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公交车站附近的城市道路交通系统模型研究与特性分析

作　者: 宋玉鲲
导　师: 赵小梅
学　校: 北京交通大学
专　业: 系统理论
关键词: 交通瓶颈 公交车站 机非混行 元胞自动机模型 混合模拟模型
分类号: U491.1112
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 142次
引　用: 4次
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内容摘要


交通瓶颈是影响城市交通畅通的重要因素之一,大多数交通拥堵的形成都与交通瓶颈有关。不仅如此,它也是许多复杂非线性交通流现象的直接或间接诱因。公交车站作为城市交通系统中的一种典型瓶颈,在城市快速路和普通街道上十分常见。设置在城市快速路上的公交车站往往与其附近的入口或出口匝道构成组合瓶颈,各种车流经过时不可避免地产生交织冲突。在普通街道上,公交车站通常直接设置在非机动车道上,从而引发机动车与非机动车的相互干扰。基于此,本文利用道路交通流理论对公交车站附近的交通系统进行建模,并对其交通交通流特性进行分析。主要工作如下:1.基于一种双车道元胞自动机模型对城市快速路上公交车站与其附近匝道所构成的组合瓶颈进行建模,并通过计算机数值模拟对道路流量、通行能力以及交通流时空演化特性进行了分析。研究表明,公交车站设置在入口匝道上游可以提高通行能力和道路利用率;公交车站设置在出口匝道的下游可以获得更高的通行能力。将以上两种最优设置方式进行比较,发现出口匝道对主道上游的流量及其平稳性存在较大的影响,入口匝道对主道上游流量的影响相对较弱。2.基于VDR元胞自动机模型和BCA多值元胞自动机模型,在周期边界条件下对城市普通街道上公交车站附近的机非混行交通流进行建模,并对流量、平均速度、旅行时间等交通流宏观特性与机动车、非机动车空间占有率的关系进行了分析。在此基础上,提出了一种机非混合交通流的速度-空间占有率关系的函数形式,能较好地同数值仿真结果相符合。3.采用一种宏观-微观混合模拟模型对公交车站附近机非干扰下的道路系统进行建模和分析。在公交车站附近区域采用微观车辆跟驰模型,并引入了机非干扰作用;在其它区域使用无机非干扰的宏观连续模型。模拟结果表明,所提出的模型取得了良好的效果,较好地重现了不同机非干扰强度下拥堵的形成和演化特征。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-23
  1.1 交通流理论的研究背景及意义  11-12
  1.2 典型的交通实测现象  12-14
    1.2.1 流量-密度关系与回滞  12-13
    1.2.2 基于实测的三相交通流理论  13-14
  1.3 交通流理论模型  14-19
    1.3.1 连续模型  14-15
    1.3.2 微观模型  15-18
    1.3.3 气体动理论模型  18-19
  1.4 交通瓶颈现象及相关研究  19-21
  1.5 本文的工作  21-23
2 公交车站与其附近匝道构成的组合瓶颈建模与特性分析  23-41
  2.1 组合交通瓶颈问题  23
  2.2 公交车站与入口匝道组合瓶颈建模  23-32
    2.2.1 匝道系统结构  24
    2.2.2 换道规则  24-25
    2.2.3 纵向运动规则  25-26
    2.2.4 边界条件  26
    2.2.5 模拟结果与分析  26-31
    2.2.6 小结  31-32
  2.3 公交车站与出口匝道组合瓶颈建模  32-37
    2.3.1 模型  32-33
    2.3.2 模拟结果与分析  33-36
    2.3.3 小结  36-37
  2.4 入口、出口匝道在最优设置方式下的比较  37-41
    2.4.1 模拟结果和分析  37-40
    2.4.2 小结  40-41
3 公交车站附近机非混合交通流建模与特性分析  41-52
  3.1 机非混合交通流建模的相关研究  41-42
  3.2 周期边界条件下公交车站附近机非混合交通流建模与分析  42-47
    3.2.1 模型  42-43
    3.2.2 模拟结果和分析  43-46
    3.2.3 小结  46-47
  3.3 公交车站附近机非混合交通流的速度-空间占有率函数研究  47-52
    3.3.1 速度-密度函数关系的相关研究  47-48
    3.3.2 公交车站附近的机非混合交通流速度-空间占有率函数研究  48-51
    3.3.3 小结  51-52
4 公交车站附近机非干扰下的宏观-微观混合模型研究  52-60
  4.1 宏观-微观混合模型相关研究  52-53
  4.2 公交车站附近机非干扰下的宏观-微观混合模型建模  53-60
    4.2.1 模型  53-56
    4.2.2 模拟结果和讨论  56-59
    4.2.3 小结  59-60
5 结论和展望  60-62
  5.1 本文工作总结  60-61
  5.2 不足与展望  61-62
参考文献  62-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 交通工程与交通管理 > 交通调查与规划 > 交通调查 > 交通起迄点与现状调查
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