基于元胞自动机的导向车道组织对交通流的影响研究

发布时间：2017-08-22 15:44

  本文关键词：基于元胞自动机的导向车道组织对交通流的影响研究

  更多相关文章： 导向车道组织 交通流 变道 导向箭头 导向车道线

【摘要】：目前,导向车道组织(本文主要指导向车道线和导向箭头)主要根据道路相关规范进行渠化,渠化方式固定且相对单一,很难满足不同道路状况下的交通需求。一般情况下车辆进入交叉口时,想要变道到达目的地,但会因导向车道组织中导向车道线和导向箭头设置的不合理,很难完成变道的行为,驾驶员可能选择减速等待时机变道,则会造成道路的堵塞和排队现象,对道路上交通流影响较大,本文基于元胞自动机原理,建立了数值模型(道路参数:车道类型为左转、直行、右转三种,信号灯配时为左转和直行同时放行,右转不受红绿灯控制的两相位信号灯配时),分析了导向车道组织对信号交叉口交通流产生的影响。文章的主要工作如下:首先通过收集资料,阅读大量文献,发现国内外学者针对导向车道线组织的研究较少,研究其对交通流产生的影响就更少。因此,本文利用元胞自动机模型,通过模拟以下两种道路交通状况(当路上车辆由于安全变道距离因素不能完成变道时,驾驶员停留在导向车道线前和驾驶员继续行驶这两种实际道路状况),分析导向车道组织对信号交叉口交通流的影响。然后对比分析了在不同道路情况下,导向车道线和导向箭头区域长度(离红绿灯最远端第一个导向箭头至导向道线起始端之间的长度)对信号交叉口交通流产生的影响。通过统计分析平均密度、平均速度、停车数以及导向车道内不能完成变道的车辆数等参数,得出导向车道线和导向箭头区域合适的区间长度,用来缓解交通压力,提高道路的通行效率。论文通过以上研究,得出以下结论:驾驶员停留在导向车道前等待变道的驾驶行为严重阻碍了道路车辆的安全行驶,对交通流影响较大。在不同的交通量、绿信比、以及转向比的道路情况下,不同的导向车道线长度和导向箭头区域长度对交通流影响差异很大,通过设定一定的导向车道长度和导向箭头区域长度可以使道路上车辆运行畅通,交通流分布均衡。通过对停车数和导向车道线内不能完成变道的车辆数参数进行曲线拟合,分析得出了在不同交通量、绿信比、转向比条件下导向车道线长度和导向箭头区域长度与上述参数的线性关系,分析上述参数之间的关系,可以调整停车数和导向车道线内不能完成变道的车辆数来减少道路交通的压力,为道路管理部门进行导向车道线组织渠化提供一定的参考价值。
【关键词】：导向车道组织 交通流 变道 导向箭头 导向车道线
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究的背景与意义9-10
• 1.2 研究现状综述10-12
• 1.2.1 国内研究现状10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.4 技术路线图及结构安排13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 交通流中元胞自动机模型理论15-23
• 2.1 元胞自动机发展历程15
• 2.2 元胞自动机的理论基础15-19
• 2.2.1 元胞自动机的定义15-16
• 2.2.2 元胞自动机的构成16-18
• 2.2.3 元胞自动机的基本特征18-19
• 2.3 元胞自动机分类19-21
• 2.3.1 单车道元胞自动机模型19-20
• 2.3.2 多车道元胞自动机模型20-21
• 2.4 交通流参数及指标21-22
• 2.4.1 速度v和密度 ρ21-22
• 2.4.2 停车次数22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 基于元胞自动机的导向车道组织模型构建23-28
• 3.1 概述23-24
• 3.1.1 导向车道线23
• 3.1.2 导向箭头23-24
• 3.2 导向车道组织模型24-27
• 3.2.1 模型中车辆转向类型25-26
• 3.2.2 模型中车辆变道规则26-27
• 3.2.3 模型中车辆运动规则27
• 3.3 本章小结27-28
• 第四章 导向车道线长度对交通流的影响分析28-53
• 4.1 给定道路参数下两种变道规则对交通流的影响分析28-32
• 4.2 给定道路参数下导向车道线长度对交通流的影响分析32-34
• 4.3 道路交通量与导向车道线长度组合对交通流影响分析34-37
• 4.3.1 变道规则一道路交通量与导向车道线长度组合对交通流影响分析34-36
• 4.3.2 变道规则二道路交通量与导向车道线长度组合对交通流影响分析36-37
• 4.4 绿信比与导向车道线长度组合对交通流影响分析37-51
• 4.4.1 变道规则一绿信比与导向车道线长度组合对交通流影响分析38-46
• 4.4.2 变道规则二绿信比与导向车道线长度组合对交通流影响分析46-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第五章 导向箭头区域长度对交通流的影响分析53-74
• 5.1 在给定的道路参数条件下导向箭头区域长度对交通流的影响分析53-55
• 5.2 交通量与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析55-57
• 5.3 绿信比与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析57-63
• 5.4 转向比与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析63-72
• 5.4.1 左转车道内转向比与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析64-66
• 5.4.2 直行车道内转向比与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析66-68
• 5.4.3 右转车道内转向比与导向箭头区域长度的组合对交通流的影响分析68-72
• 5.5 本章小结72-74
• 第六章 结论与展望74-77
• 6.1 主要工作及研究结论74-76
• 6.2 值得进一步研究的问题76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 附录A 变道规则一对应模型程序代码82-91
• 附录B 变道规则二程序代码91-93
• 附录C 统计参数代码93-95
• 附录D 模拟数据95-118
• 在校期间发表的论文和取得的学术成果118

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本文编号：719996