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基于MFD的路网系统稳定性评估方法研究
| 论文题名： | 基于MFD的路网系统稳定性评估方法研究 |
| 关键词： | 路网系统;稳定性评估;宏观基本图;供给能力;可靠性 |
| 摘要： | 城市交通快速发展的今天，车辆的运行环境愈加复杂，路网发生拥堵甚至交通事故的概率逐渐增加，路网系统稳定性便显得尤为重要，它关系着路网能否长时间维持在良好的运行状态，也影响着路段失效后的路网运行状态变化。为分析研究路网系统稳定性，本文基于宏观基本图（MFD），综合分析路网供给能力和路网可靠性。 本文将流量输入方式设置为递增式、跳跃式以及均匀式流量输入，用于研究路网在不同流量输入方式下的路网系统稳定性，并以路网级配和进出路网车道数比例作为路网结构变量，探究路网级配和进出路网车道数比例对路网系统稳定性的影响。通过VISSIM构建仿真路网模型收集实验数据，再使用高斯混合模型（GMM）对MFD各阶段的数据进行聚类分段，并对各阶段的数据进行最小二乘法拟合得到路网MFD。 结合MFD提出路网系统稳定性的评估体系，主要从路网供给能力和路网可靠性两个方面进行评估。路网供给能力的评估指标有路网输出能力最大值、路网饱和流状态下最大容纳车辆数、路网达到过饱和状态的运行时间以及路网饱和流状态维持时间，并利用路网供给能力指标变化率进行路网对比分析。路网可靠性的评估指标有路网供给能力、决定系数、运行车辆数占比、运行时间占比以及流量输出稳定性，并综合考虑路网关键路段失效后变化最大的情况和平均变化率以评估路网可靠性。实验表明，综合考虑各项评估指标后，在路网流量输入方式相同时，路网级配的降低和进出路网车道数比例的提高会降低路网供给能力，并且路网输入方式不同对于路网供给能力的指标影响也有所不同；对于路网可靠性，路网级配的降低和路网进出口比例的增加均会降低路网的可靠性。同一关键路段失效后，进出路网车道数比例的增加和路网级配的降低均会增加其负面影响。同时从不同角度对路网供给能力和可靠性进行评估时，会对其评估结果产生影响。 以西安市长安区的部分路网作为案例路网，利用路网系统稳定性评估方法对其进行评估，通过与仿真路网对比，案例路网系统稳定性相对较高，也再次验证了路网级配增加，进出路网车道数比例的降低，路网的系统稳定性会更高。 本文所提出的基于MFD的路网系统稳定性评估方法，综合考虑路网整体的运行状态，并量化路网系统稳定性的评估指标，为城市多级路网的规划和改善提供理论依据。 |
| 作者： | 邱立乾 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 戴学臻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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