交通震荡演化机理的元胞自动机建模与仿真研究

发布时间：2021-05-17 10:08

　　交通震荡是城市高、快速路上一种常见的交通流现象,往往引发交通拥堵。交通震荡增加了车辆行驶过程中的行程延误和燃油消耗,降低了驾驶员的驾驶舒适度,也增加了交通事故发生的概率。目前交通震荡的形成传播机理还有待进一步完善,交通震荡的研究,是交通流理论研究的进一步拓展,也能为缓解交通拥堵提供决策支持。本文提取了交通震荡的相关轨迹数据,分析交通震荡的增长和传播等宏观演化特性,从跟驰行为角度解析了交通震荡的增长传播机理。通过构建考虑交通迟滞和波速差异的元胞自动机跟驰模型,模拟了交通震荡的增长特性和传播特性,验证了本文对于交通震荡演化机理分析的正确性。论文首先以NGSIM数据为数据源,采用小波能量分析方法提取了交通震荡相关的轨迹数据,统计分析车队中车辆速度的标准差,验证了车辆速度的标准差沿车队的凹增长模式。另外发现在交通震荡衰退阶段,车辆速度的标准差可能会减小。进一步分析交通震荡加、减速波的波速差异,验证了在前驱阶段,减速波和加速波波速几乎为0;发展阶段,减速波以略小于加速波的速度向上游传播。另外发现:交通震荡出现衰退迹象时,减速波以大于加速波的速度向上游传播。根据增长特性和传播特性将交通震荡划分为前... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景及意义
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 国内外研究现状综述
    1.4 主要研究内容
    1.5 技术路线
第2章 交通震荡的演化特性
    2.1 交通震荡
        2.1.1 交通震荡的概念
        2.1.2 交通震荡的识别
    2.2 数据来源及预处理
        2.2.1 基础数据来源
        2.2.2 数据预处理
    2.3 交通震荡的轨迹数据提取
        2.3.1 小波变换
        2.3.2 减-加速突变点的识别
    2.4 交通震荡的增长、传播特性及阶段划分
        2.4.1 交通震荡的增长特性
        2.4.2 交通震荡的传播特性
        2.4.3 交通震荡的阶段划分
    2.5 本章小结
第3章 跟驰行为角度的交通震荡演化机理研究
    3.1 跟驰行为角度的交通震荡增长机理分析
        3.1.1 跟驰中非对称的驾驶行为(交通迟滞)
        3.1.2 交通震荡与交通迟滞关系分析
        3.1.3 不同的迟滞类型与驾驶员类型
    3.2 跟驰行为角度的交通震荡传播机理分析
        3.2.1 基于Newell模型的简化波速
        3.2.2 驾驶员的反应时间与交通迟滞
    3.3 本章小结
第4章 交通震荡的元胞自动机建模研究
    4.1 元胞自动机模型构建
    4.2 模拟交通迟滞的更新规则
    4.3 考虑波速的更新规则
    4.4 本章小结
第5章 元胞自动机模型仿真评价
    5.1 仿真环境介绍
    5.2 模型参数设定
    5.3 模型仿真效果评价
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]城市快速路瓶颈交通震荡特性研究[J]. 张娟.  交通信息与安全. 2015(05)
[2]交通流跟驰模型研究进展[J]. 何民,刘小明,荣建.  人类工效学. 2000(02)
[3]一些常用的车头时距分布所对应的到达分布[J]. 刘灿齐,周溪召,刘安.  公路交通科技. 1995(03)

博士论文
[1]交通震荡演化特性的实验研究和建模仿真[D]. 黄永现.中国科学技术大学 2019
[2]交通流动态随机演化模型研究[D]. 陈喜群.清华大学 2012

硕士论文
[1]移动瓶颈诱发的交通流演化特性分析[D]. 刘聪聪.北京交通大学 2018
[2]安全辅助驾驶策略对交通流特性及能耗排放的影响研究[D]. 张璇.北京交通大学 2018



本文编号：3191579