基于交通波理论的典型交通事件下拥堵蔓延消散模型

【摘要】：面对我国不断扩大的城市规模和不断加快的机动化进程,各大中城市正深陷于交通拥堵带来的严重困境。相较于发生时段较为集中的常发性拥堵,交通事件导致的偶发性拥堵由于其随机性,更容易造成道路交通流的紊乱现象。因此,有必要对交通事件下的拥堵蔓延和消散机理展开研究,以便有针对性地实施交通需求管理政策。在此背景下,本文基于交通波理论,通过分析交通事件下交通流的拥堵特性及其关键影响因素,构建了适用于快速路的典型交通事件下拥堵蔓延消散模型,并选取典型案例验证了模型的适用性和准确性。 首先,围绕交通流特征参数关系模型,重点概括和总结了Van Aerde模型以及交通波模型两种宏观交通流模型的相关应用研究,同时,对研究拥堵蔓延消散规律的不同角度和不同方法展开了综述和分析。 其次,分析了交通信息采集技术特征和原理,选择了基础数据的获取方法,分析了其输出数据的特点及适用情况,并说明了数据的处理方法,进而为后续模型结构形式的确定提供方法,同时为模型的应用提供数据支撑。 再次,在上述基础理论方法的支撑下,分析了交通事件下因拥堵交通流状态变化而引起的交通波的形成和传递。同时,研究道路通行能力下降、车辆的到达和离开等因素对拥堵交通流特征参数的影响,分别针对不同条件的基础数据,构建了适用于快速路的典型交通事件下的拥堵蔓延速度模型,并进行了实例验证。 最后,基于道路上车辆到达与离开的关联特性,分析了交通事件下道路通行能力与交通需求变化导致的瓶颈效应,并对交通事件下不同形式的拥堵消散进行了分类概括,进而构建了不同拥堵消散类型、不同基础数据类型下的典型交通事件拥堵消散速度模型,同时选取典型案例展开理论分析与模型应用。