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《哈尔滨工业大学》 2008年
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快速路匝道连接段通行能力与匝道设置研究

慈玉生  
【摘要】: 城市快速路是我国大、中城市道路网系统的重要组成部分,是缓解城市交通拥挤的重要举措之一。然而,城市快速路建设投资巨大、涵盖范围较广,引导着城市的发展方向,所以快速路的建设必须科学、合理。随着我国城市快速路建设步伐的加快,对快速路的规划、建设及运营管理的要求不断提高,现有体系已无法满足需求,加快快速路规划、建设及运营管理相关研究显得尤为迫切。论文以教育部高等学校博士学科点科研专项基金为依托,以快速路入口、出口匝道连接段为研究对象,在进行大规模交通调查的基础上,运用统计分析理论、元胞自动机理论、交通波理论、模糊控制理论等相关理论与方法,开展快速路匝道连接段交通流运行特性、通行能力计算方法及匝道设置相关研究,建立并确定快速路匝道连接段通行能力及匝道设置指标体系。通过这些方法和模型的研究,以期为我国快速路系统的规划、建设及运营管理提供科学依据,同时也为其它高速道路提供重要借鉴。 论文选用磁映像及气压管脉冲等现代交通流检测技术,采用组合检测方法进行调查方案的设计和实施,获取了我国典型大、中城市快速路入口、出口匝道连接段交通流、道路基础设施及交通管理措施等方面的数据。通过对匝道连接段总体交通运行特性分析的基础上,结合调查数据着重分析了匝道连接段交通流流量速度特性、车头时距特性、加减速度特性及宏观交通流三参数特性,从而建立了匝道连接段车头时距分布的威布尔模型及宏观交通流三参数的相互关系模型。为后续匝道连接段通行能力计算模型及匝道设置研究奠定了基础。 针对当前匝道连接段通行能力的确定基本沿用美国《HCM》方法存在的不足,论文采用间隙接受理论、交通波理论及元胞自动机理论等分别建立了快速路入口、出口匝道连接段的通行能力的计算模型。在对入口、出口匝道连接段的实测数据分析和处理的基础上,对建立模型的相关参数进行标定,从而确立了城市快速路入口、出口道连接段的通行能力值,并给出了相应的通行能力推荐值。 在入口、出口匝道连接段通行能力计算方法研究的基础上,分析了快速路入口匝道控制的类型及控制效果,总结并归纳了三种入口匝道控制策略,即主线优先控制策略、交替通行策略和信号控制策略,分析了各种控制策略的优缺点,研究确定了入口匝道调节条件下的匝道连接段通行能力。 针对现有快速路匝道变速车道设置条件不确定性的不足,提出了快速路变速车道的设置条件。在此基础上,利用车辆动力学理论、间隙接受理论建立了快速路变速车道长度计算模型,进一步研究集散车道和匝道间距设置方法问题,给出了城市快速路主线不同设计速度下的变速车道长度及相邻匝道间距的建议值,并给出了集散车道设置原则及集散车道长度计算方法。结合模糊理论和神经网络理论的优点,提出了基于神经模糊系统控制法来实现快速路入口匝道的自适应控制,并给出了控制器的设计步骤和实例,结果表明入口匝道控制能有效提高快速路入口匝道连接段的通行能力。 最后,利用VISSIM微观仿真软件构建了入口、出口匝道连接段的仿真模型,并结合实测数据对模型参数进行了标定,给出了仿真结果。同时,利用Matlab相关工具箱开发了快速路入口、出口匝道连接段的元胞自动机仿真模块,并进行了不同变速车道长度的快速路入口、出口匝道连接段交通流仿真,从而有效验证了匝道连接段通行能力计算模型及相关设置的理论研究成果。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U491

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【引证文献】
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2 孙继东;蒋阳升;尤理;朱娟秀;;考虑右转车流的交叉口交通岛比选设计[J];交通运输工程与信息学报;2013年02期
3 谢羲;魏薇;;基于双Gamma分布的高速合流区通行能力分析[J];交通与运输(学术版);2014年01期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 张复明;高速公路互通式立交匝道横断面宽度研究[D];长安大学;2013年
【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 顾天奇;陆颋婷;;苏州工业园区中环快速路关键问题研究[A];全国城市公路学会第二十三次学术年会论文集[C];2014年
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1 陈炳锟;数控机床可靠性试验设计及评估方法研究[D];吉林大学;2011年
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6 杨庆芳;先进的交通管理系统关键理论与方法研究[D];吉林大学;2004年
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1 张威;城市快速路系统优化方法研究[D];长沙理工大学;2010年
2 杜立辉;城市快速路匝道优化控制研究[D];长沙理工大学;2010年
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6 刘金鹏;基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统研究[D];河北农业大学;2011年
7 王秀英;快速路出口匝道控制方法研究[D];北方工业大学;2011年
8 黄阿琼;城市快速路主辅路交通流分析与控制方法研究[D];北京交通大学;2011年
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10 李妙君;快速路公交站位置对出入口车辆延误影响的研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李勇;何伟;苏虎;;微观交通仿真中的驾驶员模型[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年01期
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4 吕非;陆斯文;张兰芳;方守恩;;基于GA模糊聚类的城市快速路交通流状态划分[J];公路;2010年08期
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10 袁长亮;李宏海;;不同快速路出口设计通行能力条件下辅路信号控制策略研究[J];公路交通科技;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张萌萌;基于智能计算的城市交通信号控制系统研究[D];山东大学;2011年
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3 张枭雄;高速公路入口匝道控制算法的仿真评价与优化[D];吉林大学;2005年
4 杨少辉;城市快速路系统交通瓶颈形成、扩散特性与控制方法研究[D];吉林大学;2006年
5 陈学文;城市快速路匝道优化控制策略与方法研究[D];吉林大学;2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜立辉;城市快速路匝道优化控制研究[D];长沙理工大学;2010年
2 王秀英;快速路出口匝道控制方法研究[D];北方工业大学;2011年
3 黄阿琼;城市快速路主辅路交通流分析与控制方法研究[D];北京交通大学;2011年
4 顾英杰;基于改进模糊C-均值的遥感图像聚类分割算法[D];新疆大学;2011年
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10 於毅;城市道路交通状态判别方法研究[D];北京交通大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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5 嘉捷;;城市内高速公路与快速路匝道控制应用[J];黑龙江科技信息;2007年07期
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10 WINYOOPADIT Sarintorn;;基于微观仿真的匝道控制算法的比较评价(英文)[J];交通运输系统工程与信息;2007年05期
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1 杨兆升;王彦新;保丽霞;陈昕;刘新杰;;高密度区匝道控制和诱导在高速公路通道管理中的协同运作[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
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4 陈学文;城市快速路匝道优化控制策略与方法研究[D];吉林大学;2008年
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1 秦丹丹;基于风险分析的高速公路匝道控制方法研究[D];长安大学;2013年
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3 高磊;高速公路多匝道协调控制研究[D];北京交通大学;2008年
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7 王卫卫;北京快速路匝道系统交通特性分析与建模[D];北京交通大学;2013年
8 韦彦秀;高速公路交通流建模及匝道控制研究[D];五邑大学;2008年
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10 张雪燕;入匝道系统交通排放特性及其管控策略研究[D];北京交通大学;2012年
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