路段机、非混合交通流运行特性研究及在交通拥堵甄别中的应用

摘要

目前在我国城市交通中机动车非机动车混合行驶的道路大量存在，车流运行中机、非干扰现象比较严重，尤其是在我国中小型城市次要道路上的交通流普遍是由非机动车和机动车混合在一起构成的混合交通流。机、非混合交通及其独特的构成使交通冲突点的数量成倍增加，导致交通阻塞和交通事故加剧，并且随着我国经济建设的发展，城市的汽车数量将持续增长，交通流的组织、规划、管理和控制愈发困难，因此运用先进的技术和手段研究机、非混合交通流的运行规律，对缓解当前的交通拥挤问题具有重要意义。 本论文依托于国家高技术研究发展计划(编号：2008AA112201)开展研究工作，对路段机、非混合交通的运行特性进行了研究并提出了路段混合交通流拥堵甄别的方法。 首先总结国内外有关研究的优缺点，本文提出了一种新的元胞自动机模型，该模型中机动车与非机动车共用车道行驶，不同类型车辆之间的作用更为直接。然后在不同车辆类型混合比例的条件下从速度、流量、密度之间的关系的角度分别对双向行驶两车道路段以及单向交通条件下的两车道路段机、非混合行驶特性进行了研究，模拟出的结果与实际数据调查结果之间的平均误差分别为3.78％和5.92％，并反映出了单向交通与双向交通明显的不同点。为了使得该模型能够进行更为广泛的应用，然后对模型的拓展应用进行了研究。最后根据模拟得到的数据，通过分析得出以机动车与非机动车平均速度之间的差值作为机、非混合交通流拥堵状态的评价指标，建立了速度差模型，并建立了路段机、非混合交通流拥堵甄别方法。 本论文对路段机、非混合交通流的研究适用于我国城市机、非混合行驶道路实际情况，有助于有关部门对机、非混合行驶路段进行更为科学有效的管理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1立题背景、意义

1.2国内外研究进展

1.2.1国外研究和应用概况

1.2.2国内研究和应用概况

1.3论文研究计划

1.3.1研究内容概述

1.3.2研究的重点及难点

1.3.3研究技术路线

1.3.4论文章节安排

第二章CA交通流模型研究进展及数据调查

引言

2.1机、非混合交通流的主要特点

2.2机、非混合交通流CA模型

2.3元胞自动机在交通领域中的应用

2.4调查方案设计

2.5小结

第三章双向行驶两车道机、非混合交通流运行特性研究

3.1引言

3.2模型参数的设定

3.2.1元胞的尺寸

3.2.2速度

3.2.3元胞空间容量

3.2.4随机慢化率

3.2.5超车概率

3.2.6密度

3.3模型的建立

3.3.1模型演化规则：

3.3.2模型中超车过程原则

3.3.3模型中的函数定义

3.3.4机、非混合交通流CA模型仿真

3.4双向两车道机、非混合交通流运行特性分析

3.4.1密度-流量仿真及特性分析

3.4.2密度-速度仿真及特性分析

3.4.3速度-流量仿真及特性分析

3.5模型的实测数据验证

3.6双向CA混合交通模型的拓展

3.7小结

第四章车种性单向交通两车道机、非混合交通流运行特性研究

4.1引言

4.2模型参数的设定

4.2.1元胞的尺寸

4.2.2速度

4.2.3元胞空间容量

4.2.4随机慢化率

4.2.5超车概率

4.3车种性单向交通双向两车道机、非混合交通流模型

4.3.1模型演化规则：

4.4单向交通两车道机、非混合交通流运行特性分析

4.4.1密度-流量仿真及特性分析

4.4.2密度-速度仿真及特性分析

4.4.3速度-流量仿真及特性分析

4.5模型实测数据验证

4.6单向交通模型的拓展

4.7小结

第五章机、非混合交通流路段交通拥堵评价分析

引言

5.1路段交通拥堵

5.1.1道路交通拥堵评价指标

5.2道路交通拥堵的定义

5.2.1交通拥堵

5.2.2交通拥堵的定义

5.3路段混合交通拥堵影响因素分析

5.4路段拥堵速度特性分析

5.5速度差模型的建立

5.5.1基本模型

5.5.2建模过程概述

5.5.3初步数据准备

5.5.4确定相关自变量

5.5.5 Pearson偏相关分析

5.5.6建立速度差模型

5.6拥堵等级划分标准

5.7速度差模型试算

5.7.1双向交通速度差模型试算

5.7.2单向交通速度差模型试算

5.8本章小结

第六章研究结论与展望

6.1主要研究成果与结论

6.2主要创新点

6.3研究展望

参考文献

致谢

附录

攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目