米时,拥堵的临界输入客流量λ最大相差3000p/h。

考虑快速路交织区驾驶人强行变道行为的交通冲突机理分析

驾驶人的强行变道行为对交通安全具有较大影响。为研究快速路交织区驾驶人强行变道行为引发交通冲突的机理、提升变道场景的安全性,本研究选取变道收益、变道车辆特征、目标车道后方来车避险特征、交通冲突严重程度4个变量构建了结构方程模型(structural equation model,SEM)。选取南京市1处快速路交织区为研究区域,通过无人机采集200个强行变道行为样本,并从中提取高精度车辆轨迹数据,分析了强行变道行为引发交通冲突的微观机理与关键特征指标。基于最小碰撞时间评估交通冲突的严重程度,以结构模型分析强行变道各环节因素引发事故风险的因果链路,提出压迫式、侵入式2种强行变道形态,综合考虑表征车辆变道收益与变道特征的多项微观指标,建立测量模型。SEM分析表明:变道收益显著影响变道车辆特征(p=0.044);变道车辆特征显著影响后方来车避险特征(p=0.001)与交通冲突严重程度(p=0.021);后方来车避险特征显著影响交通冲突严重程度(p<0.001)。在变道起始时刻,变道车辆与目标车道后车间距(p=0.002)、相邻车道前车速度差(p=0.012)与变道动机(p<0.001)可以有效表征变道收益;在变道过程中,驾驶人危险行为特征、车辆横摆角、横向速度均可有效表征变道车辆特征(p<0.001)。研究结果为微观视角下刻画车辆强行变道风险提供了有效指标,可为车载碰撞预警系统与短距离交织区交通设计提供理论支撑。

校车停靠过程中周边车辆运行安全诱导措施及效果评估

校车作为学生上下学接驳的重要交通工具,其运输安全至关重要,但因为校车周围车辆驾驶员忽视“校车特权”,非法超越校车而引发的校车事故经常发生。为了保障校车停靠安全,设计了校车停靠驾驶模拟实验场景及4组交通诱导措施方案:设置校车停靠站点标牌、设置校车停靠站点预告标识和站点双标牌、发布网联预警信息以及“预警+站点标牌”组合措施。利用二元Logistic回归模型、混合线性模型分析驾驶员驾驶行为参数,比较不同诱导措施在不同驾驶环境及不同性别驾驶员间的效果差异。研究结果表明:“预警+站点标牌”组合措施的安全效果优于其他诱导措施,且对女性驾驶员影响更为显著。有背景交通流时,各种诱导措施效果减弱。建议在交通流量较小的道路上设置校车停靠站点标牌,在交通流量较大的道路上采用组合诱导措施。研究结果能够为交通管理者提出校车安全改善措施,提高校车停靠及停靠过程中周边车辆的运行安全水平提供参考依据。

高速公路服务区交通安全设施设置方法研究

针对高速公路服务区交通安全设施设置主观随意性强、缺乏科学论证引起的设置不合理、不完善问题,对北京市高速公路服务区交通安全设施开展了广泛调研。通过对调研情况总结分析,提出服务区交通安全设施的不同设置方案,并搭建各设置方案的模拟场景,开展驾驶模拟试验;通过对试验结果进行分析,筛选出最优设置方案,形成基于人因的高速公路服务区交通安全设施设置方法。相关研究方法和结论可指导实际工程应用。

地面公交运营效率与服务质量评价综述

科学评价公交服务水平是优化公交系统性能的前提,能为政策制定与管理措施的改进提供方向,对促进公共交通优先发展有重要意义。针对评价维度单一导致的系统整体水平反映不充分的问题,本文从公交系统运营效率、运营服务质量、满意度及智能化等四个方面介绍国内外的最新研究现状,归纳总结了公交系统运营效率与服务质量评价的科学问题,包括时刻表优化以及效率评价指标选取、指标主观性的弱化、目标群体的划分与研究视角的选取;归纳分类了公交运营效率与服务质量评价的研究内容与模型,运营效率评价中较多考虑线路、线网相关指标,运营服务质量评价中较多考虑基础设施相关指标,用户满意度评价中较多选取乘客感受相关指标,智能化评价中较多选取数据处理与信息服务能力相关指标;分析了不同评价维度指标选取的共性与差异性,以及交叉指标之间的相互作用对公交系统整体评价的影响。最后提出未来研究方向:构建公交服务评价体系时应考虑企业、政府与乘客三者视角,提升评价体系完备性;评价过程中需注重多模式交通特性,将系统协同化、网联化、智慧化等因素纳入指标范围,并协同考虑城市的地域特点及出行需求特点;根据技术革新及行业发展态势,对于社区公交、无障碍公交、需求响应公交等多样性的公交运营模式,公交应急服务水平与绿色出行也需构建相应指标。

低客流公交运营模式优化方法

为解决低客流传统公交线路运营效率低的问题,考虑低客流公交线路客流时空特性,提出了采用传统公交与需求响应公交(demand response transit,DRT)相结合的组合运营模式:全时段传统公交模式(M1)、分时段传统公交+DRT模式(M2)全时段DRT模式(M3)的优化思路。分析了不同运营模式的要素,考虑乘客空间、时间特征,构建基于三维时空聚类的站点规划模型;考虑车辆行驶成本、乘客时间成本,以总班次运营成本最小为目标,构建了带有时间窗的灵活型DRT线路与调度规划模型,运用遗传算法进行求解。以北京市某公交线路进行仿真实证,仿真结果表明:M2相比M1、M3分别降低了9.0%、23.0%的运营成本。研究可针对低客流公共交通服务的运营方案制定与优化提供技术参考。

互通立交匝道运行速度预测模型

匝道是互通立交的重要组成部分,基于运行速度的匝道设计理念是目前公路及互通立交一种新的设计思路.本文以互通立交匝道小型车辆的运行速度为主要研究目标,通过分析互通立交匝道运行速度的影响因素,制订正交实验方案,运用车载高精度GPS设备,采集了北京市4座互通式立交共14条匝道车辆连续运行速度数据.根据其中10条匝道的数据,按照车辆在互通立交匝道上的运行速度特性将匝道分为三段:减速段、匀速段、加速段,构建互通立交匝道各个分段运行速度与影响因素之间的预测模型,并使用另外4条匝道的实测数据对预测模型进行验证.结果表明,模型预测值的相对误差在5%以内,验证了模型的正确性.

高速公路出行信息服务评价指标体系研究

目前,对高速公路出行信息服务水平的评价尚未形成一个完善可用的评价指标体系。为衡量出行信息服务的水平,根据高速公路出行信息服务的特点,从出行信息获取方式、信息内容、信息服务效果3个方面确定了评价指标的建立流程,构建了出行信息服务评价指标体系,主要从出行者接收信息、行业管理者提供信息服务时的便捷性、及时性、丰富性、准确性、时效性、满意程度6个维度评价服务水平,并将定量指标和定性指标相结合,运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)确定指标权重,优化指标体系。最后,以各项调查资料为依据,应用该指标体系评估某地区高速公路出行信息服务水平。综合评价结果在一定程度上反映了该地区高速公路的出行信息服务的水平和现状,验证了该指标体系的实用性和可行性。

基于手机信令数据的高速公路服务区客流特征研究

为了提高我国高速公路服务区的服务水平和质量,建立了服务区客流特征研究体系。首先对手机信令数据进行数据提取、处理及分析,然后从用户职住分布、用户行为轨迹、用户行为特征3个角度对服务区客流特征进行可视化研究和科学分析,并以运营商提供的京沪高速公路马驹桥服务区连续8周的手机信令数据作为该研究体系的实验案例。案例分析结果表明,该服务区服务设施现状水平不能充分满足用户多样化的需求,应针对用户需要合理增设及配置服务设施,提升服务区服务水平;也证明了服务区客流特征研究体系可以有效挖掘服务区现存问题,明确服务区发展方向,能为制定更为完善的服务区改善措施提供决策依据。

基于存储论的高速公路通行卡库存管理研究

为了提高高速公路通行卡的流转效率,提出了一种基于存储论的高速公路通行卡库存管理模型。利用高速公路复合通行卡CPC历史流转数据,基于自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA),对CPC卡需求量及流转量进行预测。该模型结合存储论的方法与思想,提出库存管理周期以及最大库存、预警值及最佳订购/调拨量等相关参数,实现了库存管理的动态调整。最后进行实例分析,得出基于存储论的库存管理模型对通行卡需求量与流转量的预测误差分别为7.4%和11.5%,表明该模型预测精度较高且能够根据通行卡流转情况动态调整各相关变量,减少了收费站库存成本,提高了通行卡使用效率以及高速公路服务水平。

基于工程实测的加速度-速度参数阈值分析

微观交通仿真中的参数标定是科学应用仿真技术的前提。为了减少参数标定的维度,提高仿真手段工程应用效率,将微观仿真参数分为基础参数和模型参数2个部分,并设计道路工程试验方案,对部分基础参数进行工程实测研究,构建实际运动场景下车辆运行加速度取值特征及加速度-速度的关系探究。根据车辆运行过程,将车辆加速过程分为车辆起步、提速、稳定3个阶段,并依据道路实测数据,应用数据包络的方法确定加速度与速度的函数关系及取值范围。在车辆起步阶段(0～7.2 km/h),需要较大动力完成起步动作,速度低加速度高,加速度-速度斜率k=0.1832;车辆提速阶段(7.2～35.4 km/h),需要确定周边运行环境处于安全状态,加速度有一定程度减少然后逐渐上升,加速度-速度关系整体斜率k=0.0259;车辆稳定阶段(35.4 km/h以上),速度相对稳定,加速度-速度斜率约等于0。由此确定了基础参数中加速度的阈值范围,对仿真软件中默认加速度-速度关系进行优化。

门架式可变情报板道路节点数量阈值研究

针对门架式可变情报板道路节点数量阈值缺乏量化依据的问题,选取42名驾驶人对7块显示不同道路节点数量的门架式可变情报板开展了室内静态认知实验,分析了视认时间、理解时间、信息理解正确率、综合设计评分和信息量接受程度评分这5项指标与门架式可变情报板道路节点数量的关系。基于趋势分析和Welch’s anova方法确定特征指标,构建了基于熵权法的TOPSIS综合评价模型,并通过计算特征指标综合评价指数进行验证。研究结果表明,道路节点数为2~8个时,驾驶人视认时间、理解时间、综合设计评分和信息量接受程度呈现显著差异变化(4项指标的差异性检验p值均为0.01),信息理解正确率没有显著性差异(p=0.13)。熵权法确定特征指标对道路节点数量影响程度由大至小依次为视认时间(0.32)、信息量接受程度评分(0.31)、综合设计评分(0.26)和理解时间(0.12)。依据TOPSIS综合评价结果并通过综合评价指数验证,最终确定门架式可变情报板道路节点数不宜超过4个。

基于改进U-net的沥青路面图像裂缝分割方法

为提高基于图像的沥青路面裂缝分割精度,基于U-net架构提出了strip-attention-u-net(SAU)网络。该网络采用ResNeSt50作为特征提取网络,能有效地捕捉图像中的语义信息和局部细节;在编解码跳跃连接阶段、解码器上采样阶段分别引入通道增强条形池化(channel enhanced strip pooling,CESP)模块、卷积块注意力(convolutional block attention,CBA)模块,该模块能有效减少通道压缩导致的特征丢失情况,更好地保留裂缝特征;结合Dice Loss和Focal Loss的损失函数可以使模型关注像素占比小、难以分割的细长裂缝。为测试SAU网络的性能,使用EdmCrack600公共数据集和BJCrack600实验数据集开展了模块消融实验,并与典型图像分割模型(FCN、PSPNet、DeepLabv3、U-net、Attention U-net和U-net++)进行了对比。结果表明:在EdmCrack600公共数据集上的对比实验中,SAU网络的裂缝分割效果更佳,裂缝交并比(intersection over union,IoU)和F1分数分别为50.89%和83.59%;在BJCrack600实验数据集上进行网络训练和对比实验中,表明SAU网络在沥青路面裂缝分割上的性能更优,裂缝IoU和F1分数分别为69.69%和90.90%,可为道路养护提供更为智能化、高效的决策支持。

基于ETC交易数据的高速公路行程速度提取模型

为了提高高速公路运行状态的监测水平,基于ETC交易数据预处理,根据计算周期内路段ETC数据量的大小,搭建了不同样本量水平条件下行程速度的提取模型。利用包含对象路段的多个OD对ETC交易数据提取路段的行程速度,提出基于OD对速度折减系数和可信度权值的速度修正方法,解决了小样本条件下速度提取可信度较低的问题。以北京市高速公路路段数据进行了现场验证。结果表明,模型的平均绝对误差为4.5km/h左右,平均相对误差为6.5%左右;高峰和非高峰时期的误差均方差分别为2.38km/h和3.39km/h,说明高峰时期的速度提取稳定性优于非高峰时期。仅利用ETC数据不能完整反映车辆的行驶状态,未来可融合其他数据源,进一步提高高速公路运行状态提取的准确性和可靠度。

不同需求影响下的自行车出行路径规划方法

目前已有自行车出行路径规划方法普遍存在需求差异性考虑不足、方案精度较低等问题,无法满足人们逐步严苛的出行需求,根据出行多样化需求(单一需求、复合需求)进行规划方法研究可以拓宽自行车出行路径选择手段。以通勤性出行、事务性出行、休闲性出行作为主要出行目的,通过文献研究、实地调查和因素分析,确认了出行时间、出行安全和出行环境3个方面的需求以及各需求下的影响因素,基于北京市西城区路网基础数据进行数值标定、算法描述等,分别研究了单一需求和复合需求影响下的自行车出行路径规划方法,根据不同出行目的下的需求差异性分别给出推荐路径。考虑到过街影响提高了出行时间需求下的推荐精度,单一影响与复合影响的差异也可以提供更多自行车出行路径的选择方法。

基于粒子群优化小波神经网络的行程时间预测

为使道路使用者在出发前获得具有高实时性和可靠性的行程时间预测信息,提高出行效率,需提升高速公路行程时间的预测精度。鉴于此,将生物学中粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization Algorithm,PSO)引入小波神经网络(Wavelet Neural Network,WNN)中,构建基于粒子群优化小波神经网络(Particle Swarm Optimization Wavelet Neural Network,PSO-WNN)的高速公路行程时间预测模型。首先将高速公路原始收费数据规整化,截取其中有效字段,获取研究路段一个月的行程时间数据并对其进行数据处理。然后分别基于PSO-WNN模型和WNN模型,利用Matlab进行实验。实验结果显示,PSO-WNN模型预测结果的平均绝对误差、平均相对误差和均方误差较WNN模型分别降低了83.36%,82.20%和98.15%。PSO-WNN行程时间预测模型不仅预测精度高,而且能较准确地预测出行程时间的走向及波动情况,在收敛速度方面也呈现出一定的优势,具有较好的适应能力。