事故條件下城市快速路系統(tǒng)車流演化機理仿真建模與優(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，從而對交通實踐提供科學(xué)的理論依據(jù)。本文采用元胞自動機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。利用元胞自動機模型靈活容易修改規(guī)則的優(yōu)點，力求重現(xiàn)現(xiàn)實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，并通過計算機數(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)的元胞自動機交通流模型?；谠詣訖C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