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研究基于车辆检测器的可变情报板诱导效果评价

减小字体 增大字体 作者:591代写毕业论文网  来源:http://www.591lw.com  发布时间:2012-10-18 23:57:00

0 引 言
  随着我国经济的发展和高速公路通车里程的增加,高速公路车流量日益增长,交通问题的压力不断增加。充分利用现有科学技术的智能交通系统成为解决交通问题的新方法。可变情报板(Variable Message Signs,VMS)被广泛地用在高速公路和城市快速路的管理中,且具有丰富的显示技术。它主要用来实时发布交通管制、实时路况等信息,引导驾驶员调整行车路径,缓解交通拥堵[1]。而车辆检测器也是ITS的重要组成部分,因此,如何利用车辆检测器获取的交通流数据去研究VMS的布局、设置位置、服务信息的种类和形式、驾驶员对VMS信息的认知以及VMS的设置效果等,均是值得研究的问题。
  通过国内外学者针对VMS信息诱导相关问题进行的大量研究,VMS信息诱导问题主要有4种方法:问卷调查、模拟驾驶、实地试验、仿真评价[2]。干宏程[3]采用SP调查(意向调查)探索VMS同时提供快速路和替换路径行程时间条件下的路径选择行为。S.Peeta和J.L.Ramos.Jr[4]则通过3种不同渠道进行SP调查,研究了在VMS提供交通信息条件下驾驶员的反应及其行为。
  邵春福[5]等人采用SP调查法建立了Logit模型,从定量角度评价可变情报板交通信息服务对驾驶员路径选择行为的影响及在此影响下的道路交通拥堵缓解效果。尚华艳[6]采用元包传输模型模拟交通流激波,研究了可变情报板作用下的诱导车辆行为。
  本文在国内外学者研究的基础上,提出了用车辆检测器获取交通流数据变化情况,然后分析可变情报板交通信息服务对于驾驶员的交通行为的影响以及在此影响下道路交通拥堵缓解效果,以便为改善可变情报板的布局、设置、交通信息服务等提供评价依据,为更好地发挥VMS的作用提供理论基础。
  1 可变情报板的诱导影响因素
  1.1 可变情报板自身的因素
  可变情报板的安装位置会直接影响诱导效果,目前有部分学者对可变情报板的安装位置已有研究[7]。此外,可变情报板的分布密度、设置位置、信息更新频率、字体大小、内容形式(图形、文字)、语意语气、颜色和亮度等参数信息均影响可变情报板的诱导效果。
  相对于文字,图形所含的信息量大,驾驶员对图形信息更容易理解,但图形属于微弱信息,要明白图形信息需要的时间比理解文字时间长,反应时间也比理解文字信息的时间长[8]。文字表达信息清楚,能准确无误地向驾驶员传递信息,但由于显示空间有限,一些信息通常需要两屏才能表述清楚。另外,可变情报板发布内容的语意语气也是个很重要的因素。语意简洁清晰具有良好的表达效果,语气适当加重会引起更多驾驶员的注意,从而调整路径,减少交通拥堵。  1.2 环境
  环境亮度会对可变情报板的诱导产生一定影响。环境影响主要有两方面:天气和时间段。
  路段天气为晴天时,由于天气可见度高、光线好,为了保证司机能准确无误地看到可变情报板上的诱导信息,可变情报板的亮度需加强;阴天时,由于天气亮度较晴天弱,可变情报板的亮度可适当减弱;大雾天时,由于能见度较低,可变情报板需调整成红色醒目状态,以保证驾驶员能看到诱导信息。
  一天中的时间段由亮度的不同可分为白天和晚上。白天路段上光线好,可变情报板的亮度需适当加强,晚上可变情报板的亮度可适当减弱。
  本文着重研究如何通过车辆检测器数据去评价可变情报板的诱导效果,并通过调整情报板自身的各个要素,来达到较佳的诱导效果。
  2 基于车辆检测器的VMS诱导效果评价
  2.1 测试单元的基本构成
  诱导效果测试单元应包含至少一个可变情报板和两个车辆检测器。其中,可变情报板为分流匝道上游进行效果验证的情报板;两个车辆检测器中,一个选取情报板上游的车辆检测器,目的是检测待分流路段的交通量数据,另一个选取设置在匝道分流点之前与合流点之后区域(如图1中的绿色区域,b区或c区一处即可)的车辆检测器,目的是检测分流后各匝道的交通量数据。
  若b区或c区的交通量可由安装在其他位置的车辆检测器经计算获得,亦可用其他车辆检测器代替,此例仅仅是为了说明效果验证过程需要准确获取b区或c区的交通量数据。
  2.2 测试实施步骤
  2.2.1 历史参照数据分析
  首先应当搜集测试单元两个车辆检测器的交通量历史数据。考虑到交通量的变化呈现一定季节性的规律,用全年或更长时间范围的历史数据作为效果验证的参照数据时,可能会有较大偏差;另外,若选取时间范围较短,如一周或几天,则会因样本数量少,参照数据本身不具有代表性。因此,可选取一季或一月时间段内的交通量数据做参照数据。
  选定时间范围后,便可搜集对应时间段内两车辆检测器的交通量数据。因为数据为运营时的数据,测试单元所在路段会存在交通拥堵、交通事故等非正常情况,所以此时的数据不能反映正常交通量水平,而需要根据记录信息(如事故影响范围、处理时间等)进行剔除;其他路段发生事故需要分流时,测试单元的可变情报板则会发布分流信息,此时车检器的历史数据亦不是参照数据,需剔除情报信息t发布+Δt1至t恢复+Δt2内的历史交通量数据。其中,t发布是VMS发布诱导信息的时刻;t恢复为VMS撤销诱导信息的时刻;Δt1为VMS发布诱导消息至起作用的时间;Δt2为VMS撤销诱导消息至起作用的时间。它们与VMS可至下游车辆检测器的距离、信息发布和撤销的时刻、车检器采样周期等因素有关,一般需要根据具体情况确定。
  清除非正常情况下的历史交通数据后,可对历史数据进行统计,并计算选定时间范围内一天某一时段的平均交通量,即下游车检器交通量与上游车辆检测器交通量的比,故其匝道交通量的分流比例为:
  f(t)=Vb/Va (1)
  其中, f(t)为某一时段的测试参照数据;Vb为b区车检器采集的交通量;Va为a区车检器采集的交通量。
  2.2.2 校正分析
  用已经处理过的历史数据作为参照数据。在预测交通流变化趋势的同时,还需要用诱导信息发布前的交通量分流比对历史参照数据进行校正,以形成基准数据。
  F(t)=f(t)+w (2)
  式中,F(t)为基准数据;w为矫正常量。
  历史数据表现了不受VMS发布信息影响下的车流量趋势,诱导信息发布前的交通流数据表现了交通流的绝对大小,二者可以确定一条唯一的数据曲线,并将其作为基准数据F(t)。
  2.2.3 效果测试及参数调整
  分析影响VMS信息发布效果的各种因素后,即可根据影响因素设置VMS信息发布实验方案:
  (3)
  其中,是诱导后的分流比例;为诱导后b区车检器采集的交通量;是诱导后a区车检器采集的交通量。这样有:
  (4)
  式(4)的计算结果DIF即为诱导后的分流比例和基准数据F(t)差的绝对值。DIF越大,说明诱导效果越明显;反之,则说明诱导效果不明显。图2所示给出了情报板的诱导效果。
  当诱导效果不明显时,可逐个调整可变情报板的信息更新频率、字体大小、内容形式(图形、文字)、语意语气、颜色和亮度等参数,进一步观察改变可变情报板参数后的诱导效果,直到采集的交通量数据与基准数据差异最大时,方为可变情报板诱导的较佳效果。
  3 结 语
  本文基于车辆检测器获取的交通流数据,提出了一种对可变情报板的诱导效果进行评价的方法。在对某路段历史数据进行清洗处理的基础上,将历史数据通过诱导前数据校正后形成基准数据,用可变情报板发布后的交通流数据与基准数据进行对比,观察分析两组数组的差异大小,并给出了调整差异大小的方法。研究车辆检测器与可变情报板之间如何能更有效地进行交通诱导,有利于更好地发挥车辆检测器和可变情报板的效能,有效缓解交通堵塞,减少交通事故的发生,为出行人员提供安全、快捷、高效的出行环境。
  本文从实地试验的角度出发,提出了定量地对可变情报板诱导效果进行评价的方法。实地操作本方法并进行参数调整,改进本方案的不足是本研究今后的课题。
  参 考 文 献
  [1] 邵春福,董春娇,郑常青.基于多元Logit模型的VMS信息服务效果评价[C]//海峡两岸智能型运输系统学术研讨会.台中:逢甲大学,2009.
  [2] 陈希.新型路网可变情报板对出行路径选择影响研究[D].北京:交通部公路科学研究院,2008.
  [3] 干宏程.VMS诱导信息影响下的路径选择行文分析[J].系统工程,2008,26(3):11-16.
  [4] PEETA S, RAMOS J L, Jr. Driver response to variable message signsbased traffic information[J]. Intelligent Transport Systems, 2006, 153(1): 2-9.
  [5] 邵春福,董春娇.可变情报板的诱导效果评价模型[J].控制理论与应用,2010,27(12):1681-1685.
  [6] 尚华艳.可变信息标志诱导下的路径选择行为[J].系统工程理论与实践,2009,29(7):166-172.
  [7] 袁舒平,漆凯,关积珍.考虑诱导信息影响的可变信息标志优化选址研究——以北京南站为例[J].交通运输系统工程与信息,2011,11(1):228-233.
  [8] 车广霞,石建军,隋莉颖.VMS交通诱导系统现状分析[J].道路交通安全,2006(8):19-21.

 
 

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