高速公路隧道条件下异常事件影响的模拟研究

摘要

由于高速公路隧道作为路段的特殊构造物具有与开放路段不同的特点，易于发生交通异常事故，一旦发生事故由于其救援难度较大，使得整个路段的安全性及通行能力均会受到影响。当隧道发生异常事故，交通管理者对其发展的趋势不能明确掌握，因此对高速公路隧道条件下典型情况的异常事件的模拟能够让交通管理者直观的了解事件的发展趋势，为交通管理者在以后处理相似事件情况提供支持。
　　目前国内外对于异常事件的影响分析的研究对象多是基于城市路网以及高速公路基本路段等，而以隧道作为研究对象，对交通异常事件的影响进行分析的情况较少，本文选取渝武路北碚隧道作为研究对象，运用 TransModeler对典型事件产生的影响进行模拟。针对隧道的特殊性对隧道交通异常事件特征进行分析，基于交通事件的基本属性对隧道的影响进行分析，建立相应模型对典型事件进行模拟并对效果进行分析。具体内容包括：
　　①针对高速公路隧道的特殊性，对高速公路隧道的行车环境特点、隧道车辆行驶特点、驾驶员生理心理变化特点进行分析，为模型输入中的路段属性和驾驶员行为提供支持；对隧道异常事件在时间和空间上的分布特征进行了分析，为典型事件场景选取提供了依据。
　　②针对高速公路隧道异常事件的基本属性对高速公路隧道的影响进行了分析。分析不同事件属性情况下交通流基本参数(流量、速度、占有率)在时间上的变化情况和变化持续的时间，以及异常事件的影响范围在空间上的传播特性，分析表明异常事件的发生对交通流基本参数会产生变化。
　　③针对隧道这一特殊环境对模拟方案进行设计，首先运用TransModeler建立隧道模拟模型，给出了模拟参数预处理方法，并利用交通流参数的变化规律特点对模型输入和模型输出进行了设计。其次根据隧道异常事件时空分布特性选取了不同的典型事件场景，并对不同场景进行模拟分析，根据相对误差绝对值等评价指标，分析并对比了模型效果。
　　应用结果表明：论文建立的上述模拟方法能够实现对典型事件场景的模拟，模拟的结果符合真实道路事件后的交通演化情况，既能模拟交通流随时间的变化，又能模拟排队长度在道路空间上的变化，证实了模拟方法的有效性。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的提出及研究意义

1.4 论文结构及主要研究内容

1.5 本章小结

2 隧道交通异常事件特征分析

2.1 引言

2.2 异常事件概念

2.3 高速公路隧道环境特征分析

2.4 高速公路隧道交通异常事件分布特征

2.5 本章小结

3 隧道条件下异常事件的影响分析

3.1 引言

3.2 交通流基本参数

3.3 事件基本属性

3.4 隧道异常事件下参数变化特性分析

3.5 本章小结

4 基于TransModeler的异常事件模拟方案设计

4.1 关键技术介绍

4.2 基于TransModeler的异常事件模拟方案

4.3 模拟参数的预处理

4.4 隧道模型的构建

4.5 模型输入设计

4.6 模型输出设计

4.7 本章小结

5 隧道典型异常事件的模拟

5.1 典型事件场景的选取

5.2 再现效果评估分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 A. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目