事故條件下城市快速路系統(tǒng)車流演化機(jī)理仿真建模與優(yōu)化控制.pdf

1、城市快速路在城市道路網(wǎng)絡(luò)中扮演著重要的角色，一旦發(fā)生交通事故，將會引發(fā)嚴(yán)重的交通擁堵。研究城市快速路在事故條件下車流演化特性，認(rèn)清事故所引發(fā)交通擁堵的生成機(jī)理，有助于事故發(fā)生后的交通管理控制措施的制定，從而對交通實(shí)踐提供科學(xué)的理論依據(jù)。本文采用元胞自動機(jī)模型對事故條件下城市快速路基本路段和交織區(qū)的交通流進(jìn)行建模與仿真，并且研究合適的交通流優(yōu)化控制措施。利用元胞自動機(jī)模型靈活容易修改規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，力求重現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中事故對交通流造成的影響，并分析

2、評價交通流控制措施的實(shí)施效果。本文主要內(nèi)容如下:
　　1、基于雙車道以及三車道元胞自動機(jī)模型，對事故附近的車輛匯合、換道行為進(jìn)行建模，并通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬對流量、平均速度、通行能力及交通流演化時空特性進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，雙車道快速路系統(tǒng)在一條車道發(fā)生事故之后道路的剩余通行能力降低為原來的35％，三車道快速路系統(tǒng)在事故堵塞一條車道和兩條車道的條件下，通行能力分別降低為原來的49.2％和17.1％，模擬仿真結(jié)果與HCM2000中給出

3、的參考值基本吻合。
　　2、提出了考慮限速控制和協(xié)同更新規(guī)則的交通流優(yōu)化控制模型。在事故條件下雙車道以及三車道元胞自動機(jī)模型中引入交通流優(yōu)化控制模型，設(shè)定合適的限速區(qū)域和限速值，限制通過事故瓶頸的交通流量，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的交通擁堵，同時在事故位置前設(shè)置協(xié)同更新區(qū)域，保證車流平穩(wěn)有序的通過事故位置。結(jié)果顯示，合理的限速控制措施確實(shí)能夠提升系統(tǒng)的通行能力，并且提高了擁堵狀態(tài)下車輛的平均速度，在一定程度上緩解了事故上游的交通擁堵狀況。

4、r>　　3、提出了事故條件下城市快速路交織區(qū)的元胞自動機(jī)交通流模型。基于元胞自動機(jī)模型研究了事故條件下交織區(qū)附近的車流特性，并設(shè)定控制措施來優(yōu)化交織區(qū)附近紊亂的交通流。通過數(shù)值模擬仿真，得到了事故影響下交織區(qū)系統(tǒng)的進(jìn)車概率-流量圖、相圖、時空圖、速度密度分布圖，詳細(xì)分析了事故對交通行為的影響;驗(yàn)證了控制措施在正常和事故兩種條件下對提升交織區(qū)的通行能力都有效果，并發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生在交織區(qū)內(nèi)側(cè)車道更容易引起交通擁堵和降低系統(tǒng)的通行能力。此外，還