四车道高速公路封闭超车道施工区交通运行建模仿真研究
发布时间：2021-06-16 19:00
在保证高速公路施工区一定通行效率的条件下,为提高高速公路施工区的交通安全水平,本文以四车道高速公路封闭超车道施工区为研究对象,利用交通仿真技术,开展了施工区交通运行状态建模及交通影响研究。首先,通过实地交通调查,提取了四车道高速公路封闭超车道施工区的交通流数据,分析了施工区交通量和交通组成、车头时距分布、车速变化、车辆换道位置分布以及通行能力等交通特性;然后,利用VISSIM软件构建了相应的施工区交通模型,选取了车辆换道位置分布作为模型的评价指标,通过敏感性分析对一系列驾驶行为参数进行了分析,最终选取了8个待标定参数;结合模型特点,设计了施工区交通模型标定的遗传算法,利用Visual Basic语言实现了模型的自动标定程序设计,检验结果表明模型效果与实测数据较吻合;最后,利用标定好的施工区交通模型,开展了不同交通量条件及不同交通设施布置条件下的仿真实验,并从通行效率及行车风险两个角度进行了评价分析。研究结果表明:换道位置分布是该类施工区特有的交通特性,以此作为模型标定的评价指标是必要且有效的;当施工区上游交通量达到1100veh/h左右时,交通冲突数急剧增加,不安全换道的比例最大,此时...
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
封闭超车道施工区调查现场
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文102.1.2施工区交通运行数据提取（1）交通控制区布置该调查路段车道宽度为3.75m，其交通控制区区段组成及相应交通设施按照《公路养护安全作业规程（JTGH30-2015）》中规定进行布置，分为警告区（2000km）、上游过渡区（150m）、缓冲区（120m）、作业区（100m）、下游过渡区（30m）及终止区（30m）六个区段，最终限速值为60km/h。交通控制区布置见图2-3。图2-3施工区交通控制区布置（2）交通量和交通组成提取实地调查录制的交通状况视频，以5分钟为单位，通过人工计数方式，分别对各车道上的交通量进行统计。调查交通组成时，通常情况下应将车辆分为大客车、中客车、小客车和大货车、中货车、小货车六种车型，鉴于该调查路段中车型以小客车、大客车及大货车为主，统计时仅分为小型车和大型车两种车型。（3）行车速度由于调查方法的限制，本文用车速代替地点车速，具体方法为：首先根据研究需要，将施工区划分长度为S的若干区段（利用车道分界线，划分为30m长的区段），调查某车辆在某个区段的车速时，记录该车辆车头到达区段起点和终点的视频帧数P和P"，所录制的视频为每秒30帧，可得车辆通过该区段的时间为(P"-P)30，则车辆在该区段的区间速度为90(P"-P)。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文122.2.2车头时距分布特性连续两辆车的车头通过同一断面的时间差称为车头时距，车头时距的分布一定程度上可以反映通行效率和行车风险。警告区后四分之一路段是车辆进行换道及减速行为的区段，是施工区的交通瓶颈和高风险区，该区段的车头时距分车道进行统计，其分布见图2-4。其中，超车道上的平均车头时距为7.01s，行车道上的平均车头时距为6.38s。显然，由于调查路段的交通量较低，因此该区段上的平均车头时距较大，交通运行处于弱跟驰状态。运用多种分布函数分别对超车道和行车道上的车头时距实测数据进行拟合，结果表明，运用爱尔朗分布对车头时距的拟合效果最好，最终拟合得到的爱尔朗分布函数为：10()()!λλ=≥=rtitiPhtei（2-1）式中P(h≥t)——车头时距大于等于t的概率；t——某车头时距的值；r——爱尔朗分布的阶数。r和λ的取值可根据均值E和方差D确定，即λ=1E，r=E2S2。图2-4车头时距分布2.2.3车速分布特性分别对正常路段、警告区及作业区三个区段的小型车车速和大型车车速进行统计。经检验，各区段的车速分布均服从正态分布，拟合结果见图2-5，各区段平均车速、车速方差及运行速度见表2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现[J]. 陈晶,孙旭飞,田东燊. 市政技术. 2019(01)
[2]基于微观仿真与极值理论的城市交叉口安全评价方法[J]. 王晨,夏井新,陆振波,钱振东. 中国公路学报. 2018(04)
[3]基于SOGA的VISSIM仿真模型参数标定方法[J]. 杨艳芳,秦勇,努尔兰·木汉. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]面向微观交通仿真实验的模型参数敏感性分析方法[J]. 周晨静,荣建,陈春安. 北京工业大学学报. 2016(11)
[5]公路施工区通行效益仿真分析[J]. 吴伟,林琴. 公路与汽运. 2016(05)
[6]基于均匀试验法的VISSIM车道变换参数标定[J]. 徐月欣,王小双,吴昊. 山东交通学院学报. 2015(03)
[7]针对主辅路的Vissim仿真模型参数标定方法[J]. 李振龙,王保菊,金雪,连培昆. 交通信息与安全. 2015(02)
[8]微观交通仿真模型校正中的参数敏感性分析[J]. 朱林波. 西华大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于遗传算法的VISSIM人车参数标定方法[J]. 李欣,陈旭梅,万涛,郭淑霞. 中国民航大学学报. 2014(01)
[10]高速公路施工区限速标志位置确定方法[J]. 于仁杰,马荣国,韩海,阎莹,王俊凌. 交通运输工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]高速公路作业区行车风险与安全控制策略[D]. 吴彪.吉林大学 2011
[2]基于Agent的智能交通控制策略与可视化动态仿真研究[D]. 孙晋文.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]基于改进遗传算法的微观交通仿真模型参数标定方法研究[D]. 李美影.山东大学 2019
[2]基于自适应正交遗传算法的道路交叉口VISSIM模型参数标定方法[D]. 努尔兰·木汉.北京交通大学 2014
[3]微观交通仿真模型参数标定及检验研究[D]. 王青燕.山东大学 2013
本文编号：3233612
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
封闭超车道施工区调查现场
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文102.1.2施工区交通运行数据提取（1）交通控制区布置该调查路段车道宽度为3.75m，其交通控制区区段组成及相应交通设施按照《公路养护安全作业规程（JTGH30-2015）》中规定进行布置，分为警告区（2000km）、上游过渡区（150m）、缓冲区（120m）、作业区（100m）、下游过渡区（30m）及终止区（30m）六个区段，最终限速值为60km/h。交通控制区布置见图2-3。图2-3施工区交通控制区布置（2）交通量和交通组成提取实地调查录制的交通状况视频，以5分钟为单位，通过人工计数方式，分别对各车道上的交通量进行统计。调查交通组成时，通常情况下应将车辆分为大客车、中客车、小客车和大货车、中货车、小货车六种车型，鉴于该调查路段中车型以小客车、大客车及大货车为主，统计时仅分为小型车和大型车两种车型。（3）行车速度由于调查方法的限制，本文用车速代替地点车速，具体方法为：首先根据研究需要，将施工区划分长度为S的若干区段（利用车道分界线，划分为30m长的区段），调查某车辆在某个区段的车速时，记录该车辆车头到达区段起点和终点的视频帧数P和P"，所录制的视频为每秒30帧，可得车辆通过该区段的时间为(P"-P)30，则车辆在该区段的区间速度为90(P"-P)。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文122.2.2车头时距分布特性连续两辆车的车头通过同一断面的时间差称为车头时距，车头时距的分布一定程度上可以反映通行效率和行车风险。警告区后四分之一路段是车辆进行换道及减速行为的区段，是施工区的交通瓶颈和高风险区，该区段的车头时距分车道进行统计，其分布见图2-4。其中，超车道上的平均车头时距为7.01s，行车道上的平均车头时距为6.38s。显然，由于调查路段的交通量较低，因此该区段上的平均车头时距较大，交通运行处于弱跟驰状态。运用多种分布函数分别对超车道和行车道上的车头时距实测数据进行拟合，结果表明，运用爱尔朗分布对车头时距的拟合效果最好，最终拟合得到的爱尔朗分布函数为：10()()!λλ=≥=rtitiPhtei（2-1）式中P(h≥t)——车头时距大于等于t的概率；t——某车头时距的值；r——爱尔朗分布的阶数。r和λ的取值可根据均值E和方差D确定，即λ=1E，r=E2S2。图2-4车头时距分布2.2.3车速分布特性分别对正常路段、警告区及作业区三个区段的小型车车速和大型车车速进行统计。经检验，各区段的车速分布均服从正态分布，拟合结果见图2-5，各区段平均车速、车速方差及运行速度见表2-2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现[J]. 陈晶,孙旭飞,田东燊. 市政技术. 2019(01)
[2]基于微观仿真与极值理论的城市交叉口安全评价方法[J]. 王晨,夏井新,陆振波,钱振东. 中国公路学报. 2018(04)
[3]基于SOGA的VISSIM仿真模型参数标定方法[J]. 杨艳芳,秦勇,努尔兰·木汉. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]面向微观交通仿真实验的模型参数敏感性分析方法[J]. 周晨静,荣建,陈春安. 北京工业大学学报. 2016(11)
[5]公路施工区通行效益仿真分析[J]. 吴伟,林琴. 公路与汽运. 2016(05)
[6]基于均匀试验法的VISSIM车道变换参数标定[J]. 徐月欣,王小双,吴昊. 山东交通学院学报. 2015(03)
[7]针对主辅路的Vissim仿真模型参数标定方法[J]. 李振龙,王保菊,金雪,连培昆. 交通信息与安全. 2015(02)
[8]微观交通仿真模型校正中的参数敏感性分析[J]. 朱林波. 西华大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于遗传算法的VISSIM人车参数标定方法[J]. 李欣,陈旭梅,万涛,郭淑霞. 中国民航大学学报. 2014(01)
[10]高速公路施工区限速标志位置确定方法[J]. 于仁杰,马荣国,韩海,阎莹,王俊凌. 交通运输工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]高速公路作业区行车风险与安全控制策略[D]. 吴彪.吉林大学 2011
[2]基于Agent的智能交通控制策略与可视化动态仿真研究[D]. 孙晋文.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]基于改进遗传算法的微观交通仿真模型参数标定方法研究[D]. 李美影.山东大学 2019
[2]基于自适应正交遗传算法的道路交叉口VISSIM模型参数标定方法[D]. 努尔兰·木汉.北京交通大学 2014
[3]微观交通仿真模型参数标定及检验研究[D]. 王青燕.山东大学 2013
本文编号：3233612
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