城市快速路交通流特性及相态划分研究

摘要

广州作为一个特大城市，市区人口众多，汽车保有量增长迅速，远远超过了道路设施建设增长的速度，交通问题日益突出。要摆脱或缓解这种困境，可以利用先进的交通管理系统来挖掘现有道路的运输潜力，而这种管理系统要求对道路的交通流特性有一个比较深刻的认识。本文就针对广州市快速路交通流特性进行了研究。
　　 对快速路基本路段交通流特性参数进行研究时，选取了流量、地点车速、时间占有率三个基本参数，进行了交通参数的统计间隔的选取和数据的辨识与修复的研究，并对流量、速度和时间占有率的时间相关特性进行了分析，同时对流量的空间相关特性进行初步研究。
　　 针对城市快速路基本路段、出口匝道处上游位置的交织区和入口匝道处下游位置的交织区，绘制出了各个交通数据检测点的时间-速度图和时间-流量图，分析同步流模式的时空构造特性。从广州市广园东路实测的交通数据中，发现了同步流的三种类型。
　　 在研究了交通流交通三参数的基础上，根据交通相态的划分问题属于没有先验知识情况下的分类问题，利用模糊C-均值聚类算法，建立了的城市快速路交通流相态划分模型。通过实验，我们发现用模糊C-均值聚类方法进行交通流相态划分是一种可行的方法，并给出了适用于广州市快速路交通流相态划分的一些关键参数。
　　 本论文的研究内容、研究方法和研究结论是对城市快速路交通流研究的一个探索，对于正确选择交通控制和诱导策略有非常重要的作用，可为深入研究城市快速路系统交通拥堵的解决办法提供理论和工程参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究情况

1.2.2 国内研究情况

1.3 研究意义

1.4 研究内容及思路

第二章 交通调查与实验数据采集

2.1 交通调查内容

2.1.1 调查目的

2.1.2 调查数据

2.1.3 调查方法

2.1.4 调查地点

2.1.5 调查时间

2.2 实验数据采集原理

2.2.1 RTMS检测设备

2.2.2 LOOP线圈检测设备

2.3 数据处理

2.3.1 交通流参数

2.3.2 交通参数统计间隔的选取

2.3.3 数据辨识与修复

2.4 本章小结

第三章 交通流理论与模型分析

3.1 概述

3.2 交通流模型回顾

3.2.1 速度-密度模型

3.2.2 速度-流量模型

3.2.3 流量-密度模型

3.3 三相交通流理论

3.3.1 理论概述

3.3.2 基本假设

3.3.3 关键内容

3.3.4 基本结论

3.3.5 理论总结

3.4 本章小结

第四章 城市快速路交通流特性分析

4.1 城市快速路的特点

4.2 城市快速路交通流特性

4.2.1 流量的时间相关性

4.2.2 速度的时间相关性

4.2.3 时间占有率的时间相关性

4.2.4 交通流的空间相关性

4.3 实验式的同步流模式

4.3.1 固定同步流模式的时空构造

4.3.2 加宽同步流模式的时空构造

4.3.3 移动同步流模式的时空构造

4.4 本章小结

第五章 基于模糊C均值聚类的快速路交通流相态划分模型研究

5.1 交通流状态判别方法研究综述

5.2 模糊C-均值聚类简介

5.2.1 概述

5.2.2 算法的实现原理

5.2.3 算法中的参数

5.3 案例结果与分析

5.3.1 数据采集和参数取值

5.3.2 实验结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 论文工作

6.1.1 研究成果

6.1.2 创新点

6.2 论文展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢