《基于元胞自动机交通模型的城市交叉路口研究及交通实测分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于元胞自动机交通模型的城市交叉路口研究及交通实测分析（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于元胞自动机交通模型的城市交叉路口研究及交通实测分析摘要随着社会经济的发展，交通拥堵、交通事故、环境污染、能源短缺等交通相关问题己成为世界各国面临的共同问题。建设现代化交通运输系统和交通信息管理系统己成为当务之急，而城市交通更是交通系统发展中的重中之重。交叉路口作为道路的咽喉和枢纽，正确规划交叉路口的交通运行是解决城市交通的关键。因此，如何有效地利用交通资源，改善城市交叉路口的交通管制，以科学的理论来指导城市交通建设和交通运营，己成为国际社会广泛关注的重大问题。近几十年来，不同领域的研究者从不同的角度对交通流的特性进行了分析，建立了许多交通流理论和模型，取得了大量成果。本文在现有交通流模型的
2、基础上，构建出不同类型的交叉路口，并进行相应的数值模拟和理论分析，着重研究交叉路口瓶颈对城市交通流的影响。此外，还进行公交车停靠延误的实测分析和混合交通流的研究。本文的主要工作如下：( 1 ) 应用经典的N a s c h 模型研究了连接两条主干道的右转专用车道对信号控制交叉路口通行能力的影响，分析数值模拟所得的基本图、时空演化斑图以及相图，发现右转专用车道的连接位置是影响交叉路口通行能力的重要因素，合理地设置其位置可以减轻主干道的交通负载，维持交通畅行，又可以最大限度地节约宝贵的土地资源。( 2 ) 依据实际交通系统构建如下三种不同设计的信号控制交叉路口：传统交叉路口、分时疏散交叉路口、带右
3、转专用车道的交叉路口，并应用多车道N a s c h 模型进行数值模拟与分析比较，发现三种不同类型的交叉路口在不同交通负荷下发挥出不同的优势。因此，交叉路口的设计规划应在维持交通畅行的基础上，同时考虑土地资源的合理利用。( 3 ) 选取交叉路口附近的具有代表性的两个公交车站点南宁市广西大学门前的南北侧公交车站，对公交车的停靠时间进行实地测量，并对测量数据进行统计分析，分别得到公交车上下乘客时间和其它延误时间的分布情况以及它们的平均耗时，在数据统计的基础上分析研究了信号控制交叉路口对公交车停靠时间的影响，其分析结果表明：公交车站点与交叉路口之间的距离过小会造成公交车的延误时间大大增加，降低了公交
4、车的公共服务能力。( 4 ) 在交通流N a S c h 模型的基础上，通过考虑了车间距、车速对随机延迟概率的影响，并且考虑各种不同性能或类型的车辆具有不同最大行驶速度和不同随机延迟概率，研究了混合交通流特性。模拟结果显示，在混合车流中出现慢车的前后，流量出现很大的跳跃变化；流量图在中间密度区域内呈马鞍型变化，其流量值随混合比例系数，的增大而逐渐降低，通过计算密度与流量的协方差及给出车辆时空斑图可以判断出该马鞍型流量变化是一种同步流现象。最后，对本论文进行了总结，并对交通流研究的后续工作进行展望。乡冬键词：交通流元胞自动机道路交叉口右转专用车道同步交通流交通实测S T U D YO NT H
5、E 烈T E R S E C T I O NA TU R B A NT R A F F I CB A S EO NC E L L U L A RA U T O M A T O NT R A F F I CM O D E LA N DA N A L Y S I S0 FT R A F F I CE M P I 砌C A LD A T AA BS T R A C TW i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m y , m a n yt r a f f i cp r o b l e m ss u c ha sc o n g e
6、s t i o n ，a c c i d e n t s ，e n v i r o n m e n t a li m p a c t sa n de n e r g yl a c kh a v eb e c o m et h ec o m m o ni s s u ea l lo v e rt h ew o r l d I th a sb e c o m eat o pp r i o r i t yt os e tu pt h em o d e mt r a n s p o r ts y s t e ma n di n f o r m a t i o ns y s t e m ，n e v e
7、 r t h e l e s si ti sm o s ti m p o r t a n tt od e v e l o pt h eu r b a nt r a f f i c T h ea c c u r a t ep r o g r a m m i n go fr o a di n t e r s e c t i o ni sac r u c i a lf a c t o rf o rr e s o l v i n gt h eu r b a nt r a f f i cp r o b l e m sd u et ot h ei n t e r s e c t i o na st h e
8、j a w sa n dt h eh i n g eo fr o a d H o wt om a k ee f f e c t i v eu s eo ft h ee x i s t i n gt r a n s p o r t a t i o nr e s o u r c e sS Oa st oi m p r o v et h et r a f f i cc o n t r o lo fu r b a ni n t e r s e c t i o n s ，a n dh o wt og u i d et r a n s p o r td e v e l o p m e n ta n do
9、p e r a t i o nw i t ht h ea i do fs c i e n t i f i ct h e o r i e sh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n ti s s u ew h i c hd r a w sg e n e r a lc o n c e r no ft h ei n t e r n a t i o n a lc o m m u n i t y O v e rt h ep a s td e c a d e s ，al o to fs c b o l a r si nd i f f e r e n tf i e l d s
10、h a v ec o n d u c t e de x t e n s i v er e s e a r c ho nt h i ss u b je c ta n dp r o p o s e dav a r i e t yo ft r a f f i cf l o wt h e o r i e sa n dm o d e l s ，y i e l d i n ga ne n o r m o u sa m o u n to fr e s u l t s B a s e do nt h ee x i s t i n gt r a f f i cm o d e l s ，w ef i r s ti
11、 n v e s t i g a t et h ei n f l u e n c eo f r o a di n t e r s e c t i o no nu r b a nt r a f f i cb yc o n s t r u c t i n gd i f f e r e n tt y p e so fr o a di n t e r s e c t i o n ，a n dp e r f o r m i n gt h ec o r r e s p o n d i n gn u m e r i c a ls i m u l a t i o na n dt h e o r e t i c
12、 a la n a l y s i si nt h i st h e s i s M o r e o v e r ，t h em e a s u r e m e n to fd e l a yt i m ef o rb u s e sa n dt h ei n v e s t i g a t i o nf o rm i x i n gt r a f f i cf l o wa r ea l s og i v e n T h em a i np a r t so ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w i n g ：( 1 ) W eu s et h eN
13、a S c hm o d e lt oi n v e s t i g a t et h e i n f l u e n c eo fs p e c i a lI I If i g h t t u r n i n gl a n ec o n n e c t i n gt w om a i nr o a d so nt h ec a p a c i t yo fas i g n a l i z e dr o a di n t e r s e c t i o n A c c o r d i n gt os i m u l a t i o nr e s u l t sa st h ef u n d a
14、 m e n t a ld i a g r a m ，t h es p a t i o t e m p o r a lp a t t e ma n dt h ep h a s ed i a g r a m ，i tC a nb ef o u n dt h a tt h el i n k i n gp o s i t i o no ft h es p e c i a lr i g h t - t u r n i n gl a n ec a ng r e a t l yi m p a c to nt h ec a p a c i t yo ft h es i g n a l i z e dr o
15、a di n t e r s e c t i o n A l lo ft h es t u d i e si n d i c a t et h a ts e t t i n gas p e c i a lr i g h t t u m i n gl a n eb yc h o o s i n gas u i t a b l el o c a t i o nc a nl i g h t e nt h el o a do fc u r r e n to nm a i nr o a da n dm a i n t a i nt r a f f i cf r e e T h ev a l u a b
16、l eg r o u n dr e s o u r c ec a nb eb e s tt os a v e ( 2 ) A c c o r d i n gt ot h er e a lt r a f f i cs y s t e m ，t h r e ed i f f e r e n tt y p eo fs i g n a l i z e dr o a di n t e r s e c t i o na r ep r o p o s e da sf o l l o w i n g ：t h ec o n v e n t i o n a lr o a di n t e r s e c t i o n ，t h et i m e s h a r i n gr o a di n t e r s e c t i o na n dt h er o a di n t e r s e c t i o nw i t has p e c i a lr i g h t - t u r n i n gl a n e T h en u m e r i c a ls i m
