长大下坡路段货车运行速度特性及预测

为研究长大下坡路段货车运行特征,提高运行速度预测模型的有效性,确保车辆在长大下坡路段安全行驶,收集西南地区某高速公路连续长大下坡路段断面车速数据,对货车速度时空分布特性及车速离散程度进行分析,并通过Q-Q概率图和单样本K-S检验对长大下坡货车速度分布特征进行检验,得到长大下坡路段货车行驶速度分布特性,根据分布特性进行运...     

连续长大下坡路段大货车运行速度预测模型

针对既有线形一致性评价方法未考虑连续长大下坡道路特性的问题,利用10个高速公路连续长大下坡路段的95个特征断面运行速度观测数据,分析了大货车运行速度与坡长、平均纵坡和曲率的关系,建立了大货车运行速度与车辆驶离连续长大下坡起点的距离、车辆至连续长大下坡起点的平均纵坡的关系模型,提出了基于大货车运行速度的连续长大下坡路段线形一致性评价方法. 研究结果表明,提出的模型反映了连续长大下坡路段大货车的运行速度特征,可为高速公路连续长大下坡路段路线安全设计和线形一致性分析提供理论支撑.     

基于神经网络的行驶时长预测

定位设备的普及产生了海量的车辆行驶数据,使得利用历史数据预测车辆行驶时长成为可能.车辆行驶数据由两部分组成:车辆行驶经过的路段序列信息和出发时段;路径总长度等外部信息.如何提取路段序列特征,以及如何将序列特征与外部特征有效地融合,成为预测行驶时间的关键问题.为解决以上问题,提出了一个基于Transformer的行驶时间预测模型,模型由路段序列处理模块和特征融合模块两部分组成.首先,路段序列处理模块使用自注意力机制处理路段序列,提取路段序列特征.该模型不但可以充分考虑各条路段与其他路段间道路速度的时空关联性,同时可保证数据并行输入模型,避免了使用循环神经网络时数据顺序输入导致的效率低下.其次,特征融合模块将路段序列特征与出发时段等外部信息相融合,最终获得预测的行驶时长.在此基础上,统计路口连接的路段数作为路段的上/下游路口特征,与路段特征结合输入模型,进一步提升了行驶时长的预测精度.在真实的数据集上与主流预测模型进行的对比实验表明,该模型在预测精度以及训练速度上均有提升,体现了所提模型的有效性.     

基于运行速度的公路线形协调性评价

不能较好地符合车辆行驶特征的道路线形指标设计是造成交通事故的主要原因之一.由此,在参考国内外研究的基础上,结合我国交通部现行的公路项目安全性评价指南和设计速度为80km/h的公路典型路段的划分方法,对车辆在实际运行环境中的运行速度进行了修正,重新提出了典型路段下运行速度的预测模型,并总结了基于运行速度的公路线形协调性和连续性评价标准.最后,根据鹤大高速杏复段的线形设计数据,对K39到K49路段进行了运行速度的预测及修正,对该路段典型路段的线形协调性予以评价,找出线形协调性不良路段,提出安全性调整方案.     

一种高速公路隧道交通流元胞自动机模型

针对高速公路隧道交通瓶颈,通过分析高速公路隧道区域通行环境特性,研究车辆行驶在高速公路隧道路段时的换车道、加速、减速等微观交通现象,在双车道元胞自动机模型STCA模型基础上,引入车辆速度控制条件和车道控制条件,提出了一种高速公路隧道交通瓶颈元胞自动机模型,分析了不同长度高速公路隧道对区域路段交通流的影响。研究结果表明：建立的模型能够模拟车辆在高速公路隧道区域的时空变化特征;高速公路隧道瓶颈会对紧邻瓶颈下游的特定长度路段的交通流产生缓冲作用;隧道路段区域的最大流量以及平均车速与无隧道路段区域相比,将会随着隧道长度的增加而逐渐降低。     

高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性分析

准确分析重载车辆在高速公路超长爬坡路段的行驶状态,能够保证车辆的主动安全控制。当前车辆形式状态安全稳定性分析大多采用单一集中卡尔曼滤波方法,存在容错性差的弊端,稳定性和可靠性不高。为此,从新的角度对高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性进行分析,通过失稳角对行驶状态安全稳定性进行分析;依据弯道路段事故特征,分析重载车辆出现侧翻与侧滑的现象,得出高速公路路面情况、坡度和转弯半径对重载车辆行驶状态安全稳定性有影响的结论。引入加速度干扰概念,以更加有效的分析重载车辆行驶安全稳定性。实验结果表明,所提方法能准确分析重载车辆行驶状态的安全稳定性。     

半挂铰接列车山区高速路段协同水平分析

现阶段半挂铰接列车动力性能不足,导致山区高速公路设计指标与车辆行驶性能存在协同水平低的问题。文章以东风天龙半挂铰接列车为研究对象,开展了自然驾驶实车连续行驶试验,根据车辆运行状态参数及道路纵面高程变化,剖析了纵坡路段下车辆连续速度、平衡车速以及短下坡-上坡衔接路段速度变化特征,并以20 km·h~(-1)作为速度折减量,获取了适用于半挂铰接列车的临界坡长指标。试验结果表明:相比于相关公路路线设计规范中的代表车型,半挂铰接列车平衡车速下降了25%～35%,临界坡长降低了44%～58%;在短下坡-上坡山区高速路段,车辆车速主要分布在80～90 km/h区间,呈现区间控制状态。该研究可为山区高速公路纵断面设计、车路仿真及车速管控提供基础数据,进而提高半挂铰接列车行车安全。     

高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性分析研究

准确分析重载车辆在高速公路超长爬坡路段的行驶状态,能够保证车辆的主动安全控制,当前车辆形式状态安全稳定性分析大多采用单一集中卡尔曼滤波方法,存在容错性差的弊端,稳定性和可靠性不高。为此,从新的角度对高速公路超长爬坡路段重载车辆行驶状态安全稳定性进行分析,通过失稳角对行驶状态安全稳定性进行分析,依据弯道路段事故特征分析重载车辆出现侧翻与侧滑的现象,得出高速公路路面情况、坡度和转弯半径对重载车辆行驶状态安全稳定性有影响的结论。引入加速度干扰概念,以更加有效的分析重载车辆行驶安全稳定性。实验结果表明,所提方法能准确分析重载车辆行驶状态的安全稳定性。     

基于驾驶行为需求的长大纵坡界定

考虑到山区高速公路的设计中长大纵坡路段的设计,且现行路线设计规范中没有针对长大纵坡路段给出界定标准的问题.本文从驾驶需求出发,将车辆运行速度作为驾驶行为的宏观表现,对长大纵坡路段驾驶行为特性进行分析.采集20名大货车驾驶员在长大纵坡路段实车试验数据,分析得到驾驶员在长大纵坡路段运行速度与平均纵坡坡度和坡长之间的互动关系,建立了大货车运行速度预测模型.分析得到设计速度为60 km/h的山区高速公路在不同平均纵坡条件下最大坡长.      

城市大型活动车队行驶特征与交通影响分析

为保证城市大型活动专用大巴车队行驶过程中的安全稳定,防止车队出现运行紊乱、前后脱节的现象,基于车流波动理论,以平均车辆延误、最小发车间隔、尾车追及距离为指标,分析车队长度、发车间隔、运行速度对于车队通过瓶颈路段运行状况的影响,并讨论大巴车队通过交叉口时对社会车辆产生的延误,最后,以深圳“大运会”开幕式为例,进行实证研究.研究结果表明,车队通过瓶颈路段的行驶稳定性随着车队长度、正常段与瓶颈段行驶速度差的提高而降低;交叉口社会车辆延误随着车队长度与发车间隔的增大而减小.     

苜蓿叶立交集散车道内车辆运行速度特征分析

为了确定高速公路苜蓿叶立交集散车道车辆运行速度特征和速度值,确保车辆在集散车道上运行协调可控,使车辆在行驶时能够安全运行。采用雷达测速仪对集散车道各出入车辆运行速度进行实地采集,选取互通立交集散车道特征点处自由流状态下车辆速度作为分析样本,建立主线车辆通过集散车道驶出高速和相交高速车辆通过集散车道驶入主线的速度运行曲线。结果表明:车辆通过集散车道进入出口匝道1,整个车辆运行过程中处于减速状态,从分流点到鼻端减速较慢;而从鼻端到第一个出口车辆减速较快。车辆通过集散车道进入出口匝道2,车辆先减速后匀速,到达交织区时再次减速,最后驶入匝道。车辆从入口匝道1进入集散车道,车辆以较为稳定的加速驶入主线。车辆从入口匝道2进入集散车道,先以较大的加速行驶,后缓慢加速驶入主线。可见,车辆通过集散车道出入高速公路运行速度呈现出规律性。通过对车辆运行速度分析,对集散车道车辆的交通安全防控和规范的完善有着重要价值。     

高速公路中间带安全侧向净距值

为了研究高速公路中间带安全侧向净距值,在具有代表性的试验路段实测了超车道上行驶车辆的行驶速度与相应的内侧净距.用数理统计的方法研究了不同车型的车辆行驶时的内侧净距与车速的关系,分析了路缘石对内侧净距的影响,从安全角度提出了高速公路中间带安全侧向净距值.研究结果表明:汽车行驶时的内侧净距与车速呈线性关系;位于护栏外侧的凸起路缘石,对汽车行驶的安全侧向净距有一定影响;中国许多正在运营的采用分设型布设中央分隔带护栏的高速公路安全侧向净距不足.     

山地城市道路长上坡路段运渣车运行速度特征

为了明确运渣车在山地城市上坡路段的运行特征,通过现场采集与对比分析的方法,在重庆市主城区内选取若干条具有标志性的上坡路段为测试对象,对其测试断面进行划分,利用雷达测速仪测出夜间10点到12点通过不同断面的同一辆车的行驶速度值,利用软件对获得的行驶速度值进行统计并绘制折线图,得到了行驶的速度规律。其结果表明：① 运渣车等大型车辆的速度变化并不是具有标准的趋势,本实验得出了五种模型,但大致情况可看出坡底处存在冲坡现象,坡顶处速度由于汽车动力性等原因有所下降;②小型车辆在长上坡路段行驶时受坡度的影响较小,其速度变化范围不大。公共汽车则通常保持较低的行车速度,在20～40 km.h^-1 之间波动;③ 当长上坡的坡度较大时,运渣车在入坡时速度达到最大值,最后半段的速度基本保持不变;④ 在同一路段上的大型车辆与小型车的速度变化不一,大型车辆受坡度影响大于小型车辆;⑤ 运渣车与其他车型在上坡时的速度波动趋势存在冲突,易造成交通事故。     

山地城市长上坡路段小客车行驶速度的模式特征

与平原城市相比,山地城市道路具有弯道多、坡度陡、曲率变化大、交叉口间距长、路侧干扰少等特点,车辆的运行状态存在特殊性。关于小客车在上坡路段的速度变化特征此前一直存在不同推测。为明确山地城市长上坡路段小客车的行驶速度特性,在重庆市主城区内选择多条具有代表性的上坡路段为对象,采集多个测试断面的行驶速度,得到了小客车在夜间和日间的速度变化趋势和影响因素,以及大型车与小客车之间的速度差异、以及路段环境和昼夜因素对速度的影响。结果表明:1小客车在山地城市上坡路段的速度变化趋势呈典型的多样性特征,比如持续递减、维持不变、持续升高、以及不同类型的波动,共确定了6种变化模式;2面包车在上坡路段的速度均值最低、三厢/两厢轿车居中,SUV速度最高,SUV与面包车的平均速度相差约5 km/h;3在日间,道路坡度对小客车速度无明显影响,受路侧、交通量和信号灯影响更大;夜间小客车在上坡路段的行驶速度会出现衰减;4在直坡路段,小客车的夜间行驶速度高于日间,并且速度在各观测断面的分布比较离散;而对于弯坡组合路段,速度在各断面的分布比较集中,且速度幅值低于日间。     

高速公路平曲线标志标线组合设计评价指标

基于驾驶模拟实验数据,结合驾驶员在高速公路平曲线的运行速度特征、转向特征与行驶轨迹特征,选择速度、方向盘转角系数与横向位置数据构建了高速公路平曲线标志标线组合设计的合理性评价指标与有效性评价指标.其中,合理性评价指标包括转向位置的合理性评价与驾驶负荷的合理性评价,采用小波分解的方法对方向盘转角系数进行多层分解,获取驾驶员转向起终点位置与高频能量,通过驾驶员转向起终点与直缓点/缓直点的距离进行转向位置的合理性评价,通过高频能量比进行驾驶员操作负荷的合理性评价.有效性评价包括运行速度控制的有效性与车辆横向位置控制的有效性,通过平均速度、运行速度与车速离散度进行速度控制效果的评价;通过平均换道次数、平均压线行驶距离进行车辆横向位置控制的有效性评价.通过实例应用验证了研究标志标线组合设置的必要性与评价指标的有效性.     

基于门架数据的高速公路运行状态评价研究

高速公路信息化建设日益完善，为了能够更加详尽地掌握高速公路的交通状态，以济青高速为研究对象，通过挖掘门架数据，设计了k均值聚类算法和基于密度的噪声应用空间聚类算法相结合的两阶段聚类方法来识别驶入服务区车辆和异常行驶的车辆，再结合各车型流量占比加权的交通状态指数，从时间和空间维度分析高速公路路段交通状态。研究结果表明，两阶段聚类算法有着很好的识别效果，通过交通状态指标发现在7:00—20:00时段高速公路存在3个交通状态较拥堵的时段，精确地识别出高速公路中交通状态较拥堵的路段，并且发现路段的大车混入率与交通拥堵程度呈现密切的正相关的趋势，最后依据交通状态指数将济青高速路段交通状态划分为4个不同的等级，为交通管理部门提供了路段交通状态评估的技术支持。     

三福高速公路运行车速与交通安全关系研究

基于运行车速理论,以实际的车辆运行速度和交通事故调查为基础,对三福高速公路运行车速和交通安全之间的关系进行研究.研究结果表明,实际的运行车速越高及运行车速变化量越大,交通事故率也越高.最后,运用车速变化量与交通安全的关系对整个高速公路路段进行安全评价.     

基于重载车辆性能的高速公路长大纵坡临界坡长确定

针对由山区高速公路纵坡坡度和坡长组合设置不合理,导致长大纵坡路段交通事故频发的问题,通过分析重型车辆上下坡运行速度特性及受力情况,以陕汽生产的F3000重载汽车为例,通过理论推导构建重型车辆公路纵坡爬坡及下坡车速与坡长理论模型,模拟不同比功率重型车辆上、下坡运行速度与坡长的变化关系,并确定高速公路合理的上下坡临界坡长。研究中假设工况为高速公路坡度1%～6%,上坡车辆最高初速度和最低末速分别为80、50 km/h,下坡最低初速度和最高末速度为0、80 km/h。使用MATLAB模拟计算其坡度与车速的变化规律。研究结果表明:上坡过程中,以80 km/h的初速度为例,稳定车速为45～61 km/h;当坡度一定时,比功率越大的车型速度降低的越快,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长越长。下坡过程中,当坡度一定时比功率越大的车型,车速增大越多,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长就越短。在坡度为1%～3%时,无须设置爬坡车道;当坡度大于3%时,比功率较低的车型,爬坡性能较差,车速下降较快,需要设置爬坡车道。重型车辆在4%、5%、6%的坡度行驶时,设置避险车道的坡长阈值分别为5.5、4、3 km。研究成果可为山区公路线形的合理设计、道路的安全防护以及爬坡车道与避险车道的设置提供理论依据,从而提高山区高速公路重型车辆的行车安全。     

公路隧道群追尾交通事故预警模型

由于公路隧道群追尾交通事故与车辆行驶过程中的运行状态密切相关,将车辆制动距离、行驶速度、车辆类型等交通流参数作为其识别预警特征参量,结合人工免疫系统原理,构建了智能化的公路隧道群追尾交通事故预警模型,能够对车辆异常状态的发展趋势做出较为准确的判断,并给出相应事故安全级别的预警信息.最后,以西汉高速公路隧道群区段为例,运用该基于人工免疫机理的预警模型进行工程实例仿真分析,得出了不同工况下的预警事故信息,说明了预警模型的准确性和可行性,为我国高速公路隧道群区段的安全运营管理提供了重要的理论依据.     

提示距离和初始速度对高速出口驾驶行为的影响

出口提示距离和初始速度对驾驶行为的影响直接关系到高速公路出口段的交通安全.为了分析二者的不同组合对驾驶行为的影响效应,在设计速度为100 km/h的山区高速公路服务区出口路段进行了3种出口提示距离(700、500和300 m)与3种初始速度(超速状态110 km/h、达速状态100 km/h和未达速状态90 km/h)组合条件下的驾驶行为实车试验,对减速车道渐变段起点处的断面行驶速度、最大减速度、变道初始位置等驾驶行为特征参数进行了采集和分析.试验分析结果表明:出口提示距离和初始速度均会对减速车道渐变段起点处的断面行驶速度造成显著影响,各种组合下减速车道渐变段起点断面行驶速度比主线设计速度降低8～18km/h;最大减速度受初始速度的影响显著,但是受出口提示距离的影响不显著,出口提示距离为700 m时达速和超速状态下车辆会出现不同于其他组合条件下的二次减速现象;出口提示距离是影响变道起始位置的关键因素,出口提示距离为300 m时,初始速度能够影响变道起始位置,随出口提示距离增大,初始速度对变道起始位置的影响变得不明显.文中试验结果可以为深入理解高速公路出口驾驶行为变化规律和优化出口设计提供参考.