基于元胞自动机的信号交叉口影响范围研究

发布时间：2017-04-16 19:13

  本文关键词：基于元胞自动机的信号交叉口影响范围研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要围绕信号交叉口信号灯的影响范围大小进行了讨论与研究。首先论文将考虑前车行车状态的刹车灯模型加入到双车道模型中,并考虑了道路上交通流的实际情况,将道路上的车辆分为公交车,大型非公交车以及小汽车三种,并以此为基础,建立了信号交叉口双车道混合交通流模型,研究其排队长度以及停车延误以确定其影响范围。其次,在信号交叉口进口道增加了非港湾式的公交停靠站,建立了相应的模型,并研究讨论公交车在站点的停靠对信号交叉口影响区的影响。具体地来说,本文的主要研究内容如下:(1)将改进的刹车灯模型应用于信号交叉口双车道混合交通流的建模,研究了在该模型下道路交通量、绿灯时长与平均排队长度及每秒内平均停车次数的关系,从而给出了不同条件下信号灯的影响范围。此外,仿真结果表明,在信号交叉口进口道无公交站时,公交车数量的变化对信号交叉口的排队长度无影响。(2)在前文的基础上,加入了非港湾式公交站,构建了考虑非港湾式公交站的信号交叉口双车道混合交通流模型,研究了在该模型下道路交通量、绿灯时长与平均排队长度及每秒内平均停车次数的关系;通过改变公交车进入道路的比例,研究了公交车数量与平均排队长度及平均停车次数的关系,发现公交车数量的增加会造成每秒内平均停车次数的增加,但平均排队长度变化不明显;通过改变公交车在站点的停靠时间,研究了不同条件下公交车停靠时间与平均排队长度的关系,研究发现公交车停靠时间对平均排队长度、平均停车次数的影响程度与公交站位置的设置有关;通过改变非港湾式公交站的位置,研究了公交站点的位置设置与平均排队长度及停车次数的关系,研究发现公交站点位置对信号交叉口的影响与其最大的排队长度有关。最后,综合各方面因素,给出了在信号交叉口进口道存在非港湾式公交站的情况下的且达到三级服务水平的前提下的信号灯影响范围,并对信号交叉口进口道上游公交站点的位置设置给出了合理建议。(3)对两种模型从时空图、平均排队长度以及平均停车次数等方面进行对比分析,得出两者之间的差异是由于公交车在非港湾式公交站的停靠及左道公交车停车等待变道进站引起的。
【关键词】：混合交通流 非港湾式公交站 信号灯影响范围 公交站位置
【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9-17
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-14
• 1.3 研究意义14
• 1.4 研究内容及技术路线14-16
• 1.4.1 研究内容14-15
• 1.4.2 技术路线15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 基础理论17-28
• 2.1 常用的变量及测算方法17-19
• 2.1.1 交通流量q和车头时距hi17
• 2.1.2 速度v和密度 ρ17-18
• 2.1.3 占有率18-19
• 2.2 元胞自动机19-23
• 2.2.1 元胞自动机的构成19-22
• 2.2.2 元胞自动机的基本特征22-23
• 2.3 单车道元胞自动机模型23-27
• 2.3.1 NS模型23-24
• 2.3.2 CD模型24-25
• 2.3.3 MCD模型25-26
• 2.3.4 Tian模型26-27
• 2.4 双车道元胞自动机模型27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 一般信号交叉口信号灯影响区的界定28-38
• 3.1 考虑刹车灯影响的双车道模型构建28-31
• 3.1.1 车辆行驶规则28-31
• 3.1.2 换道规则31
• 3.1.3 边界条件31
• 3.2 计算机模拟及分析31-36
• 3.2.1 绿灯时长、交通量与平均排队长度之间的关系32-34
• 3.2.2 停车延误分析34-35
• 3.2.3 公交车数量变化对信号交叉口的影响35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 有公交站影响的信号灯影响区的界定38-52
• 4.1 考虑非港湾式公交站点影响的模型构建38-41
• 4.1.1 车辆行驶规则38-40
• 4.1.2 变道规则40-41
• 4.2 计算机模拟及分析41-50
• 4.2.1 绿灯时长、交通量与平均排队长度之间的关系41-43
• 4.2.2 停车延误分析43-44
• 4.2.3 公交车数量变化对信号交叉口的影响44-46
• 4.2.4 公交车在站点停靠时间对信号交叉口的影响46-48
• 4.2.5 公交站点位置设置对信号交叉口的影响48-50
• 4.3 本章小结50-52
• 第五章 两种模型下信号灯影响区的对比分析52-57
• 5.1 时空图对比分析52-53
• 5.2 平均排队长度的对比分析53-55
• 5.3 停车延误的对比分析55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-60
• 6.1 研究结论57-58
• 6.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录A 一般信号交叉口的双车道CA模型代码64-75
• 附录B 考虑非港湾式公交站的双车道CA模型代码75-78
• 附录C 其他程序代码78-80
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果80

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