基于交通波的高速公路排队车辆控制策略研究

发布时间：2020-05-21 05:57

【摘要】：随着我国高速公路里程的不断延伸,如何提高路网通行效率、提升行车安全逐渐成为高速公路运营管理的核心问题之一。在突发事件下,良好的排队车辆控制诱导策略能够有效地缓解交通拥堵,减少行车延误,以及尽可能避免二次事故的发生。因此,研究突发事件下的车辆控制诱导策略,为高速公路运营管理部门提供决策支持,具有实用价值与现实意义。本文在针对高速公路短时事故条件下,车道全部关闭时,提出分段式排队车辆控制策略,并用传统的单点控制策略与之对比,基于交通波理论,分别建立两种控制策略下的排队车辆集结与消散模型,并通过Vissim仿真平台仿真验证模型的准确性以及完成对两种控制策略的比较评价。具体研究内容为:首先,分析常用交通流的统计理论模型的适用性,研究发现Van Aerde四参数模型能很好地描述高速公路交通流参数,基于实测数据,标定Van Aerde模型建模所需的四个参数,对Van Aerde模型完成建模,结合交通波理论的基础波速公式,建立Van Aerde模型下的交通波模型。其次,对高速公路事故路段排队车辆的时间与空间的影响范围作了定义与分析,基于此,建立基于交通波的单点控制与分段式控制策略下的排队车辆集结与消散模型,本文以排队车辆的集结波与启动波为切入点,利用追及问题构建数学公式,以事故清理时间及车辆到达速度为已知数,解出排队车辆的最大排队长度及排队时间,结合排队车辆的消散波,求解排队车辆的消散时间,以此完成对模型的构建;同时,推导了分段式控制策略下的控制点设立位置公式。最后,代入具体数值进行实例计算以及仿真验证,完成对模型的验证和分段式控制策略的评价。研究结果表明,本文所建立的单点控制策略及分段式控制策略下的排队车辆集结及消散模型各参数计算值与仿真值误差在0.5%~7.7%之间,模型的准确度很高;相比于单点控制策略,分段式控制策略下的排队车辆最大排队长度、排队车辆消散时间及平均行车延误等参数减少幅度在14.8%~21.3%之间,车辆总延误减少了129h,验证了分段式控制策略的可行性及有效性。
【图文】：

地图,路网,路段,微观交通仿真

简介界领先的微观交通仿真软件，它可以对人、车、路准确地模拟所有参与者。同时，交通事件也可以用路段连接、驾驶参数及车辆行人参数、兼容借口等了多种分析手段，对于政府决策部门及普通研究者sim 既可以在线生成可视化的交通运行状况，也可集、排队长度、车辆延误等[75]。基于此，采用 V段p 平台截取仿真路段地图，生成 osm 文件，用 Vis件输入到 Vissim 中，截取仿真路段的一段路网如

速度分布,路段,跟车模型

图 5.2 仿真路段图交通设置真模型与上文所建立的 Van Aerde 四参数模型相符跟车模型进行修改，使仿真路段的车辆平均速度车模型为 Wiedemann 99 模型，在车辆速度为 v 的v，其中 CC0为停车间距，CC1为车头时距，是一模型中的跟车模型及阻塞密度 kj的值，在用线性公C1= 2.0s，而 Wiedemann 99 模型的其他参数保持 110km/h 的速度分布，，其区间为[95km/h,115km/为 110km/h。度条件下，Van Aerde 四参数模的流量大小为 89则仿真模型中车辆输入为 1790pcu/h。因流量单位
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491

【参考文献】