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可变限速控制对快速道路出口匝道功能区交通运行影响研究
| 论文题名： | 可变限速控制对快速道路出口匝道功能区交通运行影响研究 |
| 关键词： | 快速道路;出口匝道功能区;交通运行;可变限速控制 |
| 摘要： | 出口匝道作为快速道路的瓶颈之一，在高交通需求下会出现通行能力骤降现象，从而降低快速道路出口匝道功能区的通行效率，而可变限速控制作为一种实时动态控制手段，可有效缓解这一现象。目前对可变限速控制对出口匝道功能区宏观和微观交通特性影响机理的分析存在不足，对其仿真模型的研究还有待完善，对SPELIALIST控制算法中各参数组合的适用范围和控制效果的研究还有待深入。 基于上述研究现状和不足，本文基于国内外实测交通流数据，揭示可变限速控制对宏观和微观交通运行特性的影响机理，探究SPECIALIST控制算法下驾驶行为的内在规律，搭建可变限速控制下出口匝道功能区的元胞自动机仿真平台，结合拉丁超立方实验设计法和方差分析法选取仿真模型的关键参数，基于遗传算法对关键参数进行自动标定，采用出口匝道功能区的实测车头时距分布和车速分布对仿真模型进行校核。提出可变限速控制方案及其参数选择的决策流程，将不同可变限速控制方案加载到仿真平台上，比较各方案下的道路通行效率和车辆延误，选择最优参数组合优化可变限速控制策略。选择南京内环快速路双桥门立交区域的出口匝道进行案例分析，基于仿真输出比较可变限速控制前后的交通流特性，分析本研究提出的模型构建、标定、校核和策略优化过程的有效性。 研究结果表明，合理限速值范围内，限速值越小时通行能力对应的关键密度越大;过低限速值则会导致交通流紊乱。当限速值低至80 km/h时，驾驶员的遵从意愿显著下降;低至70 km/h时，驾驶员平均期望车速则超过限速值。基于仿真模型输出结果可知，道路密度为5 veh/km时，最优策略为可变限速控制开启的速度-流量阈值为60 km/h和1656 veh/h，相应的可变限速控制区域长度为500 m，可变限速控制时长为64s;密度为10 veh/km时，对应速度-流量阈值为60 km/h和1656 veh/h，控制区长度为1500m，控制时长为79 s;密度为15 veh/km时，对应速度-流量阈值为50 km/h和1490veh/h，相应控制区长度为500m，控制时长为72 s;当可用距离较长时，15 veh/k密度条件下的速度-流量阈值为80 km/h和2200 veh/h，相应控制区域长度为2000m，控制时长为80 s;20 veh/km密度下，不宜采用SPECIALIST控制算法。选择南京双桥门立交区域进行案例分析，结果表明，本研究提出的元胞自动机仿真模型能够有效仿真出瓶颈位置的通行能力骤降现象，能够模拟可变限速控制实施后缓解通行能力骤降以及增加可变限速控制区域交通流稳定性的控制效果。 |
| 作者： | 张美慧 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 刘攀;杨明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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