大城市快速路匝道设置及控制系统研究

摘要

快速路是联系城市内各主要区域的快速交通干道，对于缓解日益增长的城市交通压力起着重要的作用。相对于普通道路，城市快速路已取得了很大成功，带来了巨大的经济与社会效益，但运行过程中仍存在着与常规道路交通流转换不畅的情况，从而引起交通拥挤、交通安全和对环境的污染等一系列问题，其有效的解决方法是合理地设置匝道和选择恰当的匝道控制方法。 论文首先阐释了交通流理论的发展概况、跟驰模型、流体动力学模型、微观模型和宏观模型的统一。同时对快速路系统通行能力进行了研究，包括基本路段通行能力和匝道及匝道连接点通行能力。 其次，提出了先“锚固”快速路上互通式立交的位置，再布设其它类型匝道的快速路匝道布局方法。详细地分析了互通式立交布局众多影响因素，包括：相交道路的等级、性质，土地利用情况，环境条件，相邻立交的间距，交通条件，经济条件，提出了互通式立交规划的步骤和互通式立交型式选取的方法；其它类型匝道布局影响因素也较多，本文重点分析了匝道间最小间距因素，得出最小间距的确定方法。 再次，分析了我国快速路和常规道路衔接段存在的问题，指出匝道落地点到临近交叉口的交织距离不够是造成衔接段交通拥堵的主要原因；接着借鉴美国的出入口管理策略，给出了解决这些问题的相关方法，提出了改善我国快速路与常规道路衔接的可行途径。 最后，针对快速路交通流系统无法得到精确数学模型、具有不确定因素、是复杂的非线性系统的特点，选择模糊控制器对快速路匝道进行控制，以匝道处快速路上游交通参数、下游交通参数、上下游交通参数为输入量，匝道调节率为输出量，分别设计模糊控制器，并利用matlab7．1进行仿真，仿真结果表明，根据上下游交通状况设计的模糊控制器适用于快速路匝道控制，可使快速路交通流运行于整体较好的状态。形成了从快速路匝道布局，快速路与常规道路衔接，到匝道控制手段的系统确定方法。该研究成果有利于快速路匝道的合理设置和控制管理，对解决城市交通问题有一定的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究概况

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.2.3存在的问题

1.3研究思路与内容

第二章快速路交通流模型及通行能力分析

2.1快速路交通流模型

2.1.1微观交通模型

2.1.2宏观交通模型

2.1.3微观模型和宏观模型的统一

2.2快速路系统通行能力研究

2.2.1快速路基本路段通行能力

2.2.2快速路匝道及匝道连接点通行能力分析

2.3本章小结

第三章快速路匝道布局研究

3.1互通式立交布局

3.1.1立交布局影响因素

3.1.2立交布局方法研究

3.2城市快速路立交型式选取研究

3.2.1城市快速路立交型式

3.2.2城市快速路节点立交选型的主要影响因素

3.3其它类型匝道的布设

3.3.1匝道组合模式

3.3.2加速车道长度

3.3.3交织长度

3.3.4标志确认距离

3.3.5减速车道长度

3.4本章小结

第四章快速路与常规道路衔接研究

4.1合理衔接目标分析

4.2现状衔接问题

4.2.1匝道落地点位置

4.2.2交织长度不足

4.2.3临近交叉口的交通疏解能力不足

4.2.4临近建筑物布局

4.3 AM技术在快速路与常规道路衔接问题中的应用

4.3.1 AM技术介绍

4.3.2 AM技术在快速路与常规道路衔接问题中的应用

4.4本章小结

第五章快速路匝道控制方法

5.1入口匝道控制方法介绍

5.1.1入口匝道关闭

5.1.2入口匝道定时控制

5.1.3交通感应控制

5.1.4智能控制

5.2快速路入口匝道模糊控制研究

5.2.1模糊控制原理

5.2.2快速路入口匝道模糊控制器的设计及其仿真研究

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1论文的主要研究成果

6.2论文的不足和研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与的科研项目与论文发表情况