基于驾驶行为实验的城市快速路主动安全速度管理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    71771174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    47.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    G0116.交通运输管理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Traffic safety has become a severe issue for the urban expressway system, which has greatly influenced the operation efficiency. As been proved by several international metropolitans, proactive safety speed management could be an appropriate approach to improve the expressway operation safety. Two key issues for proactive safety speed management are management timing prediction and optimal management strategies identification. Current researches were mainly conducted at the traffic operation level, where the relationships between crash and traffic operation features were established and the operation statuses were predicted relying on the aggregate traffic flow model (fundamental diagram). However, traffic crashes were mainly attributed by driving behaviors while traffic operation characteristic is an aggregation of individual behaviors. Therefore, it is essential to consider human factor issues when developing the management strategies. ..In this study, driving behavior experiment data will be collected through naturalistic driving study (NDS) and advanced driving simulator platforms. Both crash risk evaluation and causal inference models will be developed for the safety analysis aspects; while for traffic flow prediction, driving behavior characteristics will be accounted. Finally, human factor oriented proactive safety speed management strategies will be established. More specifically, the causal relationships between geometric characteristics, traffic operation, driving behavior and traffic crash will be identified based on the NDS data. Individual driving behavior will be analyzed through driving simulator and cooperative driving simulation platform. Deep learning technique will be applied to establish the real-time crash risk evaluation model. Based on the driving behavior analysis model, macroscopic traffic flow model would be established while accounting for the human factor. Finally, under the Model Predictive Control (MPC) scheme, proactive safety speed management strategies will be established and the influencing factors will be identified. Through systematic investigation, the formulated fundamental theories and key techniques will provide supportive for future applications for the proactive safety speed management in China.
我国城市快速路交通事故频发,对其运行效率影响大;需借鉴发达国家经验开展主动安全速度管理。主动安全速度管理的核心在于实施时机预判和管理策略优选:目前相关研究局限于交通运行层面,基于事故数据进行风险评估,通过理论假设开展运行预测;但事故致因由人为因素占主导,运行状态则是驾驶人行为的集计,需在驾驶行为层面开展机理研究。本课题拟通过自然驾驶与驾驶模拟相结合的行为实验、风险评估与机理推断相结合的安全分析、行为建模与态势演化相结合的运行预测,构建“人因导向”的主动安全速度管理策略。基于自然驾驶实验,从交通运行、驾驶行为等角度探索事故致因;基于驾驶模拟实验,揭示驾驶人与速度管理的交互作用机理;构建全样本数据环境下的事故风险评估方法;建立考虑人为因素的宏观交通流预测模型。最后,基于模型预测控制框架,构建速度管理策略并开展安全改善效果评估。通过研究,为主动安全速度管理在我国城市快速路的应用提供有力支撑。

结项摘要

我国城市快速路交通事故频发,对其运行效率影响大,亟需开展主动安全速度管理,调控风险交通状态。主动安全速度管理的核心在于实施时机预判和管理策略优选:目前相关研究局限于交通运行层面,基于事故数据进行风险评估,通过理论假设开展运行预测;但事故致因由人为因素占主导,运行状态则是驾驶人行为的集计,因此需在驾驶行为层面开展机理研究。.本项目通过自然驾驶与驾驶模拟相结合的行为实验、风险评估与机理推断相结合的安全分析、行为建模与态势演化相结合的运行预测,构建了“人因导向”的主动安全速度管理策略,完成了“事故致因解析-行为机理分析-事故风险辨识-主动管控策略优化”等核心方法与关键技术的研究任务。具体研究内容包括:1)基于自然驾驶实验的快速路事故致因分析方法; 2)基于驾驶模拟实验的驾驶人反应行为机理分析; 3)主动安全速度管理事故风险评估方法; 4)主动安全速度管理运行态势预测模型; 5)主动安全速度管理策略构建与效果分析。.本项目突破了事故致因同质假设,提出了考虑事故致因异质性的耦合影响因素关系解析方法;提出了异质性驾驶人反应行为机理的分析方法,构建了差异化驾驶能力的量化评估模型;提出了零膨胀、非平衡数据的事故风险量化评估方法;量化了交通运行态势与事故风险的关联关系;开展了事故风险预警阈值优选方法研究,构建了协同式管控策略优化方法。.依托本项目累计发表高水平学术论文15篇,包括Analytic Methods in Accident Research(JCR交通学科类别排名1/37)、Transportation Research Part C(JCR交通学科类别排名3/37)、Accident Analysis & Prevention(中科院一区)等高水平期刊论文。授权专利1项、做特邀学术报告3次。.项目成果支撑了上海快速路等重要基础设施的安全高效运行,2020年获上海市科技进步二等奖1项(排名第三)。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Examining imbalanced classification algorithms in predicting real-time traffic crash risk
检查预测实时交通事故风险的不平衡分类算法
  • DOI:
    10.1016/j.aap.2020.105610
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    ACCIDENT ANALYSIS AND PREVENTION
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Peng, Yichuan;Li, Chongyi;Yu, Rongjie
  • 通讯作者:
    Yu, Rongjie
Convolutional neural networks with refined loss functions for the real-time crash risk analysis
具有精细损失函数的卷积神经网络,用于实时碰撞风险分析
  • DOI:
    10.1016/j.trc.2020.102740
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Transportation Research Part C: Emerging Technologies
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yu Rongjie;Wang Yiyun;Zou Zihang;Wang Liqiang
  • 通讯作者:
    Wang Liqiang
Trajectory data based freeway high-risk events prediction and its influencing factors analyses
基于轨迹数据的高速公路高危事件预测及其影响因素分析
  • DOI:
    10.1016/j.aap.2021.106085
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Accident Analysis and Prevention
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Yu Rongjie;Han Lei;Zhang Hui
  • 通讯作者:
    Zhang Hui
Exploring crash mechanisms with microscopic traffic flow variables: A hybrid approach with latent class logit and path analysis models
利用微观交通流变量探索碰撞机制:采用潜在类 Logit 和路径分析模型的混合方法
  • DOI:
    10.1016/j.aap.2019.01.022
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Accident Analysis and Prevention
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Yu Rongjie;Zheng Yin;Abdel Aty Mohamed;Gao Zhen
  • 通讯作者:
    Gao Zhen
Predicting Pedestrian Counts for Crossing Scenario Based on Fused Infrared-Visual Videos
基于红外-视觉融合视频预测过路场景的行人数量
  • DOI:
    10.1155/2018/8703576
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Journal of Advanced Transportation
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Huang Shize;Chen Wei;Yu Rongjie;Yang Xiaolu;Dong Decun
  • 通讯作者:
    Dong Decun

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其他文献

基于车道集计交通流数据的事故风险评估分析
  • DOI:
    10.11908/j.issn.0253-374x.2016.10.014
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨奎;余荣杰;王雪松
  • 通讯作者:
    王雪松
基于随机生存森林的交通事件持续时间预测
  • DOI:
    10.11908/j.issn.0253-374x.2017.09.008
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高珍;柯阿香;余荣杰;王雪松
  • 通讯作者:
    王雪松
高等级自动驾驶汽车虚拟测试:研究进展与前沿
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国公路学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余荣杰;田野;孙剑
  • 通讯作者:
    孙剑

其他文献

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余荣杰的其他基金

面向风险溯源的快速道路交通事故致因链解构研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
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    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
城市快速路交通事故风险预测建模方法研究
  • 批准号:
    71401127
  • 批准年份:
    2014
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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