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基于数据驱动的快速路互通立交合流区加速车道长度研究
| 论文题名： | 基于数据驱动的快速路互通立交合流区加速车道长度研究 |
| 关键词： | 城市快速路;互通立交合流区;车辆汇入;生成对抗网络;加速车道;长度设计 |
| 摘要： | 随着中国城市快速路建设的逐步推进，快速路互通立交合流区瓶颈的出现也日益引起了人们的重视。快速路互通立交合流区易形成交通瓶颈，不仅严重抑制了互通立交的通行能力，也影响快速路功能的充分发挥，还造成了大量的交通安全隐患。根据实测数据从宏观交通流和微观车辆行为两方面研究合流区车辆汇入行为，使用生成对抗网络训练不同合流区汇入行为的车辆跟驰换道模型，最后针对合流区加速车道指标设计，通过交通仿真得出推荐的加速车道长度设计值，主要成果包括： 首先阐述了城市快速路互通立交合流区加速车道的基本特征，基于实地调研采集了武汉市内部分城市快速路互通立交合流区车辆交通数据；根据实测数据，从宏观和微观两层面入手，通过交通流特性、交通冲突特性、车辆汇入行为等方面分析，得出合流区车辆跟驰换道行为与一般路段的不同：匝道车辆按一定概率接受插入间隙汇入主线，主线车辆提前向内侧车道转移变换车道或减速避让匝道车辆。 然后根据合流区交通流特点，对数据集聚类分析，以从数据层面对不同驾驶行为进行分类，基于生成对抗网络分别构建车辆跟驰换道模型，并通过使用不同方法训练车辆跟驰换道模型对比分析生成对抗网络的有效性及优势。 最后以合流区加速车道各部分长度为优化对象，搭建SUMO交通仿真系统得到合流区在不同加速车道长度下的交通流状态，以速度、交通密度、追尾冲突率和换道冲突率四个指标进行交通流评价，得到三级服务水平下的推荐加速车道长度值：单车道直接式在100km/h、80km/h、60km/h下加速车道长度推荐值为223m、207m、194m；单车道平行式在100km/h、80km/h、60km/h下加速车道长度推荐值为350m、331m、303m；双车道直接式在100km/h、80km/h、60km/h下加速车道长度推荐值为752m、694m、644m；双车道平行式在100km/h、80km/h、60km/h下加速车道长度推荐值为1124m、1055m、991m，并与《城市道路交叉口规划规范》中的加速车道指标值对比分析。 互通立交合流区加速车道长度的合理设计，对整个城市快速路系统的通行效率以及行车安全的提高起到关键作用，本文采用基于数据驱动，建立车辆跟驰换道模型进行交通仿真的方法，研究城市快速路互通立交合流区加速车道长度设计，对于缓解合流区内频繁交通拥堵现象和提高车辆在合流区内的行车安全水平具有参考价值。 |
| 作者： | 储泽宇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张航 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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