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雾天条件下高速公路主线限速与匝道控制协调方法
| 论文题名： | 雾天条件下高速公路主线限速与匝道控制协调方法 |
| 关键词： | 高速公路;行车安全性;运营效率;匝道控制;主线限速;团雾天气 |
| 摘要： | 雾天高速公路的车辆拥堵以及行车安全隐患一直是亟需解决的问题，特别是因团雾天气而造成的连环追尾事故。针对该问题国内外研究学者展开了大量的研究，主要采用单独主线限速控制或者单独入口匝道控制，但缺少将两者同时考虑进行高速公路控制的研究。故本文以运营效率以及行车安全性为目标，建立了同时考虑匝道控制和主线限速控制的高速公路控制模型，并证明了模型的有效性。 首先，以九江绕城高速、长沙绕城高速为例进行交通数据采集，采集雾天和晴天环境下的行车数据，提取雾天的交通流特征。 其次，针对雾天的交通流特征，建立雾天高速公路交通流模型。考虑匝道控制对主线密度的影响，建立主线密度函数，增加匝道控制率对主线密度的影响;考虑主线限速对行车速度的影响，对交通流模型的期望速度进行修正;同时考虑雾天低能见度对行车速度的影响，建立速度与能见度的函数关系，对正常天气高速公路交通流模型修正后得到雾天高速公路交通流模型。 再次，分别考虑雾天能见度、匝道控制率以及匝道的排队长队等因素，建立以主线运营效率、匝道排队长度和行车安全性为目标函数，以路段密度、匝道排队长度、速度、主线限速值以及匝道调节率为决策变量，以主线密度约束、主线速度约束、入口匝道排队约束、主线通行能力约束以及其他约束等为约束条件的多目标混合整数规划模型。利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行优化求解。 最后，从主线效率、车头时距、车头间距以及行车安全性四个方面对四种不同方案进行分析评价。利用微观仿真软件Vissim进行高速模型构建，对比分析本文模型与其他三种对比模型的效益，结果表明:当饱和度小于0.7时，本文模型效益最佳;当饱和度大于0.7时，本文模型的平均行程时间高于对比方案，平均行程时间增大了3％，但行车安全性指标提高12.23％，证明了本文模型在高饱和交通水平下依旧能保证安全性的要求。 |
| 作者： | 黄奕皓 |
| 专业： | 交通运输工程（交通信息工程及控制） |
| 导师： | 龙科军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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