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《北京工业大学》 2001年
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信号交叉口优化设计及其微观仿真研究

马建明  
【摘要】: 本文研究了城市道路信号交叉口的优化设计方法,具体的研究过程是:利用专家系统技术,从 几何设计、交通组织设计以及信号配时等三方面对信号交叉口进行优化设计,然后利用微观计算机 仿真技术对优化方案进行评价。 在我国,由于近年机动车保有量迅速增加、交通基础设施建设滞后以及管理措施不够完善等原 因,致使平面交叉路口的交通拥堵日趋严重,进而影响到城市路网通行能力的发挥。对于任何一个 城市,加强道路基础设施建设、改善城市快速干道系统是必要的,但做好平面交叉路口的规划、设 计、治理和管理工作无疑具有极其重要的意义。本文选择信号交叉口优化设计研究的空白领域,以 在城市道路网中具有重要作用的信号交叉口作为研究对象,该选题具有重大的理论意义和实用价值。 讨论了信号交叉口优化专家系统。交叉口优化专家系统包括交叉口的几何设计专家子系统、信 号设计专家子系统、交通组织设计专家子系统三方面的内容。并且详细阐述了构建几何设计专家子 系统与交通组织设计专家子系统过程涉及到的一些技术问题。信号交叉口优化专家系统开创了道路 交通管理研究的新领域,为充分发挥交叉口的时、空资源提供了新的理论框架。 提出了信号设计专家子系统。文中指出信号相位设计在信号设计模型中的重要性,并明确提出 了相位设计和配时设计之间定性与定量的相关关系;对于多相位方案的设计结合专家系统进行了全 面研究,提出了基于知识的专家信号设计系统理论体系框架,并建立了全面系统的相位设计知识库; 针对多相位信号交叉口时空资源的最佳利用目标建立相位优化设计模型,同时结合各种交通流在信 号交叉口的不同特性,建立了相位次序生成模型。然后利用以关键相位为基础的配时模型进行研究, 最终保证多相位信号方案的科学性和准确性。 以我国城市道路信号交叉口交通流特性为背景,在借鉴国外成熟模型的基础上,详细分析了仿 真模型细节,建立了用于评价信号交叉口运行优劣的微观计算机仿真模型SIMSIO(信号交叉口运行 的仿真模型),该模型可再现信号交叉口车辆及行人在特定道路交通条件下的运行状况。SIMSIO从 车辆的动力特性、发车模型、期望车速、减速度、加速度、车辆的跟驰行为以及可接受间隙等七个 方面剖析了交叉口的仿真机理。在以上仿真模型的基础上,提出SIMSIO仿真系统面向对象的软件 设计方法、系统设计、系统实现、数据输入以及仿真结果的输出等内容,利用实测数据与SIMSIO 的仿真结果进行对比发现,SIMSIO的仿真交通流与实际交通流在交叉口的交通运行描述上基本一 致。SIMSIO在预测信号交叉口交通延误时具有较好的效果。可以认为,SIMSIO具有较高精度,能 较好地对现实进行仿真. 文中的结尾部分,展望了SIMsIO系统面向ITS的应用。提出面向ITS的应用是目前交通仿真 技术的最新发展趋势。提出了现阶段正处于研究和开发适应常规交叉口设计需求的信号交叉口优化 专家系统及其仿真评价系统,未来的交叉口设计、控制、管理的发展方向是智能型、集成化的。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U491.51

【引证文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周莹;大庆市东风路交叉口信号配时研究[D];中国地质大学(北京);2008年
2 王啸啸;混合交通条件下信号交叉口行人服务水平研究[D];北京交通大学;2010年
3 原涛;信号交叉口系统仿真及车辆折算系数的研究[D];长安大学;2001年
4 杨峰;城市平面信号交叉口评价体系研究[D];北京工业大学;2001年
5 葛怀群;城市道路禁左交通组织研究[D];长安大学;2004年
6 曲麟智;城市信号交叉口安全评价研究[D];北京邮电大学;2011年
7 龚雪雪;倒计时表对信号交叉口交通运行影响研究[D];长沙理工大学;2010年
8 孙世君;信号交叉口行人违章行为心理研究[D];北京交通大学;2007年
9 董陈继;平面信号交叉口自行车微观行为研究[D];西南交通大学;2007年
10 朱翠娟;设有公交专用道的信号交叉口延误研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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