車輛換道行為對交通流影響分析
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【摘要】:隨著國民經濟的發(fā)展、居民生活水平的提高,有限的道路資源已無法滿足日益增長的交通需求,由此產生了交通擁堵、交通事故頻發(fā)等一系列交通問題,給人們帶來諸多不便,同時也嚴重制約著城市發(fā)展。首先,解決交通問題的根本前提在于對交通流運行狀態(tài)的準確把握,跟馳和換道作為兩種常見的駕駛行為,對交通流的運行有著不可忽視的影響,本文著眼于車輛換道行為研究,從換道行為特性分析入手,基于模糊控制理論建立更加符合實際情況的車輛換道模型,并通過仿真分析換道行為對交通流的影響。從分析車輛換道行為機理入手,研究了車輛換道行為的主要影響因素。對已有研究中基于元胞自動機的單車道以及雙車道交通流模型進行分析,針對模型中存在的忽略前車速度、將車輛的換道行為視為瞬時完成的駕駛行為以及換道規(guī)則過于單一等問題,在明確模糊控制理論在車輛換道行為決策描述方面的適用性的前提下,建立了基于模糊控制理論的車輛換道模型。其次,改進車輛跟馳模型演化規(guī)則,聯系所建立的基于模糊控制理論的車輛換道模型,進行MATLAB編程仿真,通過仿真結果與實測數據的對比分析,驗證模型有效性。最后,為進一步研究車輛換道行為對交通流的影響,分別設計增加換道次數和降低換道次數兩種仿真方案,調整車輛換道模型中相關輸入變量的論域范圍,改變其隸屬度函數,利用MATLAB仿真輸出交通流量、交通流密度以及交通流平均速度結果,通過對比不同方案輸出的仿真結果與原方案仿真結果,量化分析車輛換道次數對交通流的影響,為管理部門制定緩解交通擁堵、提高交通流運行效率與安全性的管理措施、政策建議提供理論依據和技術支持。
【關鍵詞】:車輛換道模型 元胞自動機 跟馳行為 模糊控制理論 MATLAB仿真
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U491
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第1章 緒論10-18
- 1.1 研究背景與意義10-12
- 1.1.1 研究背景10-11
- 1.1.2 研究意義11-12
- 1.2 國內外研究現狀12-15
- 1.3 主要研究內容15
- 1.4 技術路線15-18
- 第2章 車輛換道行為特性分析18-28
- 2.1 交通流基本特性18-20
- 2.2 車輛換道行為機理分析20-23
- 2.3 車輛換道行為影響因素23-27
- 2.4 本章小結27-28
- 第3章 城市道路基本路段車輛換道模型建立28-42
- 3.1 建模思路28-31
- 3.2 基于模糊控制理論的車輛換道模型建立31-40
- 3.2.1 模糊控制理論的適用性31-32
- 3.2.2 模型構建32-34
- 3.2.3 輸入變量及隸屬度函數34-39
- 3.2.4 模糊控制規(guī)則的建立39-40
- 3.3 本章小結40-42
- 第4章 模型仿真驗證42-54
- 4.1 基礎數據調查42-44
- 4.2 車輛跟馳模型的改進44-46
- 4.2.1 問題提出44-45
- 4.2.2 模型改進45-46
- 4.3 模型有效性驗證46-52
- 4.3.1 仿真系統(tǒng)實現流程46-48
- 4.3.2 仿真環(huán)境48-49
- 4.3.3 誤差分析49-52
- 4.4 本章小結52-54
- 第5章 換道行為次數對交通流影響仿真分析54-66
- 5.1 仿真方案設計54-61
- 5.1.1 設計思路54
- 5.1.2 增加換道行為次數方案54-58
- 5.1.3 降低換道行為次數方案58-61
- 5.2 對比分析61-64
- 5.3 本章小結64-66
- 第6章 總結與展望66-68
- 6.1 研究總結66-67
- 6.2 未來研究展望67-68
- 參考文獻68-73
- 作者簡介及在學期間所取得的科研成果73-74
- 致謝74
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4 袁盛s,
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