面向城市快速路的可變限速控制策略研究.pdf

1、城市快速路具有高速公路和城市主干道的雙重功能，在道路系統(tǒng)中的作用和地位日益凸顯。在滿(mǎn)足了城市中長(zhǎng)距離、快速高效等交通需求的同時(shí)，交通擁堵等一系列問(wèn)題也層出不窮，比如交通事故、匝道等造成的交通瓶頸，嚴(yán)重制約了城市快速路的通行效率。因此，本文借助規(guī)則簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)展且計(jì)算效率高的元胞自動(dòng)機(jī)模型，對(duì)快速路中主線(xiàn)事故瓶頸和入口匝道瓶頸進(jìn)行了建模、仿真和分析，并提出了兩類(lèi)可變限速控制策略，以道路通行能力等為衡量指標(biāo)，比較和評(píng)價(jià)了控制策略的實(shí)施效果。

2、本文主要內(nèi)容如下:
　　1.提出了快速路主線(xiàn)事故場(chǎng)景下的雙車(chē)道和三車(chē)道模型。根據(jù)事故瓶頸的特點(diǎn)及其附近的車(chē)輛行為，劃分了設(shè)有特殊換道規(guī)則和更新規(guī)則的事故路段，模擬了車(chē)輛的交替匯合和換道等一系列行為。分別對(duì)系統(tǒng)流量、緩沖區(qū)流量和交通流演化時(shí)空特性進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示:雙車(chē)道事故模型中堵塞左、右單條車(chē)道時(shí)，道路剩余通行能力均為37.36％;三車(chē)道事故模型中堵塞左、右或中間單車(chē)道時(shí)，道路剩余通行能力有所差異，分別為42.77％、43.2

3、6％、39.08％;在時(shí)空?qǐng)D層面，事故上游均產(chǎn)生致密堵塞帶，事故下游為自由流狀態(tài)。
　　2.基于事故瓶頸場(chǎng)景，提出了固定限速值策略和動(dòng)態(tài)限速值策略。通過(guò)調(diào)整限速值和限速區(qū)間的設(shè)置方案，分別模擬了不同限速策略下的道路通行能力、點(diǎn)速度和車(chē)流演化時(shí)空?qǐng)D的變化。結(jié)果顯示:在固定限速值策略中，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)路段內(nèi)的限速值不能提高道路通行能力;在動(dòng)態(tài)限速值策略中，基于限速區(qū)內(nèi)所有車(chē)輛的實(shí)時(shí)速度，周期性地更新限速值對(duì)提高道路通行能力有一定效果;

4、當(dāng)劃分多個(gè)限速段，在事故瓶頸與限速瓶頸之間設(shè)置隔離加速區(qū)時(shí)會(huì)有較為明顯的效果，通行能力可提升11.37％-14.49％;上述兩類(lèi)限速策略下，事故位置處所有車(chē)輛的平均速度逐漸減小，擁堵程度依次嚴(yán)重，這些現(xiàn)象與通行能力的結(jié)論相吻合。
　　3.采用虛擬匝道的方式對(duì)入口匝道系統(tǒng)進(jìn)行建模，研究入口匝道對(duì)主路車(chē)流的影響。結(jié)果表明:當(dāng)入口匝道進(jìn)車(chē)概率較小時(shí)，主路上下游的流量先增大后穩(wěn)定，飽和流量分別為0.883veh/s和1.072veh/s，