行人、自行车、汽车行为特征研究及统一交通模型构建

发布时间：2020-08-10 09:40

【摘要】：随着经济发展和城市规律不断扩大,我国城市的人口数量和汽车数量呈现不断增长趋势。同时,伴随着近年来共享单车的普及,我国城市交通形成了由行人、自行车和汽车共同构成的混合交通流系统。出行方式的多样性在为我们生活提供便利的同时,也造成城市交通拥堵、环境污染、交通事故频发等一系列交通问题。因此,为了提高城市交通基础设施的利用效率,减少环境污染,保障不同交通流在城市道路上的正常通行,就必须对城市交通系统进行科学的规划和合理的布局。我国城市交通系统是由行人、自行车和汽车共同构成的混合交通流系统,所以科学合理地规划城市交通系统就必须充分了解这三种交通流的行为特征以及它们之间的相互关系。本文通过社会实验的方法,研究行人、自行车和汽车在不同队列环境下的运动特征。首先使用高清摄像机记录下实验的全过程,并从中提取研究所需的实验数据。然后,利用实验数据对三种交通流的一些行为特征进行研究。本文的主要研究工作如下:(1)首先,利用实验数据对行人、自行车和汽车在不同队列环境中的速度波动规律进行研究,并结合具体的实验来解释这三种交通流在速度波动上存在差异的原因。(2)对比分析行人、自行车和汽车三种交通流在不同队列密度下的轨迹时空图和基本图,发现这三种交通流的运动特征从本质上是相类似的,而造成这种相似运动特征的主要原因是三种交通流实验的参与者之间存在一种统一的心理驾驶行为。利用数学方程对统一心理驾驶行为进行描述,并结合真实的实验数据论证方程中的三个重要参数均服从正态分布,这样就可以构建一个完备的统一心理驾驶行为方程。(3)根据具体的队列实验对社会力模型进行改进,再结合改进的社会力模型和统一心理驾驶行为方程就可以构建出一种用来同时研究行人、自行车和汽车三种不同交通流行为特征的统一交通模型。利用统一交通模型分别对行人直线队列实验、自行车直线队列实验、行人环形队列实验、自行车环形队列实验和汽车环形队列实验进行模拟仿真,发现该模型可以较好地复现这五组队列实验的轨迹时空图和基本图,进而论证了统一交通模型的科学合理性。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491
【图文】：

平面图,交通拥堵,交通问题,混合交通

随着共享单车的普及，越来越多的人开始选择步行或者驾驶非机动车的方式出逡逑行，这样就造成了我国城市交通系统形成了不同于西方发达国家以私家车为主的逡逑交通流特征，而是行人、自行车和汽车构成的混合交通流（如图１－１）。在这种混逡逑合交通流下，很多时候会出现行人、自行车和汽车共用一个交通设施的情形，再逡逑加上道路的交通管理和基础设施的布局规划缺乏合理性、科学性和先进性，使得逡逑交通瓶颈增多、道路畅通性下降，交通拥堵和交通事故频发等交通问题变得比之逡逑前更加严峻。逡逑奮逡逑图１－１福州市某“十字路口邋”的混合交通平面图逡逑因此，为了解决交通拥堵、交通事故频发和环境污染等一系列交通问题，我逡逑们在提倡低碳生活、绿色出行的同时，更要对城市交通系统进行科学布局和合理逡逑规划，而我国的城市交通系统又是行人、自行车和汽车共同构成的混合交通流系逡逑］逡逑

泰森多边形,方法,单轨道,计算测量

想就是每个智能体所占的面积大小取决于周围智能体的个数。同理，在具体的一逡逑维单轨道实验中，每个智能体的密度取决于前后两个邻居，接下来可以以行人队逡逑列实验的一维泰森多边形方法为例来加以说明。如图２－１所示，在计算测量区域逡逑（阴影部分）的密度时，应该先通过第＆个人的两个邻居Ａ邋＋邋１和Ａ－１的坐标来计逡逑１２逡逑

基本关系,密度,流量,基本图

１．密度一流量关系基本图逡逑密度一流量关系基本图是用来描述密度和流量之间关系的一种基本图形，如逡逑下图２－３所示。图２－３中的两幅图都是密度一流量关系基本图，图（ａ）来自日逡逑本汽车实验数据，（ｂ）是从真实的交通实测数据中得到的。从这两幅图中中可以逡逑看到，密度一流量关系基本图呈反状。图形的左侧是自由流区，密度区间逡逑为该区域的流量会随着密度的增加而上升；右侧是拥堵流区域，密度逡逑区间为２，该区域的流量随着密度的增加而减少。同时，密度一流量关系逡逑中间还有一个从自由流向拥堵流过渡的区域，密度区间为／＾＜／？＜八？２，我们将逡逑该区间称之为过渡流区间。在过渡流区间，会有自由流和拥堵流两种流向同时存逡逑在。逡逑１５逡逑

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