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《武汉理工大学》 2011年
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城市道路交通排放的仿真优化研究

雷伟  
【摘要】:随着城市规模的不断扩大和机动车数量的不断增加,道路交通排放已经成为世界各大城市大气污染物排放的最主要贡献源,交通环境问题成为城市交通系统可持续发展面临的重大挑战之一。如何控制和降低交通排放、改善交通环境越来越多地引起了科研工作者和交通决策者们的关注。 车辆排放模型是用于定量计算机动车污染物排放量的有效工具,交通仿真模型是利用系统仿真技术来研究交通行为并对交通运动随时间和空间的变化进行跟踪描述的数学模型。目前,车辆排放模型与交通仿真模型的耦合是研究交通排放问题的最有效手段之一。论文在分析国、内外交通排放研究领域发展趋势的基础上,选择美国开发的微观排放模型CMEM作为计算车辆道路排放的工具,并利用我国机动车道路排放实测数据对其进行了参数标定和模型验证;同时,在收集实际交通流数据的基础上,利用微观交通仿真软件VISSIM建立了我国城市某交叉路口的微观仿真模型,并利用实测数据对模型的相关驾驶行为参数进行了校正;在此基础上,利用CMEM模型和VISSIM模型对研究路网的交通流参数和交通排放水平进行了计算,研究了不同的交通信号控制优化方案在改善交通流和降低交通排放方面的有效性。 论文主要完成了以下研究工作: (1)车辆道路排放试验数据采集与后处理; 以车载排放测试系统OBS-2200为主要试验设备,设计了道路排放试验方案,采集了我国城市机动车的道路排放数据,进行了必要的数据后处理工作,并利用MySQL初步建立了我国机动车道路排放数据库。 (2) CMEM排放模型参数标定与验证;详细分析了CMEM模型的基本结构和计算原理,确定了模型的重要标定参数,提出了基于“格点搜索法”和“非线性单纯形法”的“两步标定法”;在此基础上,利用我国机动车实测道路排放数据实现了对CMEM模型的参数标定,并验证了标定后模型的预测精度,使其能够更准确地评估我国机动车的道路排放水平; (3) VISSIM仿真模型建立及模型参数校正; 通过交通调查试验采集了研究路口的大量实际交通数据,在此基础上,利用VISSIM建立了研究路口的微观仿真路网;设计了VISSIM的参数校正流程,根据实测数据完成了模型的驾驶行为参数校正,并利用实测数据对参数校正后的模型预测精度进行了验证。 (4)道路交通流参数及交通排放水平计算与交通信号控制策略优化 通过研究机动车道路排放水平的主要影响因素,分析了交通管理与控制措施有助于降低交通排放的原因;利用VISSIM仿真模型对研究路口的交通状况进行了仿真计算,评估了当前的交通流水平,并借助CMEM排放模型计算了交通排放水平;根据不同的目标函数(平均交通延误和平均停车次数),利用遗传算法对现有的定时信号控制方案进行了优化计算,比较了优化前、后的交通流参数和交通排放水平;设计了全感应信号控制方案,利用遗传算法对感应信号控制参数进行了优化计算;比较和分析了基于不用优化目标的定时信号控制优化方案和感应信号控制优化方案在改善交通流和降低交通排放水平方面的有效性。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U491.92

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王楠楠;城市道路行驶工况构建及油耗研究[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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