互通立交系统通行能力仿真分析——仿真软件的开发与研制

摘要

互通立体交叉(下文简称互通立交)是道路交叉的一种特殊形式，主要解决由于传统平面交叉不能适应交通需求而产生的一种空间交通组织设施。互通立交系统通过匝道相互连接，实现交通流不间断、连续转向，同时由于匝道的连接形式不同而产生各种各样的互通立交系统。实践证明，互通立交设计方案的优劣将影响整个路网的交通效率。而互通立交规划和设计仍处于经验积累和理论研究阶段，还没有形成成熟的设计理论。本文利用仿真的方法，以研究互通立交系统中各子系统协调运行为突破口，系统研究了互通立交设计要素对互通立交系统整体交通功能的影响。试图达到通过仿真实验来验证互通立交设计方案的优劣的目的。 本论文主要内容如下：在对现有微观仿真模型进行总结的基础上，对CORSIM内部仿真模型(跟车模型，换道模型)进行深入研究，理解其建模思想及算法逻辑；结合以往研究人员的研究成果，对影响匝道通行能力的因素进行深入的分析，并对这些因素进行量化；对CORSIM的内部数据结构进行了深入研究，并在此基础上利用Java+R脚本的开发模式进行仿真软件的二次开发。重新设计匝道设计参数的设置方法与对应的仿真数据的输出方式，以期简化仿真实验，并使输出的仿真数据更利于分析与比较；以一个全苜蓿叶型立交系统作为研究示例，利用已开发的仿真软件，对匝道几何线形的改变对立交系统交通功能的影响进行仿真分析，以此为例子，演示软件如何为立交设计方案提供实验的平台。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1立题的背景

1.2立题的意义

1.3国内外研究现状概述

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4研究内容

1.5研究的重点、难点

1.6论文研究的技术路线

1.7论文研究的基本方法

1.7.1交通实验的方法

1.7.2混合编程的方法

1.8主要研究结论

第二章FRESIM微观仿真模型分析

2.1微观仿真模型综述

2.1.1跟驰模型

2.1.2换道模型

2.2FRESIM跟驰模型分析

2.2.1算法流程

2.2.2合理性分析

2.3FRESIM换道模型分析

2.3.1强制型换道模型

2.3.2任意型换道模型

2.3.3预估型换道模型

2.3.4合理性分析

第三章匝道系统通行能力影响分析

3.1合流区通行能力影响分析

3.1.1主路外侧车道车头时距

3.1.2加速车道长度

3.2分流区通行能力影响分析

3.3匝道通行能力影响分析

3.3.1累计转角

3.3.2圆曲线半径

3.4影响因素量化控制

3.5小结

第四章仿真软件开发

4.1软件编制目的及功能

4.2软件结构

4.2.1仿真引擎

4.2.2用户图形界面

4.2.3后台处理模块

4.2.4命令通道模块

4.3软件模块实现

4.3.1界面实现

4.3.2后台模块实现

第五章苜蓿叶型立交系统仿真分析示例

5.1仿真目的及思路

5.2互通立交设计要素创建及半径改变

5.3匝道半径仿真分析

5.3.1流量较小的情况下(2200veh/h)

5.3.2流量较大的情况下(5500veh/h)

5.4小结

第六章结论与展望

6.1论文研究成果

6.2进一步研究内容

6.2.1软件方面

6.2.2仿真实验

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间所参加项目及发表论文