發(fā)布時(shí)間：2020-06-07 22:19

【摘要】：高速公路移動(dòng)瓶頸是指多車道中的連續(xù)流被一輛或多輛慢速行駛的車輛所影響的情形,這種慢速行駛的車輛可能是一輛滿載的貨車、超大型貨車或一個(gè)長車隊(duì)。由于慢車受多方因素的影響,最大車速受到限制,后面的車輛只有兩種選擇:換道超車,減速跟馳行駛,這種情形相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)的車道瓶頸。在我國高速公路中,這種情況經(jīng)常出現(xiàn),很大程度上限制了高速公路的通行效率,特別是在交通流量較大的情況下,移動(dòng)瓶頸降低了高速公路運(yùn)行效率,甚至造成較大面積的交通擁堵。然而,由于移動(dòng)瓶頸具有隨機(jī)性和移動(dòng)性,對(duì)其優(yōu)化管理具有相當(dāng)大的難度。在已有的研究中,針對(duì)固定瓶頸,例如上下匝道交織區(qū)、施工路段等研究較多,而對(duì)于移動(dòng)瓶頸的研究較少。因此,本文提出了面向移動(dòng)瓶頸的高速公路動(dòng)態(tài)管理策略,彌補(bǔ)高速公路靜態(tài)管理措施的不足,提高道路的通行效率。本課題首先在國內(nèi)外移動(dòng)瓶頸研究的基礎(chǔ)上,對(duì)高速公路的交通流特征進(jìn)行分析,基于跟馳理論找到移動(dòng)瓶頸對(duì)車輛行駛的具體影響因素,建立移動(dòng)瓶頸下車頭間距模型;在此基礎(chǔ)上,研究移動(dòng)瓶頸下不同車道交通流時(shí)間和空間的變化特征,結(jié)合相關(guān)理論建立適用于高速公路移動(dòng)瓶頸交通模型,包括延誤模型、通行能力模型。其次,對(duì)入口匝道控制和路段移動(dòng)瓶頸之間的相互影響關(guān)系進(jìn)行分析,建立行程時(shí)間模型。接下來將行程時(shí)間作為控制的優(yōu)化目標(biāo),通過模型求解得到不同交通狀態(tài)下不同車型對(duì)應(yīng)的車速,基于車路協(xié)同技術(shù)提出面向移動(dòng)瓶頸的車速引導(dǎo)、車道引導(dǎo)及入口匝道調(diào)節(jié)協(xié)同控制策略,以獲得最佳的高速公路運(yùn)行狀態(tài)。最后通過仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證控制策略的有效性。本課題的研究為移動(dòng)瓶頸的動(dòng)態(tài)管控應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ),對(duì)提升高速公路的運(yùn)行效率具有重要的實(shí)際意義。
【圖文】：

圖 2- 1 三圖中， 為極大流量； 為臨界速度界密度，當(dāng)流量為極大流量時(shí)對(duì)應(yīng)的密度；為 0 時(shí)對(duì)應(yīng)的車流密度； 是自由流速度，的速度。大量研究與實(shí)測表明，以上關(guān)系僅在自到擁擠狀態(tài)時(shí)，流量、速度、密度三者之間人選擇德國的一段高速公路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄論，理論中指出流量與密度不是一種確定的布如下圖所示。

2 21 0 1 00( ) ( ) ( ) ( )0 ( ) ( )T t T ta aT TTaq t dxdt q t dxdt q t q tD T Tq t q t ，，(3- 28)3.5.2 延誤模型仿真驗(yàn)證當(dāng)車輛到達(dá)率較小時(shí)，車輛可自由行駛，即使路段上出現(xiàn)移動(dòng)瓶頸，快速車輛也能及時(shí)變道，受到的影響較小，行駛延誤也較小。因此，，在對(duì)延誤模型進(jìn)行驗(yàn)證過程中，選單向兩車道，其路段長度為 10km，快車速度為 90km/h，慢車速度為 70km/h，慢速車輛占總交通流的比例為 20%，車輛到達(dá)率分別是 1000veh/h，1400veh/h，1800veh/h，2200veh/h，2600veh/h，3000veh/h，3400veh/h，3800veh/h，4200veh/h，4600veh/h，共 10組數(shù)據(jù)進(jìn)行延誤模型的理論值計(jì)算，并對(duì)不同車輛達(dá)到率進(jìn)行仿真，將模型計(jì)算值與仿真值結(jié)果比較，驗(yàn)證延誤模型的正確性。進(jìn)行仿真道路建模，見圖 3-5。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U495

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本文編號(hào)：2702080