2023年1月20日
本研究分析了路边停车对城市道路的影响。整个过程包括交通数据采集、数据处理、运行仿真、仿真校准和敏感性分析。
本视频旨在展示通过雷达、路侧激光设备采集交通数据,并利用仿真模型进行评估的过程。路侧停车现象十分普遍,常常导致交通拥堵,尤其是在狭窄的城市街道上。因此,我们希望探讨路侧停车对一条新方向城市道路的影响,明确其对车道使用及车辆通行范围的影响。
我们使用雷达和路侧激光设备收集交通数据,并利用仿真软件评估路侧停车对交通运行效果的影响。交通数据采集至少需要两个方向的数据,所需设备如下。
两部雷达、电池和电缆、笔记本电脑、路边激光设备、无人机、相机,以及相机和雷达的相应三脚架。反射三脚架见数据采集部分。位置必须位于双向双车道道路上。
需要一段无交叉路口的街道线段,道路上除研究人员提供的停放车辆外,不得有其他障碍物。需要足够长的视线距离和净空区域,以满足雷达探测及研究人员安全的要求。
该位置必须为设备和研究人员提供充足且安全的空间。将车辆停放在预定位置,距离路缘约20厘米,以便放置路边激光设备。将反光三脚架放置在车辆后方。
不要将其放置得太远,以确保不影响车辆的行为。架设雷达三脚架。将三脚架高度设为超过两米,以避免信号被遮挡。
将雷达固定在三脚架上。调整雷达的垂直角度,使其对准停放的车辆。将雷达数据线连接到笔记本电脑的USB端口。
打开雷达软件。点击通信检查。连接串口并点击连接。
将显示雷达已检测到,点击“确认”。点击“开始检测设置”,依次点击“读取RLU时间”并设置RLU时间成功。
单击“清除数据记录”并确认。清除雷达的内部存储器。单击“开始检测”并关闭对话框。
单击实时视图以检查雷达状态,交通数据将随车辆通过而实时滚动。准备路侧激光设备及电缆。将路侧激光设备的数据电缆正确连接至端口。
将路侧激光设备的数据线连接到笔记本电脑的USB端口。将路侧激光设备放置在停泊车辆的中央位置。旋转设备上的完全调节柱,使激光设备保持水平。
打开路边激光设备软件。点击通信检查,选择RLU串口号,然后点击连接。将显示检测到新的RLU连接,点击确认。
单击“查看调查”。当车辆通过时,将实时查看交通流量。单击“调查设置”。
依次点击“读取RLU时间”并设置RLU时间。设置开始时间和结束时间,然后点击“设置任务”。系统将显示“RLU检测设置成功”,请确认。
单击“完成”。单击“设备状态”以查看路侧激光设备的状态。将摄像机设置在停靠车辆上游30米以上的位置。
将所有设备放置在密实的路面上。每五分钟检查一次雷达、路边激光设备和摄像头是否正常工作。数据采集完成后,关闭雷达软件中的实时检测窗口。
单击“调查设置”。选择“结束调查”并确认。关闭对话框。
选择数据下载。浏览计算机以保存数据,并为文件输入名称。单击“打开”,然后单击“开始下载”。
单击“确认”以完成雷达数据采集。在路侧激光设备软件中单击“设备状态”,然后单击“停止任务”以结束数据采集。选择“数据下载”,浏览并输入文件名称。
单击“打开”,然后单击“开始下载”。单击“确认”以完成路边激光设备的数据采集。雷达通过计算软件采集轨迹和速度。
路侧激光设备提供停靠车辆位置处的偏移值、通过速度、车辆数量及车辆类型。利用计算软件,根据代表性数据绘制两个雷达和一个路侧激光设备提供的全范围轨迹和速度。打开仿真软件。
导入所研究道路路段的背景地图。单击左侧的“障碍物”,右键单击并选择“添加新障碍物”。输入障碍物的长度和宽度,然后单击“确定”。拖动光标将障碍物移动至道路位置。
单击左侧的链接。将光标移至链接开头,右键单击,然后选择“添加新链接”。
输入链接宽度,然后单击“确定”。移动光标在地图上绘制链接。重复此步骤三次,以创建四个道路路段。按住鼠标右键和键盘上的“Control”键,拖动一个链接的端点至相邻链接,以连接这两个链接。
重复此步骤以连接所有链接。从顶部菜单栏选择基础数据,然后选择分布、期望速度。点击底部的绿色加号按钮,添加一个新的期望速度分布并为其命名。
输入从代表性数据中获得的平均速度和最大速度,作为期望速度的最小值和最大值。删除默认数据。重复此步骤两次,以建立所有期望的速度分布。
从顶部工具栏中选择“列表”,然后选择“私人交通车辆构成”。点击绿色十字添加按钮以添加新的车辆构成。点击添加按钮,添加两种车辆类型:HGV 和公交车。
选择所需的车速分布设置,分别针对小汽车、重型货车和公交车的最后一步。重复上述步骤以建立两种车辆组成。根据代表性数据输入小汽车、重型货车和公交车的交通流量。
从左侧菜单栏中选择“车辆路线”。将光标移至某一链路的上游位置,单击右键,然后选择“添加新的静态车辆路线决策”。
跟踪蓝色光标,在地图上绘制车辆路线,作为数据采集中的实际路线。从左侧菜单栏选择“减速区域”。在停车位置的上游右键单击,然后选择“添加新的减速区域”。
该区域的长度取决于数据分析结果。在屏幕边距处单击鼠标右键,选择“添加”,并将之前步骤中设置的减速区域所需速度选为该区域的速度。
重复执行上述步骤两次,以设置或降低车速区域。从左侧菜单栏中选择优先规则。在停泊车辆上游由西向东方向的减速区域上单击右键,然后选择“添加新的优先规则”。
输入最小持续时间和清空时间。重复此步骤,以设置东向西方向停泊车辆下游的优先通行规则。优先通行规则的设定取决于数据采集所反映的实际交通运行情况。
从左侧选择车辆行驶时间。在一条路段的起点处右键单击,然后选择“添加新的车辆行驶时间测量”。将光标移至该路段的终点以创建车辆行驶时间测量。
对所有车辆路线重复此步骤。从左侧选择“车辆输入”。在一条路段的起点处右键单击,然后选择“添加新的车辆输入”。
将鼠标移至左下角,在代表数据处输入体积。对所有链接重复上述步骤。从左侧选择节点。
右键单击以选择“添加新节点”,然后单击“确定”。单击并拖动鼠标以调整适当的节点范围。单击仿真界面顶部的“评估”,然后选择“结果列表”。依次单击“节点结果”和“车辆行驶时间结果”。
单击顶部的蓝色播放按钮以启动仿真。单击设备按钮“快速模式”以最大化仿真速度。仿真结束后,界面底部将显示节点结果和车辆行驶时间结果,包括最大排队长度、停车时间等。
将收集的数据输入模拟模型。运行模拟并获取模拟结果。模拟结果可用于生成模拟体积。
将模拟体积与总体积进行比较。总体积与模拟体积之间的差异称为平均绝对百分误差(Mean Absolute Percent Error, MAPE)。当MAPE较小时,模拟的准确性可被接受。
代表性数据包括三组数据:西向东流量、东向西流量以及其他参数。将西向东流量分为六个类别。
将东西向交通量划分为七个类别,并在模拟中保持其他参数稳定。模拟42种情况,结果验证了所有情况下的有效性。不同交通量的结果以无指标形式展示。
最大排队长度、车辆数量、延误、停车次数、一氧化碳排放、氮氧化物排放、挥发性有机化合物排放、燃油消耗和行程时间。结果表明,在所有交通流量情况下,路边停车均具有显著影响。目前,各项指标正在通过投资模拟进行评估。
通过综合数据与模拟结果,可以看出路边停车的影响十分显著。我们希望利用该方法确定路边停放车辆对城市道路正常车流影响的具体项目及影响范围。该结果可为交通管理部门确定停车位置与停车长度提供依据。
本方法中的关键研究是真实交通数据的采集与仿真模型的构建。
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本研究分析路边停车对城市道路交通的影响。通过使用先进设备收集交通数据,并利用仿真模型评估其影响。
本项交通工程研究提供了一种方法论框架,用于评估局部障碍物如何影响受限环境中的流动动力学。该方法结合实测数据采集与仿真建模,以量化对轨迹、速度以及系统级指标(如延误和排放)的影响。此类方法论可为城市规划和基础设施决策中的预测建模提供支持。
该方法作为一种发现阶段的工具,用于表征扰动效应,其输出结果可为转化研究流程中后续的建模与决策提供依据。