VMS诱导信息条件下多方式车流运行行为的仿真建模

摘要

随着近年计算机技术、通信技术、传感器技术等现代高科技的快速发展，交通领域的各种管理控制方式也正趋于智能化。可变信息交通标志(VariableMassage Signs，VMS)就是智能交通领域的一个重要组成部分。VMS系统所发布的诱导信息对路网中的交通流运行究竟会产生何种影响，这种影响表现在何处等问题都是值得深入研究的课题。
　　在综合考虑城市交通中公交车、小汽车等多方式交通流运行特性的基础上，采用仿真建模的方法，通过建立单车道跟驰模型、多车道换道模型、进口道模型、交叉口信号控制模型，最终构建了设有VMS的局部仿真路网，并通过MATLAB仿真分析诱导率、路段长度、公交车比例对路网运行状况的影响。具体内容如下:
　　(1)基于元胞自动机理论，综合TT模型慢启动规则和VE模型加减速规则，建立基于快、慢车双因素影响下的一维混合交通流模型(MTF)，并进行了仿真分析。
　　(2)基于MTF模型，建立了考虑公交车影响的多车道换道模型(MLC)。模型在非对称换道规则的基础上，综合考虑换道过程中公交车的影响，建立了改进的非对称换道规则(MALCR)。最后，分析了多车道换道模型与单车道模型下车流行为的变化，研究了多车道换道规则下的双车道、三车道、四车道模型中的车流行为。
　　(3)考虑城市路网中车辆在进口道附近的转向需求对换道行为的影响，在MALCR规则基础上分析进口道附近的换道动机，制定进口道换道规则(ALCR)，建立多方式下的进口道模型(AMM)，并结合交叉口处的信号配时，仿真分析进口道附近车辆转向需求对路段交通流的影响。
　　(4)结合交叉口信号配时及多方式车流运行特点，进一步集成建立VMS信息诱导下的仿真路网。侧重分析诱导率、公交车比例、路段长度这三个因素对VMS信息诱导作用下区域路网的影响。
　　研究发现，诱导率、道路长度、公交车比例三个因素对路网状态的影响较为显著，但对替换路径上不同路段的影响有所不同。当走行替换路径的车辆在某路段需要换道或因受信号控制影响需要停车时，选择替换路径的车辆对该路段影响最大;替换路径上的路段越长，对该路段影响越小;在总流量一定时，设置VMS路段公交车比例越高，对替换路径上路段的影响越大。

目录

致谢

摘要

序

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 VMS信息诱导模型

1．2．2 元胞自动机模型

1．2．3 多方式交通流及公交优先

1．3 研究内容及框架

1．4 技术路线

1．5 本章小结

2 VMS信息诱导下的车流行为

2．1 问题的描述

2．2 交通流特性分析的基础理论

2．2．1 交通系统的组成

2．2．2 交通流常用参数

2．2．3 经典交通流理论

2．3 模型构建的技术手段

2．3．1 VMS的研究方法

2．3．2 元胞自动机模型简介

2．3．3 模型构建中的技术难点

2．4 驾驶员路径选择SP调查分析

2．4．1 调查目的及意义

2．4．2 方案的确定及实施

2．4．3 数据统计及分析

2．5 本章小结

3 多方式交通流跟驰模型及换道模型的建立

3．1 元胞自动机模型的特点

3．2 经典CA模型简介

3．2．1 单车道CA模型

3．2．2 多车道CA模型

3．3 改进的单车道CA模型

3．3．1 因素分析

3．3．2 MTF模型演化规则的确立

3．3．3 MTF模型的实现

3．3．4 MTF模型的评价

3．4 换道规则及换道模型

3．4．1 小汽车驾驶行为的描述

3．4．2 小汽车的换道规则

3．4．3 公交车驾驶行为的描述

3．4．4 多方式交通流换道规则

3．4．5 MLC模型的实现与评价

3．5 本章小结

4 多方式交通流进口道模型

4．1 进口道特性描述

4．1．1 进口道的物理特性

4．1．2 进口道车流运行特性

4．1．3 信号配时

4．2 进口道端运行规则

4．2．1 MBJH模型

4．2．2 进口道转向因子及AMM2模型

4．3 进口道远端运行及换道规则

4．3．1 AMM模型中的转向因子

4．3．2 AMM模型换道规则

4．4 进口道附近换道行为仿真分析

4．4．1 空间占有率分析

4．4．2 时空图分析

4．5 本章小结

5 VMS信息诱导对周边路网影响的仿真评价

5．1 路网构建及需求分析

5．2 交叉口多方式交通流行为

5．2．1 公交车对交叉口运行影响分析

5．2．2 信号配时的策略

5．3 交叉口车流运行控制

5．3．1 车流运行方向控制

5．3．2 特殊点处理控制

5．3．3 交叉口运行规则

5．3．4 交织区运行规则

5．4 构建VMS信息诱导下的路网

5．4．1 路网仿真界面

5．4．2 模型调控参数

5．4．3 VMS信息诱导下的替代路径

5．5 VMS诱导效果影响因素分析

5．5．1 诱导率对路网的影响分析

5．5．2 道路长度对路网的影响分析

5．5．3 公交比例因素的影响分析

5．6 本章小结

6 结论及展望

参考文献

附录A 交通信息板实时信息对驾驶员行为影响问卷调查

附录B 交通信息板实时信息对驾驶员行为影响问卷调查

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