基于PARAMICS微观仿真的城市路网作业车运行方案优化研究

摘要

随着城市快速发展，道路基础设施不断完善，城市道路作业（维护、清洁、抑尘）成为城市道路养护必可不少的工作，其不仅有助于美化道路环境，而且还有助于改善行车状况，提高行车安全。但是，由于道路作业属性决定作业车辆有其自身的行驶特点，如尽可能的保持匀速，尽量不随意变更车道以便能够高质量的完成既定作业任务。因此，研究在该特点下作业车运行对道路的影响规律，达到优化作业车运行方案，降低作业车辆对路网的影响，对于提高城市道路作业的科学性、安全性、高效性、绿色性具有重要意义。
　　首先，本文综述了国内外城市道路作业相关研究，着重的总结梳理了国内外学者在道路作业区、道路作业影响及策略等方面的研究方法和模型，为本文的研究提供了重要的参考和启发。同时，阐述了本文研究的主要内容及技术路线。其次，依托PARAMICS仿真软件API接口和其函数库，编写作业车道路影响研究的控制程序，创建不同功能的控制插件，加载到路网模型中，实现对作业车的控制和指标评价数据的采集、处理。
　　再者，深入的研究了作业车对路段和交叉口的影响，基于PARAMICS仿真软件，通过对路段和交叉口不同的作业环境进行仿真建模，得出作业车运行对路段和交叉口其它车辆的延误和安全性的影响情况，并分析作业车运行状态（作业车速、作业车道、交通量;绿信比、作业车速、交通量）的改变对于路段（延误和安全风险）和交叉口（延误）上其它车辆影响情况的变化规律，对作业车的运行状态与其产生影响之间的作用机理进行阐释，并以此为基础深入开展城市道路作业车运行方案优化的相关研究。
　　最后，本文基于作业车对路段和交叉口的影响研究，应用回归分析法和线性规划模型相结合，提出了道路作业车运行方案优化模型，对作业车运行方案进行优化设计。此外，从作业车运行全路径的角度出发，建立了作业车全路径影响分析模型，对作业车运行方案优化模型的预估影响进行校核验证，最后通过对具体实例的研究，进而表明依据作业车对路段和交叉口研究的规律进行作业车运行方案优化方法的可行性，为制定科学、合理、高效、绿色的作业方案提供相应的理论和技术支持。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 道路作业区

1．3．2 道路作业影响评价

1．3．3 道路作业策略

1．3．4 研究现状总结

1．4 论文主要内容及技术路线

1．4．1 主要内容

1．4．2 研究技术路线

1．5 本章小结

2 研究平台PARAMICS及API接口开发

2．1 道路作业研究仿真软件使用

2．1．1 VISSIM软件

2．1．2 PARAMICS软件

2．2 PARAMICS模块构成及程序创建

2．2．1 PARAMICS模块构成及功能

2．2．2 PARAMICS软件API函数应用

2．2．3 基于API函数的程序插件创建

2．3 移动作业PARAMICS仿真应用

2．3．1 移动作业研究现实难点

2．3．2 作业车PARAMICS仿真优势

2．3．3 PARAMICS仿真可实施性分析

2．4 作业方案优化研究的仿真实现

2．5 本章小结

3 作业车对不同道路类型的路段影响研究

3．1 路段模型创建

3．2 模型参数设置及指标选取

3．2．1 仿真参数设置

3．2．2 交通量灵敏度选取范围

3．2．3 作业车影响评价指标选取

3．3 作业车路段控制插件的创建

3．4 不同道路类型作业车作业影响分析

3．4．1 快速路作业

3．4．2 主干路作业

3．4．3 次干路作业

3．4．4 支路作业

3．4．5 道路作业总述

3．5 本章小结

4 作业车对信号交叉口车辆影响研究

4．1 两种不同类型信号交叉口

4．2 信号控制交叉口仿真建模

4．2．1 交叉口仿真模型创建

4．2．2 影响因素及评价指标选取

4．3 作业车行为控制插件开发

4．4 作业车对信号控制交叉口影响分析

4．4．1 主干道与主干道交叉口

4．4．2 主干道与次干道交叉口

4．5 本章小结

5 道路作业车运行方案优化

5．1 作业车对路段和交叉口影响回归分析

5．1．1 作业车对路段影响回归分析

5．1．2 作业车对交叉口影响回归分析

5．2 作业车运行方案优化模型

5．2．1 作业方案优化设计

5．2．2 作业方案优化数学模型

5．2．3 作业路径优化遗传算法求解

5．3 作业车全路径影响分析模型

5．3．1 模型构成

5．3．2 控制算法实现

5．4 案例实践与研究

5．4．1 案例描述

5．4．2 方法应用

5．4．3 结果分析

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要创新点

6．2 主要结论

6．3 研究展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集