收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究

陈晓冬  
【摘要】:随着我国国民经济的快速发展和汽车保有量的激增,交通问题日趋严峻。智能运输系统(Intelligent Transportation Systems,简称ITS)成为世界公认的能够有效缓解或解决各种交通问题的有效途径,对高速公路安全预警系统的研究正是在ITS充分发展和中国政府对交通安全问题日益关注的背景下提出的。本文构建的高速公路安全预警系统以交通流的运行特征为主要监测对象,通过交通信息处理系统对检测到的交通信息数据进行综合处理和分析,采用基于交通流压缩理论模型及相关算法对交通安全状态进行判断,在认为交通流运行处于可能导致交通事故的不良状态或可能已经发生了交通事故时向高速公路的管理者和使用者发布预警或报警信息,从而有效避免和快速处理交通事故及二次事故。 本文的主要章节包括:1、绪论;2、高速公路安全预警系统设计;3、高速公路交通信息采集与管理技术;4、高速公路交通流主要参数特性与运营安全的相关性分析;5、基于交通流压缩性的交通状态预判别算法研究。上述内容的安排采取由浅入深、层层铺垫的方式,具体研究内容主要集中在以下6个方面: 1、界定了高速公路安全预警系统的主要功能。高速公路的预警管理主要具有预警、矫正、应急处置、免疫四项基本功能。高速公路预警管理是依据交通事故发展状况的判断,采用定性与定量相结合的方法,对高速公路交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析和警情预报。预警系统能够通过对高速公路基础交通信息的采集、融合、对交通流特性的判断以及预警,起到对可能发生的重大交通事故(特别是特大交通事故和二次事故)的有效预防作用。 2、分析了高速公路安全预警系统的信息需求。从用户与高速公路安全预警系统的关系划分成三类,一是系统管理者,二是系统参与者,三是系统服务者。管理者利用各种资源和手段对高速公路的安全运营进行宏观管理和微观管理。参与者借助系统提供的各种信息发布手段及时了解交通系统的安全状况,根据管理者发布的诱导信息规避可能发生的交通事故,保证交通安全。服务者通过查看系统数据,获取高速公路交通安全的相关资料,制定服务策略,为高速公路安全高效运营提供有针对性的服务。 3、设计了高速公路安全预警系统的结构框架。将高速公路安全预警系统按照职能划分为基础交通信息采集、信息处理、信息发布三个子系统。利用多种交通信息采集设备,将各种多源异构的原始交通数据进行规范化后,进行融合处理和交通状态识别和预测,并根据事先设定的算法在可能发生交通事件的情况下发出预警。 4、对高速公路交通信息的采集与管理技术进行了论述。高速公路交通信息的采集主要包括静态信息和动态信息的采集。介绍了高速公路交通信息的预处理技术和异常交通数据、不完整交通数据的处理方法。介绍了数据融合的功能结构划分,根据高速公路安全预警系统对于交通信息的需求,重点论述了高速公路空间平均速度和交通流量的融合算法。对系统的数据需求进行分析,对数据仓库的概念结构、逻辑结构、物理结构进行设计,提出数据存储方案和数据存储体系结构。具体给出了数据仓库的实施方法,并对数据质量管理方法和数据集成方式进行了探讨。 5、结合吉林省长平等三条高速公路实测数据对交通流主要参数特性与交通安全运行状况的相关性关系进行了研究。分别从交通量特性、交通流速度特性、交通流构成特性三个方面对交通流与运营安全的相关性进行研究,发现并总结了相关性规律,为类似系统的建设提供了理论依据。 6、建立了基于交通流压缩性理论的高速公路交通运行状态判别算法。算法能够针对不良状态发出预警或警报。算法特别加强了对于交通流常规运行状态的监测。结合交通流压缩理论,推算出交通流压缩系数与交通流密度的关系模型(见式5.22)、交通波与交通流密度的关系模型(见式5.23)、交通波与交通流实际阻塞密度的关系模型(见式5.24)。通过2个算例对算法进行了实际计算应用。通过编制程序,以长平高速公路的实测数据对算法进行测试,验证了算法的有效性。 论文中涉及到的研究内容、研究方法和研究结论是对高速公路安全预警系统理论与实施技术的一种探索,可以为相关系统构建提供一定的理论依据和工程技术参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 洪昊;关伟;;交通流理论的新进展[J];交通运输系统工程与信息;2006年01期
2 吴清松,姜锐,李晓白,贾斌,胡茂彬;微观宏观方法相结合推进交通流理论新发展[J];交通运输系统工程与信息;2005年03期
3 俞洁,杨成斌;交通流理论发展分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年02期
4 傅裕寿;交通流理论[J];力学与实践;1989年04期
5 王明祺;交通流理论的研究进展[J];力学进展;1995年03期
6 吴晋武;刘文峰;王猛;陈秀锋;;ITS技术在改善道路交通安全中的应用[J];公路交通科技(应用技术版);2011年08期
7 张君纬;戴为民;张郃生;王福建;;交通流中临界车间作用的研究[J];河北交通科技;2007年01期
8 倪本会;交通流理论数学模型的建立与应用[J];济南交通高等专科学校学报;1994年01期
9 文哲;张培林;袁子文;;枯水期长江中游船舶交通流特征分析[J];物流技术;2018年05期
10 姚佼;;交通工程专业研究生课程教学模式的探讨研究——以“交通流理论”为例[J];中国建设教育;2013年02期
11 胡彦梅;马天山;陈建忠;;交通流多预期延迟模型与数值仿真[J];计算机应用研究;2018年01期
12 余一村;;过饱和交通流情况下道路饱和度分析方法[J];科学技术与工程;2017年30期
13 郑松竺;徐雅琳;李梦思;;基于交通流理论的道路实际通行能力模型[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2014年04期
14 陈富坚;冯飞宇;苏丽凤;徐培培;;异质交通流条件下交通外部损耗成本计算模型[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2018年03期
15 任其亮;李淑庆;彭其渊;;重庆ITS示范工程对道路交通安全作用的模糊评价[J];交通运输工程与信息学报;2006年01期
16 张君纬;王惠贞;裴桐松;;非线性多项式微观交通流方程组解析与道路交通泛影响研究[J];河北交通职业技术学院学报;2011年02期
17 邵俊倩;;基于多智能技术的船舶交通流仿真研究[J];舰船科学技术;2018年06期
18 邢雪;于德新;田秀娟;王世广;;结合可视图的多状态交通流时间序列特性分析[J];物理学报;2017年23期
19 胡宇;杨洪明;石云凤;张洪银;梁攀;;基于Simulink的交通流模型仿真[J];现代计算机(专业版);2018年12期
20 王全;;基于改进KMC算法的三相交通流聚类研究[J];物联网技术;2018年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 俞敏健;;基于轨迹分析的转向交通流相互作用研究[A];2017年中国城市交通规划年会论文集[C];2017年
2 董春兰;;数据仓库在ITS中的应用[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
3 李明勇;牟特;刘曼;王召朋;;兔皮肤病原真菌的分离及其ITS序列的分析鉴定[A];中国畜牧兽医学会养兔学分会成立大会暨第一届学术交流大会论文集[C];2015年
4 曲淑娟;王晓娥;姚方杰;;块菌rDNA的ITS片段克隆及序列分析[A];第八届海峡两岸菌物学学术研讨会论文集[C];2007年
5 陈敏;廖万清;吴绍熙;姚志荣;陈江汉;徐红;陈裕充;;新生隐球菌变种间ITS序列差异的研究[A];第二届全国深部真菌感染学术会议论文集[C];2007年
6 徐学锋;姬宏超;李巧玲;莫美华;;草菇亲子代菌株间ITS序列变异分析及RAPD分析[A];海峡两岸第十届菌物学暨第三届食药用菌学术研讨会论文摘要集[C];2011年
7 马晓冲;宋经元;辛天怡;姚辉;林余霖;韩建萍;;基于ITS条形码序列的唐古特大黄遗传多样性分析[A];中药与天然药高峰论坛暨第十二届全国中药和天然药物学术研讨会论文集[C];2012年
8 陶治中;简睿志;康宇宣;;智能运输系统(ITS)学者知识产出影响力指针权重之研究[A];构建生态人文交通 促进经济跨越发展——第十九届海峡两岸都市交通学术研讨会论文选编[C];2011年
9 李明勇;牟特;;兔皮肤病原真菌的分离及其ITS序列的分析鉴定[A];第三届(2013)中国兔业发展大会会刊[C];2013年
10 余本渊;张治宇;徐培方;林茂松;;松材线虫、拟松材线虫形态变异及其ITS—RFLP的研究[A];江苏省植病、昆虫学会通讯2——江苏省松材线虫病研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晓冬;基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究[D];吉林大学;2011年
2 容颖;考虑驾驶人特性的微观交通流建模及其稳定性研究[D];华南理工大学;2018年
3 艾文欢;交通流非线性现象分支分析方法研究[D];西北工业大学;2016年
4 辛秀颖;基于行为的无信号灯控制下人车混行交通流研究[D];天津大学;2017年
5 田钧方;基于基本图和三相交通流理论的离散建模方法研究[D];北京交通大学;2014年
6 黎茂盛;平衡交通流的若干问题研究[D];中南大学;2004年
7 樊月珍;基于交通流的车辆动态路径诱导方法研究[D];中国农业大学;2005年
8 张莉;城市主干道交通流的分形理论与系统模拟[D];东北林业大学;2005年
9 赵建玉;智能计算方法在城市交通中的应用与交通流建模研究[D];山东大学;2006年
10 葛红霞;基于诱导信息的交通流动力学特性与非线性密度波研究[D];上海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈玉婷;基于堆场交通流的多级闸口动态作业仿真研究[D];武汉科技大学;2018年
2 李媛媛;基于相空间重构和SVR的短时间交通流预测方法研究[D];北京交通大学;2018年
3 刘聪聪;移动瓶颈诱发的交通流演化特性分析[D];北京交通大学;2018年
4 杨凯文;基于交通流的多模糊时间窗车辆路径优化研究[D];河北工程大学;2018年
5 武毅;基于三相交通流理论的元胞自动机模型研究[D];吉林大学;2018年
6 王晶;强行变道对交叉口交通流的影响研究[D];西南交通大学;2018年
7 朱明;空中交通流中尾随航空器时距特性分析与建模[D];中国民航大学;2018年
8 郭言;基于交通流宏微观模式的反馈控制方法研究[D];广西大学;2017年
9 刘晓玲;拥堵交通流分配和道路网络容量计算理论与方法研究[D];北京交通大学;2017年
10 王晗;基于出租车轨迹的路网交通流建模研究[D];北京交通大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 韦思泽;孟宪飞:努力推进平安畅通县区创建活动开展[N];驻马店日报;2007年
2 记者 郭奇男;创新社会管理 保障交通安全[N];乌兰察布日报;2018年
3 潘如龙;开车吃棒冰就该罚[N];浙江日报;2016年
4 魏善勇;秋季农田耕作忙,交通安全不能忘[N];人民公安报;2018年
5 本报记者 王惜纯;国内首个儿童交通安全反光海报在沪发布[N];中国质量报;2018年
6 胡鸥 蓝雨 记者 付先锐;国庆期间全省道路交通安全形势总体平稳[N];法制生活报;2018年
7 通讯员 李燕 王彦俊;垣曲:扎实做好交通安全宣传工作[N];山西法制报;2018年
8 记者 王旻;我省召开国庆交通安全工作动员部署会[N];山西法制报;2018年
9 张秋红 王文涛 高琳;国庆期间道路交通安全畅通[N];临汾日报;2018年
10 记者 李丹 通讯员 时宇杰;我市多管齐下筑牢国庆期间交通安全壁垒[N];嘉兴日报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978