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城市机非混行路段交通流建模与仿真
| 论文题名： | 城市机非混行路段交通流建模与仿真 |
| 关键词： | 机非混行路段;交通流;建模仿真;元胞自动机 |
| 摘要： | 中国城市道路中长期存在一类机非混行路段，尤其是在中小型城市占比相对较高。该路段下机非混合交通流与同质交通流相比，各交通要素间的相互作用也更为频繁、复杂，影响了交通系统的正常运行，也使得交通特性有了不同层面的变化。正因如此，要从车辆类型、物理特性、交通特性、驾驶环境、驾驶行为等多角度对机非混合交通流进行研究和探讨，才能更加真实地呈现实际交通流特性，而建立微观仿真模型可以再现和分类交通特征，明了混合交通流的内部干扰机理，为交通系统评价、规划提供参考等多方面提供有价值的参考建议。本文围绕机非混行路段处两种较为典型的交通场景，采用元胞自动机思想建模并数值模拟，主要开展了如下研究工作： （1）针对机非混行路段，机动车，非机动车（两轮车）进行交通特性分析，通过文献资料、数据平台、实地调查等方式，主要在车道宽度、车辆物理特性、车辆类型、驾驶者行为、非机动车现行管理标准、越线占道现象等方面做了较为细致的分析，使得后续建模工作有了参考依据。 （2）建立了考虑上下客车辆路边临停的混合交通流模型。在对该临停现象分析后，主要针对乘客到达时间，地点的随机性，分别采取泊松分布和均匀分布，将车辆职能类型，临停区间进行模型表示。改进了CCA模型，并设计了临时停车、越线换道、让行等规则。通过数值模拟在开口边界下研究了路边临停现象的演化机理、交通特性与临停时间的影响,结果展现了有路边临停现象路段交通流的相位、时空变化特征；表明了车辆临停时间的增加会加剧通行能力的降低，以及平均额外占道时间的增长；与设立固定临时停靠站相比，发现理想情况下约每625m设立1个临时停靠站点可以有效提升道路通行能力。 （3）为了深入研究和刻画城市机非混行路段处常见的混行现象，定义并分析了车辆的速度空间横向伸缩效应，建立一种考虑该效应的混合交通流元胞自动机模型，对模型进行了数值仿真和实例验证。模型中整合了车辆驾驶空间、驾驶行为、心理等影响要素，元胞容量根据交通条件动态变化。针对机动车引入了加速受限、干扰减速等规则；为非机动车设计了舒适驾驶空间、3种类型的换道规则、1种扩张形式的前进规则。在周期性边界下进行计算机仿真，从基本图、横向空间变化图、时空图等探讨了交通流特性。模型能够模拟出车辆路权转换的现象；对比传统模型，较真实地反映了骑行者寻求安全、舒适的驾驶空间；偏析效应会随着非机动车受迫换道概率的降低和其密度的上升而加强，并加剧道路拥堵；最后做了实例验证，模型可以为考虑多因素影响下的混合交通流建模提供参考。 |
| 作者： | 吴玉刚 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 邝先验 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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