快速路汇入行为分析及合流区组织优化

发布时间：2020-04-01 19:37

【摘要】：快速路瓶颈是指快速路上某一区段由于通行能力不足、突发事件或者是交通流冲突导致的车速大幅降低、密度快速增大的车辆排队现象,是快速路拥堵的直接因素。快速路合流区又是快速路发生瓶颈的关键区域,合流区中直接影响快速路通行效率的车流有两股,匝道车流和主路外侧车道车流。匝道车流汇入行为及主路外侧车道车流的连锁反应是导致快速路瓶颈发生的主要原因。因此,从匝道车辆、主路外侧车道车辆角度研究汇入行为特性,对于揭示两股车流的复杂交互机理起着至关重要的作用。本文采取实际调查数据分析的手段,利用视频处理技术,获取了长春市西部快速路南湖广场南入口匝道整个合流区的匝道车辆、主路车辆时空信息,对快速路汇入行为进行研究,研究内容如下:(1)从匝道汇入车辆角度出发,首先研究了匝道车辆汇入间隙,并建立间隙选择模型。然后通过聚类分析对快速路平行式加速车道车辆汇入行为进行分类。在此基础之上,根据不同类别建立汇入位置分布模型,进而研究了不同密度和合并速度所对应的不同交通状态下匝道车辆汇入位置的分布特征。(2)从主路车辆角度出发,分析汇入行为对主路的影响,分别以跟驰稳定性、速度、换道率为指标来剖析汇入车辆对主路车流的影响。以“分行为”、“分车道”两种方式分别研究不同汇入车辆数对主路影响、汇入车辆对主路不同车道的影响,并建立主路外侧车道换道预测模型。最后,用实测数据对模型准确度进行验证。(3)基于汇入行为特性研究及影响分析,引出两种合流区组织优化方案:对高峰期平行式加速车道进行优化,及对主路外侧车道车流换道行为进行引导。采用微观仿真分析法,对两种组织优化方法适用条件进行研究,给出组织优化方法使用的流量阈值。本文在对大量实测数据进行分析的基础上,建立了间隙选择模型、汇入位置分布模型及主路外侧车道车辆换道预测模型。明晰了影响匝道车辆间隙选择、匝道车辆汇入位置分布及主路车辆换道的显著性特征指标,为进一步建立合流区更精确、更贴合实际的微观模型提供理论依据和技术支持。所给出的合流区组织优化方案为快速路合流区交通管理与控制策略提供数据支撑。最后,在对论文主要研究成果进行总结的基础上,提出了论文存在的问题及下一步研究计划。
【图文】：

像素,车辆,坐标,间隙特性

车辆像素坐标提取示例图

频率分布直方图,车头时距,匝道,间隙

采集合流区外侧车道车流车头时距数据，其频率分布如图 2.5 所示，并从中筛选出匝道车辆选择汇入的间隙，，其频率分布如图 2.6 所示。汇入间隙是指匝道车辆选择汇入前外侧车道前后两车的车头时距。对比平峰、高峰频率分布直方图，发现无论是车头时距还是汇入间隙，高峰均大于平峰，且汇入间隙的高峰与平峰概率密度分布并不相同。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491

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