冰雪融冻期主干道交通流模型及通行能力研究

摘要

本文将我国北方城市的冬季划分为：冰雪初结期、冰雪冻结期和冰雪融冻期。采用VTD2000E视频检测设备对拍摄到冰雪融冻期和非冰雪期城市主干道上的交通流进行了处理，得到了不同车道上速度、流量和车头时距等交通流参数。以调查的数据为基础，对冰雪融冻期和非冰雪期的交通流特性进行了对比分析，并研究了这两个时期下的实际通行能力。从而为北方城市冬季的交通管理和道路设计提供了理论基础。
　　为了研究冰雪融冻期各种类型车辆对于标准小汽车的当量换算问题，本文首先提出了车道时间占有率的概念，然后以该指标为基础进一步提出了基于模糊动态聚类的车辆折算系数确定方法。并以《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95)中规定的车辆折算系数为标准，验证了该方法在非冰雪期下应用的合理性，从而得到了冰雪融冻期下的车辆折算系数。通过该系数折算出的当量流量成为继续研究冰雪融冻期交通特性的基础数据。
　　本文通过对冰雪融冻期和非冰雪期车速的统计检验，发现这两个时期的速度有显著性差异，并对比分析了这两个时期的速度和流量在不同车道上分布的规律和特点。然后，分别采用Greenshields模型、二次曲线模型、BPR函数模型、Greenberg模型和Underwood模型对的速度和流量数据进行了非线性回归分析，建立了冰雪融冻期和非冰雪期的速度-流量关系模型，并对不同时期的模型进行了比较和分析。
　　最后，本文利用最小平均车头时距的方法计算了冰雪融冻期和非冰雪期的实际通行能力。同时分析了本文所建立的速度-流量关系模型，采用了BPR函数模型所得的实际通行能力。以上述两种通行能力为基础，最终确定了这两个时期的实际通行能力，同时得到非冰雪期对于冰雪融冻期通行能力的折减系数。

目录

冰雪融冻期主干道交通流模型 及通行能力研究

THE DEVELOPMENT OF THE TRAFFIC FLOW MODEL AND THE CAPACITY ANALYSIS ON ATERIALS IN THE SNOW MELT PERIOD

摘要

Abstract

目录

第1章绪论

1.1 课题背景

1.1.1 冰雪融冻期的界定

1.1.2 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及综述

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外研究现状综述

1.3 研究的主要内容和研究方案

1.3.1 研究的主要内容

1.3.2 研究方法和技术路线

第2章 数据调查与分析

2.1 调查的内容

2.1.1 车道时间占有率调查

2.1.2 交通流参数调查

2.2 调查地点的选择

2.3 调查时间的选择和调查方法的确定

2.4 交通流参数的数据处理

2.4.1 数据处理的原理

2.4.2 数据处理的软件概述

2.5 数据分析

2.5.1 车道时间占有率分析

2.5.2 速度分析

2.6 本章小结

第3章 冰雪融冻期车辆折算系数研究

3.1 车辆折算系数的研究方法

3.2 动态模糊聚类算法

3.2.1 车辆类型的初始模糊化

3.2.2 基于模糊划分的车辆类型聚类

3.3 非冰雪融冻期车辆折算系数研究

3.4 冰雪融冻期车辆折算系数研究

3.5 车辆折算系数的比较分析

3.6 本章小结

第4章 冰雪融冻期速度和流量分析

4.1 速度的差异性检验

4.1.1 冰雪融冻期和非冰雪期速度差异的检验

4.1.2 冰雪融冻期不同地表积雪类型速度差异检验

4.1.3 冰雪冻结期和融冻期速度差异检验

4.1.4 速度差异性检验结论

4.2 速度和流量在车道上的分布研究

4.2.1 车道上速度分布研究

4.2.2 车道上流量分布研究

4.3 本章小结

第5章 冰雪融冻期速度-流量关系模型研究

5.1 冰雪融冻期速度-流量模型研究

5.1.1 Greenshields曲线拟合分析

5.1.2 二次曲线拟合分析

5.1.3 BPR函数模型拟合分析

5.1.4 Greenberg、Underwood和线性拟合分析

5.1.5 冰雪融冻期速度-流量拟合模型结论

5.2 非冰雪期速度-流量模型研究

5.2.1 Greenshields曲线拟合分析

5.2.2 二次曲线拟合分析

5.2.3 BPR函数模型拟合分析

5.2.4 Greenberg模型拟合分析

5.2.5 Underwood和线性模型拟合分析

5.2.6 非冰雪期速度-流量拟合模型结论

5.3 速度-流量关系模型比较分析

5.3.1 速度-流量关系比较分析

5.3.2 速度-流量拟合模型比较分析

5.4 本章小结

第6章 冰雪融冻期通行能力研究

6.1 通行能力研究方法概述

6.2 基于车头时距的冰雪融冻期通行能力研究

6.2.1 非冰雪期通行能力计算

6.2.2 冰雪融冻期通行能力计算

6.2.3 冰雪融冻期和非冰雪期车头时距的比较分析

6.3 冰雪融冻期通行能力的研究

6.4 本章小结

结论

参考文献

附录Ⅰ 模糊动态聚类的MATLAB程序代码

附录Ⅱ 冰雪融冻期的速度和流量数据

附录Ⅲ 非冰雪期的速度和流量数据

攻读学位期间发表的学术论文和参与的项目

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致谢

个人简历