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城市快速公交系统交通流排队建模及性能评估
| 论文题名： | 城市快速公交系统交通流排队建模及性能评估 |
| 关键词： | 快速公交系统;交通流;排队建模;性能评估 |
| 摘要： | 快速公交系统(BRT)因其在建设、运营和维护方面的成本效益，已成为许多城市首选的公共交通方式。而BRT的快速交通功能也被视为解决城市交通问题的有效解决方案。然而，随着城市私人汽车保有量的快速增长，在现有的路权范围内建设BRT限制了交通需求的发展，致使交通矛盾突出，交通拥堵频发，已成为制约城市健康持续发展的主要问题之一。交叉口是城市交通网络的瓶颈，其服务水平显著影响道路的整体服务水平。在传统控制策略下，带有BRT专用车道(DBL)的信号交叉口时空资源利用率低下，导致交叉口通行能力无法得到充分利用。因此，在城市道路供给有限的情况下，面向既有道路交通基础设施—BRT专用车道，通过新兴控制策略与科学管理充分挖掘其利用潜力，解决当前道路空间资源以及交通控制时间资源未充分利用的问题以提高交叉口运行效率是缓解当前城市交通拥堵的良好思路。按照该思路，本文提出在交通系统中使用可变BRT车道的概念，并对基于可变BRT车道的交通流排队模型及性能进行了研究，主要工作包括： (1)构建了可变BRT车道的整体实施方案，提出了以预信号控制与车辆检测器为核心的控制系统，探讨了可变BRT车道实施的交通条件、可变区的长度设计、预信号设置方法、车辆检测器的布设以及确保BRT优先权的临界距离确定等。通过主、预信号协调配合，在交叉口为处于排队拥堵状态的社会车辆创造流通条件提供了技术支持。 (2)基于可变BRT车道控制系统构建了交通流随机排队模型，获得可变BRT车道控制下的交通流演化特征以及随信号周期状态变化的动态排队性能指标。特别是明确地反映了使用可变BRT车道控制系统下车辆排队的随机性和不确定性。并在传统控制策略交通流性能的对比下，分析了可变BRT车道在不同的影响因素下（包括交通需求、可变车道的几何长度，BRT的运行等）对交叉口运行性能的影响，为可变BRT车道的实施提供了理论依据。 (3)通过现有的交通评估模型以及预信号控制策略，对信号交叉口实施可变BRT车道策略后交叉口的性能状态进行了对比分析。研究结果表明，可变BRT车道控制系统能有效地降低社会车辆的排队时间以及停车次数，可以显著提升交叉口整体性能。 |
| 作者： | 杨波 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 杨乔礼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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