高速公路长隧道出入口段可变限速研究

发布时间：2017-05-09 21:02

  本文关键词：高速公路长隧道出入口段可变限速研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着高速公路里程的增长,山区高速公路隧道数量不断上升。高速公路隧道的修建,带来了巨大的交通便利和经济效益,促进了山区国民经济发展。但是由于隧道内外环境的巨大差异,给交通安全带来很多隐患,尤其是长隧道的出入口段,形成交通事故的多发地带。为了提高长隧道出入口段的安全水平,对高速公路交通流进行建模、仿真分析,以及对长隧道出入口段实行可变限速的仿真模拟,为长隧道出入口段工程实施可变限速提供理论依据和参考。本文通过对我国高速公路隧道事故原因进行深入分析,发现超速以及不良天气是造成事故的主要原因。并且对影响隧道内车辆速度、隧道环境以及现有限速方法的有效性进行分析,提在长隧道出入口段实行可变限速。以往对高速公路交通流的分析通常采用宏观交通流模型,本文通过对METANET和CTM两个宏观交通流模型进行对比,确定采用CTM模型,并且使用CTM仿真软件对长隧道入口段的交通流状况进行模拟仿真,仿真结果表明CTM模型能够很好的模拟隧道交通流的状况。选取可变限速模型的目标函数和约束条件,并采用MATLAB工具箱中的遗传算法对模型进行求解。依据上述研究结果,选取陕西蓝商高速李家河隧道(3km以上),在自由流和发生交通事故情况下,运用二次开发的VISSIM微观仿真软件对可变限速方案进行仿真评价。得到如下仿真结果:与未实行可变限速相比,实行可变限速以后,隧道出入口段相邻路段的速度离散性减小,尤其是隧道出口和入口的位置,速度变化较为平缓;在发生交通事故情况下,事故上游车辆的停车次数和平均旅行时间均减少20%以上,可有效提高隧道内行车安全。仿真结果表明,在长隧道出入口段实行可变限速方案,不仅可以减小发生交通事故的概率,提高交通安全,还可以保证驾驶人平顺舒适的通过隧道出入口段,对提高交通安全具有促进作用,故应在长隧道出入口段实行可变限速。
【关键词】：交通安全 高速公路隧道 可变限速控制 宏观交通流模型 仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491;U492.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 高速公路隧道发展现状10-11
• 1.1.2 高速公路隧道段交通事故分析11-14
• 1.2 问题的提出14-15
• 1.3 国内外研究状况15-22
• 1.3.1 国外相关研究15-18
• 1.3.2 国内相关研究18-21
• 1.3.3 国内外研究总结21-22
• 1.4 主要研究内容及技术路线22-24
• 1.4.1 研究内容22-23
• 1.4.2 技术路线23-24
• 第二章 高速公路隧道出入.段可变限速理论分析24-38
• 2.1 隧道段行车速度影响因素分析24-27
• 2.1.1 驾驶人行为24-25
• 2.1.2 车辆运行状况25-27
• 2.1.3 道路条件27
• 2.2 高速公路隧道段行车环境27-29
• 2.2.1 隧道进出.明暗差异28-29
• 2.2.2 隧道光照强度29
• 2.2.3 隧道段特殊环境29
• 2.3 现有的限速方法及有效性分析29-33
• 2.3.1 路段统一限速值30
• 2.3.2 分车道、分车型限速30-31
• 2.3.3 不良天气条件下限速31-32
• 2.3.4 特殊路段限速32-33
• 2.4 可变限速控制原理33-36
• 2.4.1 可变限速控制作用分析33-35
• 2.4.2 可变限速控制原理分析35-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第三章 高速公路隧道段交通流模型与仿真验证38-55
• 3.1 宏观动态交通流模型及研究现状38-39
• 3.2 宏观动态交通流模型39-46
• 3.2.1 LWR模型40-41
• 3.2.2 CTM (Cell Transmission Model)41-43
• 3.2.3 METANET模型43-46
• 3.3 宏观交通流模型对比与仿真46-54
• 3.3.1 模型参数的标定46-48
• 3.3.2 仿真实例路段48
• 3.3.3 模型仿真结果对比分析48-49
• 3.3.4 CTM软件介绍49-50
• 3.3.5 CTM软件适用性验证50-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第四章 高速公路隧道动态限速优化方法研究55-62
• 4.1 高速公路安全性评价指标55-56
• 4.2 目标函数56-58
• 4.2.1 相邻路段速度差56-57
• 4.2.2 瞳孔面积变化速度57-58
• 4.3 约束条件58-60
• 4.3.1 基于不良天气道路状况的约束条件58
• 4.3.2 基于时空速度差的约束条件58-59
• 4.3.3 基于隧道本身设计标准的约束条件59-60
• 4.4 算法与模型求解60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 长隧道出入.段可变限速控制仿真分析62-71
• 5.1 仿真平台的搭建62-66
• 5.1.1 交通仿真的特点62
• 5.1.2 VISSIM仿真软件介绍62-63
• 5.1.3 COM接63
• 5.1.4 仿真路段的建立与平台的标定63-66
• 5.2 仿真实验设计66-67
• 5.3 仿真结果分析67-69
• 5.4 本章小结69-71
• 结论与展望71-73
• 研究结论71-72
• 展望72-73
• 参考文献73-80
• 附录80-83
• 攻读学位期间取得的研究成果83-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 毛保华,杨肇夏,陈海波;道路交通仿真技术与系统研究[J];北方交通大学学报;2002年05期

2 李勇,阴国恩,陈燕丽;阅读中疲劳、心理负荷因素对瞳孔大小的调节作用[J];心理与行为研究;2004年03期

3 张开冉,李国芳;限速条件下驾驶员行车速度选择问题研究[J];公路交通科技;2003年05期

  本文关键词：高速公路长隧道出入口段可变限速研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：353271