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《浙江大学》 2003年
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城市混合交通系统的建模方法与应用研究

王华东  
【摘要】: 混合交通是中国城市交通的主要特征,机动车、非机动车与行人的特性各异,相互干扰严重。微观模型是研究混合交通的有效工具,但是目前国内外关于混合交通微观模型的研究成果仍很缺乏。 论文以城市混合交通微观建模方法与相应的仿真软件系统开发为研究重点,主要研究内容与创新点包括: 1.建立了新的机动车微观模型:相互作用模型。针对传统跟车模型的不足,重新考虑了司机接受刺激与做出反应的本质,分析车辆紧密而又安全的跟随运动的现象,认为车辆的运动状态是紧迫性与安全性两种相互矛盾的因素共同作用的结果。依此构造了新的机动车微观模型:相互作用模型,并讨论了它的稳定性。通过数学推导与计算机仿真两种方式,将跟车模型与相互作用模型进行多方面对比:两者在跟车方面的性能相当,但是相互作用模型能全面描述机动车的加减速不平衡性、驾驶决策的多样性、停车、启动、超车等行为,而跟车模型则不能以统一的方式描述上述非跟车行为。以此证明了相互作用模型的优越性与全面性。 2.建立了新的非机动车微观模型:矢量场模型。根据场的理论,对非机动车受到来自周围多个运动物体的影响综合为处在质心位置的一个运动物体的影响,用矢量表示速度与加速度,将相互作用模型扩展为一种新的非机动车微观模型:矢量场模型。仿真表明非机动车在运动时横向移动灵活,停止时呈穿插排列,符合非机动车行驶特点;对统计数据进行线性回归后得到的最高密度处在实测范围内。以此证明了矢量场模型在非机动车交通中的有效性。 3.实现了混合交通中的机非干扰建模。分析机动车与非机动车之间相互干扰的产生原因与表现形式,提出了用矢量场模型仿真机非干扰的方法,并通过对一个实例的仿真确定了矢量场模型在混合交通中的参数。以矢量场模型作为混合交通的统一微观模型。 4.开发了一个大型的混合交通仿真系统。针对目前还没有关于中国城市混合交通仿真软件的现状,对如何实现混合交通仿真的技术进行了探索,合作开发了一个大型的城市道路交通模拟与分析系统(Urban Traffic Simulation and Analysis System,UTSAS),完成了不同交通运动实体在城市道路中常见行为的描述,并对混合交通的仿真结果进行了多方面的统计。 最后,总结全文的工作,并指出若干有待于今后进一步研究的关于中国混合交通的内容。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP399

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