城市信号控制网络宏观基本图模型研究与应用

发布时间：2017-08-17 20:13

  本文关键词：城市信号控制网络宏观基本图模型研究与应用

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【摘要】：无论发达国家还是发展中国家,大中型城市或多或少面临着高峰时期的交通阻塞困扰,车辆流动效率较低还会衍生其他交通问题,如事故增加、冲突频发、污染加剧等。为了提高车辆的运行效率,交通管理者从节点、路段和路网等多方面进行了实践,结果证明,当交通节点之间的关联性较高时,基于点控制和线控制的交通改善策略对缓解路网层面的交通问题收效甚微,因此,以交通小区为研究对象的宏观交通控制策略越来越成为研究的热点。网络宏观基本图模型基于路网的基本属性描述路网交通流参数(流量、密度、速度)之间的基本关系,由于其考虑到路网的实际特征,能够对城市路网监控和管理进行更科学合理的指导。本论文以城市道路信号控制网络的宏观基本图模型为研究对象,主要从路网特性、影响因素和理论应用三方面展开论述,主要研究内容包括以下三方面:(1)提出一种描述宏观基本图模型的全新定义,即路网内运行车辆数N和单位时间驶离路网车辆数G之间的函数关系,并对模型的合理性进行分析。基于MFD模型的新定义,制定一种切实可行的绘制宏观基本图的方法,为后续的研究提供技术支持。(2)根据宏观基本图模型的新定义,基于实际路网和仿真路网验证了宏观基本图的存在性及其变化规律。根据宏观基本图的变化趋势和性质分析,研究利用宏观基本图确定路网承载力的可行性,并设计试验算例进行验证。(3)考虑大型车比例对宏观基本图形状和趋势的影响,进行敏感性分析,总结不同大型车比例下宏观基本图的变化规律;根据敏感性分析结果,建立车辆换算系数的求解模型。最后设计试验算例进行验证,结果表明,当路网车流处于自由行驶状态时,车辆之间相互作用较小,换算系数仅与车型比例有关;当路网车流处于饱和流或过饱和流状态时,车辆间相互影响作用明显,换算系数由车型比例和路网内运行车辆数目共同决定。
【关键词】：宏观基本图模型 信号控制路网 路网承载力 大型车比例 车辆换算系数
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.54
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的和意义12-13
• 1.2.1 研究目的12-13
• 1.2.2 研究意义13
• 1.3 宏观基本图模型的发展历程13-15
• 1.4 研究内容15-16
• 1.5 章节安排和技术路线16-18
• 1.5.1 章节安排16-17
• 1.5.2 技术路线17-18
• 1.6 本章小结18-19
• 第二章 宏观基本图模型研究综述19-33
• 2.1 宏观基本图的基本特性19-24
• 2.1.1 宏观基本图的存在性19-21
• 2.1.2 宏观基本图理论模型21-22
• 2.1.3 宏观基本图形状22
• 2.1.4 宏观基本图适用条件22-24
• 2.2 宏观基本图的影响因素24-29
• 2.2.1 不同车辆的行为24-25
• 2.2.2 道路属性的影响25-27
• 2.2.3 道路条件的影响27-28
• 2.2.4 管理策略的影响28-29
• 2.3 宏观基本图在网络分析和控制领域的应用29-32
• 2.3.1 交通小区的划分30-31
• 2.3.2 网络控制领域的应用31
• 2.3.3 路网模型构建的应用31
• 2.3.4 交通评价的应用31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 改进的宏观基本图及其绘制方法33-41
• 3.1 改进的宏观基本图33-34
• 3.1.1 宏观基本图模型的新定义33-34
• 3.1.2 改进的宏观基本图模型合理性分析34
• 3.2 一种新型的绘制宏观基本图的方法34-40
• 3.2.1 方法概述35
• 3.2.2 技术路线35-36
• 3.2.3 具体实施方式36-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 宏观基本图存在性验证41-53
• 4.1 实验方案设计41-45
• 4.1.1 路网布局结构选择41-42
• 4.1.2 路网设计及参数标定42-45
• 4.2 基于棋盘式路网验证宏观基本图的存在性45-48
• 4.2.1 交通需求的确定45
• 4.2.2 数据处理和分析45-47
• 4.2.3 宏观基本图的绘制47-48
• 4.3 基于实际路网验证宏观基本图的存在性48-51
• 4.3.1 广州市天河区部分路网仿真建模48-49
• 4.3.2 数据处理与分析49-50
• 4.3.3 宏观基本图的绘制50-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第五章 基于宏观基本图模型的路网承载力研究53-61
• 5.1 路网承载力的确定方法综述53-54
• 5.1.1 国外研究现状53-54
• 5.1.2 国内研究现状54
• 5.2 宏观基本图与路网承载力关系研究54-55
• 5.3 宏观基本图散点图分段方法55-57
• 5.3.1 MFD关键点定义55-56
• 5.3.2 K-means聚类分析方法的应用56-57
• 5.4 路网承载力的求解流程57-58
• 5.5 算例分析58-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 基于宏观基本图模型的车辆换算系数研究61-79
• 6.1 基于宏观基本图确定车辆换算系数思想的产生61-64
• 6.1.1 车辆换算系数研究综述61-63
• 6.1.2 宏观基本图与车辆换算系数的关系63-64
• 6.2 宏观基本图模型对大型车比例敏感性分析64-70
• 6.2.1 基本假设和实验设计64-65
• 6.2.2 不同大型车比例下的宏观基本图绘制65-66
• 6.2.3 基于K-means确定不同大型车比例下的MFD分段点66-67
• 6.2.4 敏感性分析67-70
• 6.3 基于宏观基本图的车辆换算系数研究70-77
• 6.3.1 基于MFD的车辆换算系数建模70-72
• 6.3.2 换算系数求解策略72-75
• 6.3.3 算例分析75-77
• 6.3.4 结论分析77
• 6.4 本章小结77-79
• 结论和展望79-81
• 参考文献81-87
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果87-89
• 致谢89-90
• 附件90

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本文编号：690877