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水电工程施工场内交通流建模与通行安全分析

季学斌  
【摘要】:水电工程是一个复杂的系统工程,其中的交通运输系统对施工进度举足轻重。场内道路交通流模型是物料调度优化、机械配置优化、通行安全分析等研究的基础,同时场内交通状况特殊,与城市道路存在较大差异,因此对水电工程施工场内交通流的研究非常重要。本文在研究水电工程施工场内交通特性的基础上,以场内交通流为研究对象,建立场内道路交通流模型、交通事故模型和事故后的车辆排队模型,基于这些模型,进一步研究场内道路的通行安全问题。主要工作如下。1)考虑场内的交通特性,包括道路纵坡坡度、驾驶员特性、车辆性能等因素,在此基础上建立车辆的跟驰模型和换道模型,并基于改进的元胞自动机模型建立水电工程施工场内的交通流模型。以单向双车道为仿真场景进行仿真分析,研究和分析道路纵坡坡度和随机慢化概率对交通流的影响,并利用某水电工程施工场内的实际数据对模型进行验证,结果表明模型具有一定的可信度。2)分析场内引起交通事故的因素,对车辆追尾进行重点研究,建立车辆追尾的事故模型,并引入到场内交通流模型中。仿真统计不同车头距下发生交通事故的次数,对其分布进行拟合和检验,结果表明其分布服从正态分布。利用"4σ"法则确定行车安全距离,并与相关标准进行对比,验证模型的准确性。3)利用排队论研究事故后车辆的排队行为。对持续时间长的事故建立基于可变输入率的排队模型,并在此基础上建立以减少发车为措施、以损失为目标的优化模型,以优化减少发车的时间和数量。对持续时间短的事故建立基于可变服务率的排队模型,分析事故后的道路性能指标,并用TransModeler进行仿真验证。


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