基于元胞传输模型的过饱和交叉口识别方法研究

摘要

如今城市道路网中的某些交叉口常处于过饱和状态，过饱和状态的极限会造成城市路网大面积的通行失效，严重阻碍了城市交通正常运行，因此识别过饱和交叉口是采取交通管理控制措施来对过饱和状态进行防治的关键切入点。
　　首先，本文从过饱和交叉口的诱发因素、形成机理等方面对过饱和状态进行分析，论述了过饱和状态的不稳定性、空间扩散性、时间延续性以及“绿灯失效”等特性。根据过饱和状态的特性并结合交通流基本理论，基于元胞传输模型建立了面向过饱和状态特性的路网仿真模型。
　　然后，在分析宏观交通指标的基础上，构建了过饱和交叉口识别备选指标库。通过在仿真模型中设置不同的交通需求系数，模拟在不同拥挤程度下备选指标随仿真时间的变化，提取各指标的变化曲线，对比分析各变化曲线的走势、变化范围等特点，得出各指标对识别过饱和交叉口的适用性，并最终确定排队强度为过饱和交叉口的关键识别指标。
　　最后，根据所确定的关键识别指标排队强度，提出了最小排队强度和最大排队强度两种识别方法，确定了两种识别方法的阈值并对识别结果进行了分析。在过饱和状态评价方面，基于指标间的相关性对所选评价指标进行分层，拟合分层指标的函数关系，提出了可变评价指标及过饱和指数对过饱和状态进行评价，并进行了过饱和状态评价的实例分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 CTM应用于过饱和交通问题分析

1．2．2 过饱和交叉口识别研究

1．2．3 过饱和状态评价研究

1．2．4 国内外研究不足

1．3 研究目标、内容及技术路线

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

第2章 面向过饱和特性的元胞传输模型构建

2．1 过饱和交通状态分析

2．1．1 过饱和定义

2．1．2 过饱和交叉口的诱发因素

2．1．3 过饱和状态形成机理

2．1．4 过饱和交通特征

2．2 CTM相关基础

2．2．1 路段模型

2．2．2 信号控制

2．2．3 节点模型

2．3 基于CTM的路网仿真模型

2．3．1 仿真思路

2．3．2 路网参数设置

2．3．3 需求参数设置

2．3．4 信号设置

2．4 本章小结

第3章 过饱和交叉口识别关键指标选取

3．1 识别指标的提取

3．1．1 流量指标

3．1．2 延误指标

3．1．3 排队指标

3．1．4 停车指标

3．1．5 速度指标

3．1．6 过饱和交叉口识别备选指标库

3．2 识别指标的适用性分析

3．2．1 流率分析

3．2．2 平均延误分析

3．2．3 停车率分析

3．2．4 平均行程速度分析

3．2．5 排队车数分析

3．2．6 排队车数、排队强度对比分析

3．2．7 指标适用性归纳

3．3 本章小结

第4章 运用排队强度指标的过饱和交叉口识别

4．1 过饱和交叉口识别

4．1．1 基于最小排队强度的过饱和交叉口识别

4．1．2 基于最大排队强度的过饱和交叉口识别

4．1．3 两种识别方法比较

4．2 过饱和状态评价

4．2．1 可变评价指标

4．2．2 评价原理

4．2．3 过饱和指数计算-实例分析

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要研究成果

5．2 研究展望

致谢

参考文献

硕士期间科研成果及项目经历

附录