高速公路特殊路段交通流仿真研究.pdf

1、面對僅依靠傳統(tǒng)新建和擴(kuò)建方式增加道路資源以維持交通需求日益增長的局面和交通擁堵日漸成常態(tài)的現(xiàn)狀，文中以高速公路特殊路段為研究對象，在深入分析特殊路段交通流運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用改進(jìn)的元胞自動機(jī)理論對特殊路段交通流特性及空間演進(jìn)機(jī)理進(jìn)行了仿真研究，模擬了在不同運(yùn)行規(guī)則及限行條件下的交通流集結(jié)與消散的全過程，并針對具體情形提出了對應(yīng)的管制對策，可為公路決策者科學(xué)合理調(diào)控路網(wǎng)流量時空分布、緩解高峰時段交通擁堵、實現(xiàn)道路資源優(yōu)化配置提供一定的參

2、考。
　　本文研究的內(nèi)容主要包括：
　　論文的緣起、意義及思路的提出。從高速公路交通流研究的理論方法、仿真手段及管控治理等層面入手分析，結(jié)合現(xiàn)階段交通實際，詳細(xì)闡述了論文的研究內(nèi)容、基本思路及實現(xiàn)方法。
　　高速公路交通流相關(guān)理論綜述。從宏觀、介觀和微觀方面對交通流理論及模型進(jìn)行了闡述；從起源、原理及發(fā)展方面對交通波理論進(jìn)行了分析；從定義、特征、分類及應(yīng)用方面對元胞自動機(jī)理論進(jìn)行了綜述。
　　高速公路交通流特性分

3、析及其CA模型的構(gòu)建。從基本路段交通流特性入手分析，以交通波理論為指導(dǎo)，對高速公路施工養(yǎng)護(hù)路段及隧道路段交通流進(jìn)行了深入研究。以雙向四車道高速公路為例，重新定義了特殊路段內(nèi)車流的運(yùn)行狀態(tài)，通過分析路段內(nèi)車流的時空分布特征，揭示了特殊路段各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處車流狀態(tài)間的轉(zhuǎn)化機(jī)理。針對施工養(yǎng)護(hù)路段，建立了考慮封閉車道數(shù)、養(yǎng)護(hù)時間及上游路段交通流大小的時空影響模型，對特殊路段上游車流排隊長度及影響時間進(jìn)行了推理和確定。在此基礎(chǔ)上充分考慮特殊路段的運(yùn)行

4、規(guī)則及限行條件，構(gòu)建了改進(jìn)的元胞自動機(jī)高速公路特殊路段交通流模型，為開展進(jìn)一步深入研究提供了先提條件。
　　高速公路特殊路段交通流仿真研究。基于改進(jìn)的CA模型，分別就高速公路基本路段和特殊路段內(nèi)交通流的時空演化過程進(jìn)行了模擬研究。針對基本路段的仿真結(jié)果表明隨著車流密度的增加，快慢車道內(nèi)的交通流都呈現(xiàn)出不同程度的擁堵態(tài)勢；針對施工養(yǎng)護(hù)路段，分別就封閉路段比例不同和封閉車道類型不同兩種情形進(jìn)行了仿真分析，研究發(fā)現(xiàn)施工養(yǎng)護(hù)對路段車流運(yùn)行

5、有明顯影響，在[0.05,0.45]的密度區(qū)間內(nèi)改變尤為顯著，且封閉快車道對車流的影響要比在同水平下封閉慢車道時小，同時發(fā)現(xiàn)封閉路段越長對車流的影響就越大；針對隧道路段，就車流到達(dá)密度不同和車種混行比例不同兩種情形進(jìn)行了模擬，結(jié)果顯示隧道出入口處的明暗效應(yīng)對車流的影響尤為明顯，增加車輛在出口處的駛離概率是解決方法之一，同時發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)車輛的通行效率隨車種混行比例S及參與隧道長度的增加而降低。最后針對特殊路段在交通管制方面存在的不足提出了相