本文關(guān)鍵詞：高速公路工作區(qū)可變限速建模研究

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【摘要】：社會(huì)不斷發(fā)展前進(jìn)的同時(shí),機(jī)動(dòng)車保有量也不斷增加。在這樣的情況下,早期建成的高速公路逐漸出現(xiàn)了交通設(shè)施設(shè)備和路面狀況的不同程度的損害。基于此,大部分現(xiàn)有的老舊高速公路已經(jīng)不能滿足日益增加的交通服務(wù)需求。所以,各地的高速公路的部分區(qū)段陸續(xù)進(jìn)入了大力維修、保養(yǎng)與改擴(kuò)建時(shí)期。高速公路工作區(qū)的出現(xiàn)給所在路段交通流造成了很大壓力,其限速問(wèn)題一直以來(lái)都是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),傳統(tǒng)的固定限速并不是唯一的解決方法,也不能有效地緩解工作區(qū)高峰時(shí)期的擁堵問(wèn)題。本文以借用對(duì)向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)為研究對(duì)象,提出了針對(duì)高速公路工作區(qū)的可變限速模型方案。首先,參考《中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程(JTG H30-2015)》,根據(jù)施工方式的不同將四車道高速公路工作區(qū)分為借用對(duì)向車道通行的高速公路工作區(qū),封閉內(nèi)側(cè)車道高速公路工作區(qū),外向車道封閉養(yǎng)護(hù)高速公路工作區(qū)、封閉路肩的高速公路工作區(qū)四類,選取借用對(duì)向車道通行的高速公路工作區(qū)為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)交通組成、車速分布及車頭時(shí)距三個(gè)方面進(jìn)行分析,總結(jié)高速公路工作區(qū)交通特性。車輛在借用對(duì)向車道通行的四車道高速公路工作區(qū)通行時(shí),駛?cè)刖鎱^(qū)到駛出終止區(qū)的過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷減速,強(qiáng)制性合流、交通流的重分布、交通流的穩(wěn)定階段幾個(gè)過(guò)程;經(jīng)過(guò)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的處理,分析出警告區(qū)和工作區(qū)車道占有率均可擬合為二次拋物線,上游正常路段與和警告區(qū)合流段車頭時(shí)距都符合以為負(fù)指數(shù)分布,最后對(duì)格林希爾茨模型進(jìn)行擬合,確定了速度-密度,速度-流量模型。在工作區(qū)運(yùn)用可變限速解決交通擁堵問(wèn)題,提出了基于費(fèi)用、時(shí)間、安全的可變限速模型,分別構(gòu)建高速公路工作區(qū)的燃油費(fèi)用函數(shù)、延誤時(shí)間費(fèi)用函數(shù)和事故費(fèi)用函數(shù),考慮駕駛員服從率,道路能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù);其中燃油費(fèi)用考慮車輛在加減速過(guò)程中燃油與車速的關(guān)系,加入了道路坡度與車輛載重量的參數(shù);時(shí)間費(fèi)用函數(shù)考慮車輛因?yàn)榈缆翻h(huán)境變化而限速產(chǎn)生的延誤所導(dǎo)致的費(fèi)用增加;事故費(fèi)用函數(shù)考慮了道路V/C比與事故的關(guān)系,確定事故費(fèi)用;對(duì)廣義費(fèi)用模型考慮駕駛員服從率和道路能見(jiàn)度的相關(guān)系數(shù),對(duì)限速值進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。最后本文運(yùn)用VISSIM仿真軟件,搭建了工作區(qū)可變限速仿真平臺(tái),并且結(jié)合實(shí)際情況對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,參數(shù)的標(biāo)定參考借用對(duì)向車道的四車道高速公路工作區(qū)交通特性以及交通調(diào)查數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明,在警告區(qū)開始處固定限速與可變限速平均速度相差不大,在緩沖區(qū)開始處,在交通量較大的時(shí)候可變限速控制下,車流更加穩(wěn)定,排隊(duì)現(xiàn)象很少,而固定限速狀況下在合流處車輛排隊(duì)現(xiàn)象嚴(yán)重,廣義費(fèi)用方面,可變限速對(duì)比固定限速平均降低了16.47%,所以本文所研究的可變限速策略對(duì)于降低工作區(qū)的廣義費(fèi)用,提高運(yùn)行效率和安全性是行之有效的。
【關(guān)鍵詞】：高速公路工作區(qū) 可變限速模型 廣義費(fèi)用 最優(yōu)問(wèn)題 交通仿真
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U491
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.1.1 高速公路工作區(qū)現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 可變限速控制原理11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外對(duì)工作區(qū)研究情況12-13
• 1.2.2 國(guó)外對(duì)可變限速的研究13-14
• 1.2.3 可變限速系統(tǒng)在國(guó)外的應(yīng)用14
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.5 可變限速系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用15-16
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-18
• 第二章 高速工作區(qū)交通特征分析18-31
• 2.1 工作區(qū)交通控制區(qū)劃分18-20
• 2.2 高速公路上施區(qū)施工方式劃分20-23
• 2.2.1 借用對(duì)向車道通行的高速公路工作區(qū)20-21
• 2.2.2 封閉內(nèi)側(cè)車道的高速公路工作區(qū)21-22
• 2.2.3 封閉外側(cè)車道的高速公路工作區(qū)22
• 2.2.4 封閉路肩的高速公路工作區(qū)22-23
• 2.3 交通數(shù)據(jù)調(diào)查來(lái)源23-24
• 2.4 工作區(qū)車輛運(yùn)行特性24-25
• 2.4.1 車輛減速階段24
• 2.4.2 合流的強(qiáng)制性24-25
• 2.4.3 交通流的重分布25
• 2.4.4 車速的空間分布25
• 2.4.5 交通流的穩(wěn)定階段25
• 2.5 調(diào)查數(shù)據(jù)處理25-30
• 2.5.1 交通量統(tǒng)計(jì)26
• 2.5.2 工作區(qū)車速與車頭時(shí)距統(tǒng)計(jì)26-28
• 2.5.3 車道占有率28-29
• 2.5.4 半幅封閉施工作業(yè)區(qū)通行能力29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 高速公路工作區(qū)可變限速模型的建立31-48
• 3.1 現(xiàn)有限速方法31-32
• 3.1.1 固定限速方法31
• 3.1.2 可變限速方法31-32
• 3.2 可變限速模型的提出32-33
• 3.2.1 可變限速模型建立的基本原則32-33
• 3.2.2 高速公路工作區(qū)可變限速建模思路33
• 3.3 基于廣義費(fèi)用的可變限速模型的建立33-44
• 3.3.1 廣義費(fèi)用的定義33-34
• 3.3.2 基于廣義費(fèi)用的可變限速模型34-35
• 3.3.3 基于用戶燃油費(fèi)用的目標(biāo)函數(shù)35-40
• 3.3.4 基于時(shí)間費(fèi)用的目標(biāo)函數(shù)40-42
• 3.3.5 基于事故率的目標(biāo)函數(shù)42-43
• 3.3.6 基于道路本身設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的約束條件43
• 3.3.7 修正系數(shù)的計(jì)算43-44
• 3.4 可變限速的實(shí)施44-47
• 3.4.1 相關(guān)設(shè)備設(shè)置44-45
• 3.4.2 可變限速實(shí)施方案45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 高速公路施工區(qū)可變限速仿真分析48-58
• 4.1 VISSIM模型的建立48-53
• 4.1.1 仿真軟件VISSIM簡(jiǎn)介48-50
• 4.1.2 仿真道路的建立與平臺(tái)的標(biāo)定50-53
• 4.2 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)53-55
• 4.3 仿真結(jié)果匯總分析55-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 本文主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)58
• 5.2 建議及展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果65

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