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道路交通流向供需失衡机理解析及控制方法研究
| 论文题名： | 道路交通流向供需失衡机理解析及控制方法研究 |
| 关键词： | 道路交通流向;供需失衡机理;状态演化;变向交通管控 |
| 摘要： | 人均汽车拥有量持续增加，道路交通状态变得复杂、多变，流向供需失衡引发的拥堵成为常态化。本文以山东重点研发计划与淄博市重点研发计划为依托，重点分析了道路流向供需失衡下的交通流状态演化过程，解析了由流向供需失衡引发的交通拥堵特征，并在此基础上提出了变向交通动态控制策略及方法。 首先，定义了不同范围的流向供需失衡状态，选取方向分布系数、排队长度、延误为表征指标对节点、路段和道路连线进行交通流向分析，阐述了道路流向供需失衡的空间与时间分布特性，进而总结形成致因与管控措施。其次，引入尖点突变理论建立流向供需失衡下路段交通流模型，通过可变元胞传输模型对淄博市张周路进行仿真数据采集，确定了流向供需失衡状态判定标准，指出拥堵形成过程中的突变性，明确了交通状态突变的临界条件，阐释了流向供需失衡状态下的道路交通状态演化特征。 然后，基于交叉口延误时间，结合交叉口排队情况及信号灯状态，建立流向供需失衡状态下交叉口状态演化模型。通过可变元胞传输理论构建交叉口仿真模型，描述流向供需失衡前状态下交通流密度、速度变化过程，揭示流向供需失衡诱发拥堵的消散过程，确定了变向交通组织控制边界：重、轻方向交通流平均排队长度最小比值为2.3。在流向供需失衡机理特性研究与演化特征解析的基础上，提出交叉口及路段变向交通动态控制方法，设计变向交通控制流程，首次提出设置逆向可变车道交叉口通行能力计算模型与最佳周期计算方法，并进行了实例检验。最后，以淄博市实际道路为例，通过采集道路数据构建仿真模型，对本文提出的变向交通控制策略进行有效性验证，结果显示：在交叉口实施本文提出的逆向可变车道后可将左转通行能力提升1.67倍；通过应用变向交通控制策略，原有拥堵持续时间缩短66.3%。 综上可知，本文研究成果有效缓解了流向供需失衡条件下的交叉口及路段拥堵，能够为道路变向交通管控理提供理论指导和借鉴。 |
| 作者： | 林飞 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 孙锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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