考虑安全与效率的收费站区域多领域建模与管控策略

本书通过“问题聚焦、数据采集、理论建模、多领域仿真以及管理优化”的研究路线，对收费站区域关键设计参数、收费站交通特征与交通冲突理论、收费站安全风险致因与评价、收费站行车安全机理、收费站ETC推广策略等进行了研究，构成了较为完整的研究体系，以提升目前我国收费站区域的行车安全水平和管理效率。相关研究司为新建收费站设计及改扩建工程应用、类似复杂道路节点的安全与高效运行的评估与改进提供理论指导和方法借鉴，对于应对新形势下我国高速公路收费站的管理与运营难题具有重要的现实意义。
本书适合交通运输工程、安全科学与工程、车辆工程及其他相关专业的高等学校与研究机构的教师、高级研究人员、研究生与高年级本科生使用，也可供相关专业的安全管理人员、工程技术人员参考。

第一章绪论
1.1选题背景与意义
1.2国内外研究现状
1.2.1收费站关键设计参数研究
1.2.2收费站交通特征与交通冲突理论研究
1.2.3收费站安全风险因素与评价研究
1.2.4收费站行车安全机理研究
1.2.5收费站ETC推广策略研究
1.2.6研究现状述评
1.3研究内容与技术路线
1.3.1研究内容
1.3.2技术路线
1.4本章小结
第二章收费站区域关键设计参数与事故风险致因研究
2.1研究背景
2.2收费站区域圆曲线最小半径设计
2.2.1收费站区域圆曲线最小半径指标的影响因素
2.2.2不同因素影响下的收费站区域圆曲线最小半径计算模型
2.3收费广场规模与渐变段渐变率
2.3.1收费广场长度与宽度
2.3.2渐变段渐变率的确定
2.4车道布局与车道配置
2.4.1收费车道类型划分
2.4.2收费车道布局模式
2.4.3收费车道配置策略
2.5交通标志位置布设
2.5.1标志标线的设置与应用
2.5.2ETC车道指示标志安全设置距离模型
2.5.3算例分析
2.6收费站区域行车事故风险致因分析
2.7本章小结
第三章基于车辆微观轨迹提取的收费站区域交通特征研究
3.1研究背景
3.1.1数据采集与研究样本
3.1.2研究区域界定
3.2车辆轨迹提取算法框架
3.2.1基于YOLOv4算法的车辆目标检测
3.2.2基于SORT算法的车辆跟踪
3.2.3基于KD-Tree算法的轨迹提取
3.2.4数据处理与轨迹提取
3.3基于轨迹数据的收费站上游区域交通特征分析
3.3.1速度特征分析
3.3.2换道特征分析
3.3.3时间特征分析
3.4基于轨迹数据的收费站下游区域交通特征分析
3.4.1车辆速度特征
3.4.2车辆换道特征
3.4.3车道选择特征
3.4.4行驶时间特征
3.5本章小结
第四章基于交通冲突特征分析的收费站区域安全评价与优化策略研究
4.1研究背景
4.2交通冲突表征与测量
4.2.1交通冲突类型
4.2.2交通冲突测量
4.2.3交通冲突提取
4.3收费站上游区域交通冲突特征分析
4.3.1交通冲突数分布特征
4.3.2交通冲突严重性特征
4.3.3交通冲突空间分布特征
4.3.4交通冲突与车辆换道行为
4.4不同条件下收费站上游区域交通冲突及方案比选
4.1.1基于VISSIM+SSAM的收费站上游区域交通冲突仿真建模
4.4.2换算冲突量
4.4.3不同条件下的收费站上游区域交通冲突特征分析
4.4.4安全评价与方案比选
4.5基于车辆微观轨迹的收费站下游区域交通冲突特征分析
4.5.1交通冲突空间分布特征
4.5.2初始收费车道选择对交通冲突的影响
4.5.3终止驶离车道选择对交通冲突的影响
4.6考虑连接路段的收费站下游区域安全评价与优化策略
4.6.1合流区与信号交叉口连接路段安全间距分析
4.6.2基于安全和效率的收费站下游区域交通仿真建模
4.6.3高速公路收费站区域交通组织优化策略
4.7本章小结
第五章基于车路关键动态响应特征的收费站行车安全研究
5.1研究背景
5.2收费站车路耦合模型构建
5.2.1轮胎一路耦合的动力学模型构建
5.2.2控制系统模型构建
5.2.3收费站道路三维模型构建
5.3动力学指标与一致性分析
5.4基于车路耦合动力学响应的收费站行车安全分析
5.4.1数据采集
5.4.2道路可视化建模
5.4.3车路耦合动力学响应的行车安全分析
5.5本章小结
第六章考虑感知安全风险和自我概念的收费站ETC推广策略研究
6.1研究背景
6.2理论基础
6.2.1技术接受模型
6.2.2社会影响理论
6.2.3自我概念理论
6.2.4感知风险理论
6.3概念模型与研究假设
6.3.1社会影响与持续使用意愿／使用意愿
6.3.2感知／期望绿色有用性、感知／期望使用愉悦性的中介作用
6.3.3自我概念与感知安全风险的调节作用
6.4研究设计与研究方法
6.4.1变量测量与问卷设计
6.4.2研究样本与数据采集
6.4.3数据分析方法
6.5数据分析与假设检验
6.5.1研究样本特征描述
6.5.2信度和效度检验
6.5.3感知／期望使用愉悦性和感知／期望绿色有用性的中介效应检验
6.5.4自我概念和感知安全风险的调节中介效应检验
6.6研究结论与管理启示
6.6.1研究结论
6.6.2管理启示
6.7本章小结
第七章结论与展望
7.1工作总结
7.2创新点
7.3研究展望
参考文献