基于仿真检测器数据的跟驰模型参数标定研究

发布时间：2020-06-30 12:55

【摘要】：交通流理论是交通工程学科的重要组成部分,其研究目的旨在分析交通特性、揭示交通流基本规律,更好地引导和完善道路规划设计和系统建设。微观交通流模型以单个车辆为研究对象,着眼于车辆的微观行驶行为,对于探究车辆间相互作用关系起到重要作用。跟驰模型是微观交通流模型的代表之一。通过对跟驰模型进行参数标定,可以合理地描述实际的交通情景,实现跟驰模型从理论到实践的应用。但由于车辆在行驶过程中会受到驾驶员、车辆状况和道路环境等多个因素的影响,加之缺少合适的检测设备,车辆的微观行为难以被记录,这给跟驰模型的参数标定带来了一定的困难。而宏观交通流模型的研究对象为交通流的流量、速度、密度等宏观参数,具有模型表达式较为简洁、物理意义明确、计算简便的优点,且宏观交通流参数可以通过道路上的车辆检测器直接获取。因此,对宏观交通流模型进行参数标定往往比直接标定跟驰模型更加简便、高效。在以上背景下,本文提出一种利用检测器数据进行跟驰模型参数标定的新方法。以现有的微观跟驰模型GHR模型为研究基础,通过理论分析与数学推导,设计出一种密度-流量交通流模型,用于描述跟驰状态下的宏观交通流。之后使用VISSIM软件进行仿真,利用仿真软件中的车辆检测器功能获取路段的交通量、速度等交通流参数,作为参数标定的原始数据。最后运用最优化理论求解模型中待标定参数的值,实现模型的参数标定,从而验证了本文中所提出方法的科学性及可操作性。本文具体内容如下:(1)设计出一种基于GHR模型的密度-流量交通流模型,将跟驰模型中前后车的车头间距、速度差和加速度之间的关系,转化为路段当中交通流密度与流量的关系,用密度和流量来描述跟驰模型,实现了从微观模型到宏观模型的转化与对接。(2)在论证VISSIM仿真合理性和进行交通调查的基础上,使用VISSIM软件对道路交通流进行仿真,通过数据采集点模块获取交通量、占有率和速度等交通流参数。(3)使用最优化理论与方法对本文中提出的基于GHR模型的密度-流量模型进行参数标定,运用数学方法求解模型中的参数值,并通过误差分析验证参数的准确性及模型的合理性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491
【图文】：

示意图,车辆跟驰,示意图

京交通大学硕士专业学位论文逦２国内外研宄现状逡逑．２跟驰模型研究综述逡逑随着工业化的快速发展和道路建设速度不断加快，汽车为人们提供了更便利逡逑出行方式的同时还带来了巨大的经济增长，但交通拥堵、环境污染、交通事故等逡逑路交通带来的问题也层出不穷。当时的学者为了解决这些问题，对微观交通行为逡逑微观驾驶行为进行了一系列研宄。车辆跟驰行为是一种基于单个车辆的基本微逡逑驾驶行为，指同一车道上在车队中行驶的前后两辆车的相互作用。车辆跟驰模型逡逑通过运用动力学和运动学方法，研宄在限制超车的单车道上前车的速度变化引逡逑的跟驰车运动状态改变的理论模型。车辆跟驰理论从车辆运动分析交通流的变逡逑规律，将道路上的车辆看成离散的粒子，采用控制论的方法分析各个车辆粒子之逡逑的相互作用，进而分析单车道上交通流的特性。逡逑：逦ｉ逦ｉ逡逑

研究思路,密度,跟驰模型,流量模型

北京交通大学硕士专业学位论文逦３基于ＧＨＲ模型的密度－流量模型设计逡逑方法对跟驰模型进行参数标定，将跟驰模型的思想用宏观交通流参数进行表达，实逡逑现了从微观模型到宏观模型的转化和对接。逡逑３．３．３模型表达式逡逑本节设计了一种基于ＧＨＲ模型的密度－流量模型，以跟驰模型中ＧＨＲ模型为逡逑原理，构造出在稳态流条件下交通流密度与流量的关系。ＧＨＲ模型是一种经典的逡逑刺激－反应模型，数学表达式较为简单，且只含有两个参数，可用于研宄交通量较逡逑大或车辆时停时走的跟驰情况。基于ＧＨＲ模型的密度－流量模型的研宄思路如图逡逑３－１所示：逡逑

【参考文献】