高速公路交通拥堵动态扩散模型与仿真研究

发布时间：2020-04-18 05:34

【摘要】：随着科技的进步,近二十年是世界交通运输现代化快速发展的时期。高速公路作为交通运输业的重要组成部分,其发展也十分迅速。然而,我国由于机动车保有量逐年上升,居民出行增加,导致近几年高速公路交通拥堵频发。因此,探索交通拥堵的内在机理,掌握拥堵的后续演化过程,对于高速公路管理部门制定合理有效的管控策略具有重要意义。因此,本文依托江苏省交通运输科技与成果转化项目“面向高速公路网交通拥堵预测的交通流动态仿真技术研究”,从实测江苏省典型高速公路数据出发,分析拥堵产生及消散过程的动态演化规律,通过构建拥堵动态扩散预测模型,对拥堵发生的后续交通变化进行预测,为制定高速公路管控策略提供支持。研究首先从交通拥堵特征进行出发,对交通流基本参数进行简单概述,提取拥堵产生时交通参数的变化,合理量化交通拥堵程度,分析不同成因造成的拥堵差异。其次,针对后续研究所需数据,规范了数据要求,对采集的江苏省高速公路数据进行筛选,最终选择苏嘉杭高速公路采集数据。然后根据数据自身存在的问题,选择合适的方法对源数据进行后续平滑与修补处理。再次,以微观跟驰模型为基础,改进了已有跟驰模型,构建了基于LWR模型和新动力学模型的拥堵动态扩散预测模型,对比构建的预测模型与已有模型对高速公路拥堵的预测效果。最后,基于构建的拥堵扩散预测模型,采用实测数据进行了高速公路拥堵仿真,同时对模型的预测效果进行探讨,指出检测器布设间隔和预测时间是影响预测精度的外在因素。
【图文】：

曲线,累计频率,高速公路,车速

图 2-1 苏嘉杭高速公路车速累计频率曲线够直观的反映路上交通状态，一般来说，速度低，表明路上交有可能发生了拥堵。所以，在判断高速公路是否拥堵时，大量作为判断依据。指在某一个时间节点，单位长度的道路上存在的车辆数。基本接测量的量，一般根据三参数的关系由交通流和速度求出。如的车头间距等长，则密度是该车头间距的倒数。密度有时也会质量，通常条件下，密度高，说明车头间距很小，前车严重制约速度降低，交通安全程度下降等后果。数相互关系格的数学推导，可以证明交通的基本三参数满足以下关系：QKV 指代的是空间平均车速，公式要求路上交通的车型一致。该式

密度图,三参数,单向交通,车道

9图 2-2 双向四车道高速公路单向交通三参数关系单计算可以发现，，三参数并不完全满足公式 2.1，这是由于路种车型的交通运行特性并不一致，从而使混合不同车型的车系。研究表明，混合了不同车型车流的三参数满足如下关系：Q KV为调整系数，根据混合车型的比例而定，范围一般取 1.0-1.1。看出，速度与密度函数呈现单调递减的性质，这表明路上密度低。分析大量的数据点，发现当密度保持在一个较低的水平，低，而是呈现近似于随机分布的特性，说明车辆较为稀疏时，车速由驾驶员的习惯所决定。量密度图，中间有一个较为明显的拐点，此时在该密度条件下度称为临界密度或最佳密度。有许多学者对流量密度图做了深
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.265

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