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机非混合道路交通流模型校正以及道路阻抗函数的研究

田源  
【摘要】:城市道路交通拥堵问题在当今社会已经成为制约经济发展的重要因素,并且影响人们生活的方方面面。不仅如此,交通拥堵引起的大量交通事故、尾气排放等问题也给严重威胁着人们的生命财产安全。因此,各国学者致力于研究交通流的研究,力图揭示交通现象背后的规律,从而解决交通问题。在我国实际道路交通中,城市道路交通流不仅仅由机动车流组成,混杂其中的非机动车流不仅会对机动车的正常行驶造成一定的影响,而且是造成我国城市道路交通拥堵的重要原因之一。因此,许多我国的学者致力于研究道路机非混合交通流,力图挖掘出混合交通流的内在运行机理,为解决我国的实际道路交通拥堵问题奠定理论基础。设置在非机动车道上的公交车站是城市道路交通系统中的典型瓶颈之一,交通瓶颈不仅会形成各个种类的拥堵,还能诱发许多复杂多变并的交通流现象。基于此,本文针对公交车站附近的道路建立了机非混合道路交通流模型,模拟了公交车站附近的机非相互干扰的现象,分析了公交车站这一典型瓶颈对于道路的影响情况。 论文首先通过实地调查的方法,取得了公交车站附近的有关交通瓶颈问题的实测数据,并且总结与分析了道路交通实测数据,从宏观层面上得出了实测的通过时间、速度、流量等与道路密度之间的关系;进一步,从微观视频数据分析出发,得出了在实际道路状况下的机动车与非机动车在不同车道上的换道规律。 进一步基于考虑车辆随机慢化因素的元胞自动机模型(VDR模型)和多值元胞自动机模型(BCA模型),通过设置于实际情况相吻合的车辆换道规律,利用周期性边界条件,对城市道路上公交车站附近的机非混行交通流进行建模,并对机动车与非机动车的流量、平均速度、通过时间等交通流宏观特性与机动车、非机动车空间占有率之间的关系进行了深入的讨论,进一步分析了交通流宏观特性的内在影响机理。分析结果表明,机非干扰强度总体上随着空间占有率的增加而减小,但在一定范围内保持不变 最后在理论模型与实测数据结合的基础上,提出了一种机非混合交通流速度-空间占有率关系的函数形式,并对数值仿真与实测数据想结合的结果进行了拟合,取得了较好的效果。


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