基于VISSIM交通仿真的城市高架拥堵分析及控制改善

摘要

伴随着我国经济实力的增强，机动车辆数量骤增，城市交通形式逐渐从“平面交通”向“立体交通”发展，建设了大量城市高架桥，以便缓解交通压力。但是，随着机动车辆的继续增长，城市高架上的交通流量超过其设计负荷，导致城市高架路出现拥堵，特别是间断式高架道路的拥堵情况更为凸显。因此，对城市高架的拥堵问题研究很有必要，本研究主要做了以下工作。
　　首先，本文对高架拥堵原因及控制方法进行了理论上的研究。先重点分析了高架上出入匝道和交织区的交通流特性，并引入交通密度作为评价交织区的服务水平的指标，这为在仿真试验中找出拥堵原因奠定了理论基础。然后，针对高架路拥堵的特点，介绍了一些相应的解决策略和控制方法，并主要研究了感应控制的主要参数以及其感应控制流程。
　　其次，本文通过交通仿真分析出高架拥堵原因。选取西安市西二环土门由北向南的高架为研究对象进行实例分析，此段高架主要表现为间断式高架，其交织区较为复杂。分析实际调查的数据，标定VISSIM软件的各项参数，建立其仿真模型，通过仿真实验结果可知，出口匝道上排队的最大长度小于匝道长度，出口匝道上排队车辆不会溢到高架上进而干扰其车辆运行。总结其拥堵的原因：平峰时刻，交织区出现偶发性拥堵，这是由入口匝道驶入车流偶发性增大造成的；高峰时刻，高架主路出现交通瘫痪现象，其主要原因：此时高架路车流量处于饱和状态，而驶入流量达到1545veh/h，驶入车流必然会严重干扰高架路上车流的运行，其不断地驶入使高架路交通发生了瘫痪。
　　最后，本文针对平峰时刻和高峰时刻高架拥堵的具体原因不同提出了不同的改善措施，并对其进行仿真验证是否有效。由于出口匝道上排队车辆不会溢到高架上进而干扰其运行，因此，不需要对出口匝道与地面道路衔接处进行感应控制，只需对入口匝道进行控制即可。平峰时刻，采取入口匝道感应控制，在 VISSIM仿真软件中运用 VisVAP来编写以ALINEA感应算法为基础的程序。高峰时刻，采取暂时性关闭入口匝道策略。通过VISSIM仿真实验的结果可知，平峰时刻采取的入口匝道感应调节能够有效地缓解偶发性拥堵；高峰时刻采取的入口匝道暂时关闭策略对瘫痪性拥堵缓解效果显著。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 研究对象、目标和内容

1.4 技术路线

第二章 高架交通特性分析

2.1 基本概念

2.2 匝道交通特性分析

2.3 交织区的交通特性分析

2.4 本章小结

第三章 高架匝道控制分析

3.1 高架匝道控制策略分析

3.2 高架匝道控制方法

3.3 高架匝道控制算法

3.4 本章小结

第四章 高架微观仿真环境的构建

4.1 微观交通仿真模型分析

4.2 仿真优点

4.3 仿真参数标定

4.4 本章小结

第五章 高架拥堵控制改善

5.1 交通拥堵分析

5.2 交通拥堵控制策略

5.3 控制改善方案评价

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 论文研究总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢