浓雾下高速公路可变限速控制方法

为解决浓雾时高速公路行车交通安全问题,并改变原有的固定限速措施,提出以安全允许速度为基准的可变限速控制方法。以道路交通安全法对浓雾下车速的规定为基准,考虑交通法里并未提及道路线形条件、路面状况等因素对限速值进行计算,并采用监测器数据近似代替个体车辆数据进行数据优化,得到浓雾行车安全车速及安全行车间距取值。基于此限速信息对动态可变限速信息牌的设置提供依据,进一步确定可变限速控制流程。VISSIM仿真试验结果表明：与固定限速控制相比,实施可变限速控制路段的最低平均车速提高了12.16%,平均速度最大差值降低了26.37%。表明浓雾下高速公路可变限速控制方法相比传统固定限速手段能有效地在保障出行安全的同时提高出行效率。     

雾天环境下高速公路可变限速控制方法研究

针对雾天环境下高速公路能见度下降导致交通安全和效率降低的问题,提出了一套雾天环境下高速公路的可变限速(VSL)控制方法,包括系统布置、工作流程和可变限速控制策略等,可以根据检测到的实时道路能见度和交通流数据,考虑最大安全车速、交通流运行状态和驾驶员遵从度等因素的条件下,综合确定目标路段的限速值.利用G4高速公路实测数据,在Vissim软件中进行了2组对比仿真实验,结果表明,与无可变限速控制相比,实施可变限速控制的1组,最低车速在平流雾(团雾)环境下提高了27.24%(28.54%),同一控制周期下相邻路段的最大车速差减少了26.42%(41.91%).提出的可变限速控制方法在雾天环境下能更有效地保障高速公路行车的安全和效率.     

高速公路可变限速控制技术研究

结合我国高速公路和城市快速路的特点，运用交通流理论对拥挤产生的原因进行分析，提出相应的可变限速控制策略、模型及算法，并进行有效性评价。最后。提出关于可变限速控制应用的一些建议和今后的研究方向。     

考虑高速公路运行风险的雨天可变限速方法

为保证雨天环境下高速公路行驶安全,降低道路整体运行风险,结合雨天风险特征,开展考虑运行风险的雨天可变限速研究。首先应用随机森林模型,标定雨天环境下高速公路动静态风险因素的特征重要度,并结合熵值理论,建立高速公路风险模型、计算风险系数、划分风险等级;之后,以空域自适应算法中可变限速推演变化规律为基础,考虑大、小型车的行驶特征,结合预期风险、雨天停车视距、水膜厚度等因素,优化可变限速模型,细化大、小型车辆的初始控制值,进而提出不同降雨强度、不同能见度下的可变限速推荐值;在此基础上,利用驾驶模拟实景仿真系统、心理生理检测设备、微观交通流仿真软件,开展可变限速系统控制值合理性及驾驶人行车适应性与交通流运行状态的实证分析。研究结果表明：随着能见度降低和降雨量增大,在可变限速控制下,驾驶人呈现出交感神经兴奋性减弱、副交感神经兴奋性增强、心理紧张度降低的状态,其平均心率、心率变异性高频值、心率变异性低频值、心率变异性差异值分别由74.13、0.121、0.643、2.37变为78.23、0.192、0.567、2.01,驾驶人对限速方案的适应性良好;同时,可变限速可保证道路整体通行效率,不会造成交通流风险震动,在小型车、大型车限速分别为80、60 km·h^-1和小型车限速60 km·h^-1、大型车禁止驶入场景下,碰撞时间均值、中值大于未限速场景,各车道的行车安全性均能得到保障;提出的雨天可变限速控制方法合理,且具有一定工程适应性,能为异常天气高速公路宏观车流主动防控提供理论支撑。     

基于多元因素的高速公路可变限速值计算方法研究

分析了高速公路限速的影响因素,总结了国内外高速公路限速值计算方法,在此基础上建立基于多元因素的高速公路可变限速值计算模型。该模型综合考虑交通量、道路线形、能见度,路面摩擦系数等因素,克服了静态限速存在的不足。     

高速公路可变限速中大车混入因素研究

制定限速是防止超速的一项重要措施。文中介绍了可变限速系统的主要组成部分,工作原理以及应用情况。以京津塘高速公路为例,分析了大车的时间分布规律,对车流速度以及速度差的影响。介绍了基于大车比例的可变限速值确定的流程及限速数值,建立起大车比例与运行速度的关系。可变限速的实时性可以提供给驾驶员更准确的路况信息。     

高速公路作业区限速标志下车速选择模型研究

为建立高速公路作业区限速标志下的车速选择模型,文中利用VISSIM仿真数据、实测数据分别对模型进行标定和验证,模型的相对误差小于5.0％.结果显示,驾驶人经过限速标志后车速降低,但限速效果与限速值的大小有关,限速值差别较小时限速效果好.因此,可以在作业区内每隔一段距离依次设置数值递减的限速标志,以提升限速效果.     

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...     

消除高速公路运动波的可变限速控制方法

运动波是高速公路一种常见的交通拥堵,可通过可变限速控制有效消除。近年来,研究中提出了大量消除高速公路运动波的可变限速控制方法,却鲜有方法成功落地应用。可变限速控制方法的成功应用需满足3个基本条件,即模型预测的准确性,优化求解的实时性,以及控制方案的安全性,而当前研究中的方法难以同时满足上述基本条件。因此,为提高高速公路交通效率,保障高速公路交通安全,提出了消除高速公路运动波的可变限速优化控制方法。构建了模拟运动波传播的离散一阶交通流模型,解析了可变限速控制对交通效率及安全的影响机理,建立了提升交通效率、保障交通安全的可变限速优化控制方法。利用数值仿真模拟,测试了轻微拥堵与严重拥堵2种不同场景下限速控制方法的控制效果,评估了控制方法在提升交通效率和安全方面的表现,对比了所提方法与文献经典方法在控制效果上的优劣。结果表明：可变限速优化控制方法在2种场景下降低总行程时间分别为10.1%和10.6%,降低事故风险指标TET分别为72.6%和73.1%,降低事故风险指标TIT分别为92.4%和82.9%。与文献方法相比,在预测模型准确性以及对交通流效率与安全的改善方面均有提升,其中在严重拥堵测试场景下,效果提升更为显著。     

高速公路限速策略优化方法与评价模型

为解决限制速度值确定不合理、限速方式不适用以及限速区间长度设置不恰当等问题, 对驾驶人行驶体验以及限速管理可信度的负面影响, 优化了高速公路限速区间最小长度、限制速度值、限速区间划分的确定方法, 进而提出了以安全车速与通行效率为依据的高速公路限速区间优化与评价模型。依据驾驶人视认距离、限速标志设置前置距离和驾驶人心理稳定距离, 标定计算模型中的限速区间最小长度。以行驶速度是否易发生突变为标准, 采用不定长法将不同路段划分为6种组合类型, 建立基于不同组合路段的限速预测模型。采用有序聚类分析法中基于划分和层次的分析方法, 以满足限速区间最小长度和交通延误最小2个方面为目标进行优化限速区间的划分。同时, 选取交通冲突率作为表征交通安全的指标, 选取交通延误时间作为表征交通效率的指标, 建立评价指标模型; 最后通过对比分析优化前后的指标来验证限速区间优化方法的有效性。以某山区高速公路为对象应用VISSIM开展限速优化仿真实验, 结果表明: 优化后安全评价模型参数值比原方案降低了约29.49%, 效率评价模型参数值比原方案提高了约21.90%, 优化后的高速公路整体安全性以及通行效率均得到提高。所提出的高速公路限速区间确定方法以速度突变为基准, 结合路段的属性及指标特点, 能够优化限速区间长度的制定和区间的划分。     

雨天高速公路营运车辆行驶速度分布规律研究

车速分布是分析不同天气条件下高速公路交通事故,并制订事故预防管理措施的重要依据.为此,充分利用车联网公司对营运车辆监控所生成的海量数据进行车速研究,对比分析了晴/雨天条件下高速公路营运车辆行车速度特点.对车速标准差分析表明,小雨天气下车速离散程度较大,达到20.27;而大雨天气下因车速普遍较低,车速离散程度反而相对较小.之后,通过P-P图与单样本K-S检验方法验证了小雨和中雨天气下的车速分布符合正态分布特征.对不同天气条件下的车速进行K均值聚类分析,结果显示,当聚类数为3时,聚类中心的平均车速可较好地反映晴天、小雨以及中雨时的平均车速;当聚类数为4时,则聚类中心的平均车速无法与4种天气条件对应,可见中雨与大雨条件下的车速差别较小.研究可为雨天高速公路营运车辆的管理提供理论依据.     

可变限速控制下的城市快速路交通流混沌分析

可变限速策略是城市快速路交通系统中重要的管理手段,制定合理限速值需要考虑交通流运行特征与车辆速度特征因素。为更好地研究可变限速控制下的车辆行驶速度特征所引起的混沌现象,通过设定交通流中遵循可变限速值行驶车辆的不同比例 p 这一参数,以北京市三环快速路交通环境为背景,构建多种仿真情景得到速度时空序列,借助 C-C 法获得不同断面的速度序列时间延迟与嵌入维数,重构时间序列相空间,利用小数据量法获得最大 Lyapunov 指数即λmax ,以判断混沌特征,并在相同流量下进行对比,分析发现,没有实施可变限速策略时,断面速度序列λmax为正;实施可变限速策略时,可变限速标识下游200 m 位置速度时间序列λmax 为正,并且λmax 与 p 存在二次回归关系,当 p =76.8%时,速度序列λmax 趋于0。以 p 为关键参数的分析结果可为制定可变限速值以及策略实施提供参考。     

双向四车道公路限制速度选择方法研究

把事故率作为交通安全服务水平的量化指标,研究了高速公路和一级公路的交通安全服务水平,并将其划分为4个等级;采用概率统计学、稳健回归等基础理论建立了事故率与限制速度、线形的关系模型;在可接受的交通安全服务水平下,分别建立了小车和大车限制速度的取值方法。研究成果可以为中国相关公路管理部门设置合理的高等级公路车辆限速提供方法和依据。     

基于分布式强化学习的高速公路控制模型

针对公路交通流非线性、不确定性和模糊性特点,提出了面向控制的交通网络宏观动态离散模型,并且引入分布式强化学习来解决交通网络的控制与诱导问题。以传统网络交通流模型Metanet为基础,对其作了改进,引入起讫点的因素到模型中,提出基于OD的网络交通流动态模型Metanet-OD。根据交通网络的特点,将分布式强化学习DRL引入到交通网络中,进行匝道控制和可变显示牌的诱导控制,设定了强化学习的动作空间,并给出了DRL算法。在仿真试验中对控制效果进行了验证。     

基于模糊逻辑的高速公路入口匝道控制方法

为提高高速公路入口匝道的控制能力,以达到增进车流平稳性的目的,对传统闭环控制器ALINEA进行了扩展,并结合模糊逻辑理论,给出一种新的入口匝道控制器。该模糊控制器加入了流量变化的因素,以交通流量为控制目标,实际流量与设定期望值的偏差及流量变化量作为输入,根据所设定的模糊规则给出匝道控制率的调节量。最后通过实例对控制器进行了评价。仿真试验表明:该模糊控制器能够快速地将交通流调整到期望状态,可以适应主干道交通流以及匝道需求的大幅变化,有效抑制波动的产生;同传统的ALINEA策略相比,模糊匝道控制器具有更加稳定的控制效果。