本文關(guān)鍵詞：高速公路混行交通流臨界特性研究

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【摘要】：近年來,交通流理論的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注,通過建立符合實際道路交通一般特性的交通流模型,可以有效的揭示交通流內(nèi)在的基本規(guī)律。對交通流理論的全面研究具有非同尋常的意義,通過分析交通系統(tǒng)中各要素的特征,合理解釋交通流三參數(shù)關(guān)系,以及交通瓶頸、擁堵、臨界等問題,可以更好的規(guī)劃道路交通設(shè)施,制定有效的安全管控措施,提高車流通行能力,實現(xiàn)道路資源的有效利用。本文的主要工作內(nèi)容如下:首先,追蹤國內(nèi)外與高速公路混行交通流臨界特性有關(guān)的成果資料,確定研究方法與思路。通過大量搜集和閱讀國內(nèi)外有關(guān)研究成果,闡述了近年來交通流理論研究的熱點和存在的問題,闡明了交通流理論研究的意義。本文討論了混行交通流的定義和分類,分析了交通流三參數(shù)的關(guān)系,基于基本圖理論和三相流理論,總結(jié)了交通實測現(xiàn)象與特征。同時,全面介紹了元胞自動機模型及其相關(guān)理論,并且概括了其在道路交通流領(lǐng)域中的主要應(yīng)用。接著,在NS模型的基礎(chǔ)上,建立周期邊界條件下單車道混行交通流元胞自動機模型。討論了車輛混行比例和隨機慢化對交通流的影響,由多次模擬結(jié)果可知,混合比例對單車道混合車輛的流量與速度影響較大,隨著大車比例的增大,混合車流的平均速度和流量整體呈下降趨勢。同樣,車輛的隨機慢化概率P對混合車輛的速度、流量和運動狀態(tài)起重要作用,隨著隨機慢化值P的增大,車流整體的臨界密度逐漸減小。然后,論文考慮車輛跟馳行駛時前后車的車速不同,改進車流演化過程中的加速和慢化規(guī)則,使得車輛的加速不再為固定的值,且隨機慢化概率取決于前后車速的大小,建立了考慮速度差的單車道元胞自動機模型。通過仿真發(fā)現(xiàn),其整體車流的速度和流量偏大。同時,引入了期望速度的作用,對比分析了隨機慢化減速幅度不同這兩種情況下車流狀態(tài)的變化。模擬發(fā)現(xiàn),期望速度的引入有效的控制了一些車速較高的車輛,整體車流速度隨著密度的增加而緩慢下降。因此,基于速度差的交通流模型仿真結(jié)果一定程度上說明了車輛加減速對整體車流運行狀態(tài)的影響,其道路的臨界密度較大。最后,為了進一步探索車輛作用的復(fù)雜機理和匝道瓶頸處車流的擁堵特性,論文建立了三相交通流理論下的VDE模型并對其理論分析,利用該模型模擬了入匝道瓶頸路段的不同擁堵模式,從宏觀和微觀方面描述了車流的擁堵傳播和臨界相變。另外,討論了兩種組合匝道交通流的相互干擾和對應(yīng)參數(shù)下的擁堵模式,對比分析了組合匝道和孤立入匝道兩種不同條件下的交通特征,在不同主道流量條件下分別統(tǒng)計了匝道上下游局部車流的流量和速度,結(jié)合實際情況對其理論分析,得到了符合現(xiàn)實的車流變化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：高速公路 混行 臨界 元胞自動機 匝道 交通流仿真
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U491
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 小結(jié)13-14
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排14-15
• 2 相關(guān)概念和基本理論綜述15-29
• 2.1 高速公路特征分析15
• 2.2 高速公路交通事故及人-車-環(huán)境分析15-18
• 2.2.1 高速公路交通事故特性分析15-16
• 2.2.2 高速公路駕駛員特性分析16
• 2.2.3 高速公路車輛因素分析16-17
• 2.2.4 高速公路環(huán)境因素分析17-18
• 2.3 交通流理論概述18-22
• 2.3.1 混行交通流的定義與分類18
• 2.3.2 交通流常用變量和測量方法18-20
• 2.3.3 交通流基本關(guān)系式及相關(guān)基本圖20-21
• 2.3.4 三相交通流理論21-22
• 2.4 基本的交通實測現(xiàn)象與特征22-24
• 2.4.1 交通堵塞22-23
• 2.4.2 交通流狀態(tài)及臨界相變23
• 2.4.3 瓶頸附近的交通模式23-24
• 2.5 元胞自動機模型及其在交通流中的應(yīng)用24-28
• 2.5.1 元胞自動機理論簡介24-25
• 2.5.2 元胞自動機模型簡介25-27
• 2.5.3 元胞自動機在道路交通流中的應(yīng)用27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 混行交通流特性分析及仿真研究29-34
• 3.1 模型規(guī)則29-30
• 3.2 模擬結(jié)果與分析30-33
• 3.2.1 混合比例30-31
• 3.2.2 隨機慢化概率31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 4 基于速度差的交通流建模與仿真34-40
• 4.1 模型規(guī)則34-35
• 4.2 模擬結(jié)果與分析35-39
• 4.3 本章小結(jié)39-40
• 5 瓶頸處交通流相變及擁堵模式研究40-55
• 5.1 模型簡介40-42
• 5.1.1 模型建立40-42
• 5.1.2 模型分析42
• 5.2 入匝道影響的交通流擁堵特性分析42-47
• 5.2.1 入匝道影響的車流運行規(guī)則42-43
• 5.2.2 模擬分析43-47
• 5.3 組合匝道影響的交通流仿真研究47-54
• 5.3.1 出匝道模型規(guī)則分析47
• 5.3.2 先出后入匝道模型仿真分析47-50
• 5.3.3 兩相鄰入匝道模型仿真分析50-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 6 結(jié)論和展望55-57
• 6.1 論文總結(jié)55-56
• 6.2 研究工作展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：866879