基于元胞自動機(jī)交通模型的城市交叉路口研究及交通實(shí)測分析.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染、能源短缺等交通相關(guān)問題已成為世界各國面臨的共同問題。建設(shè)現(xiàn)代化交通運(yùn)輸系統(tǒng)和交通信息管理系統(tǒng)已成為當(dāng)務(wù)之急，而城市交通更是交通系統(tǒng)發(fā)展中的重中之重。交叉路口作為道路的咽喉和樞紐，正確規(guī)劃交叉路口的交通運(yùn)行是解決城市交通的關(guān)鍵。因此，如何有效地利用交通資源，改善城市交叉路口的交通管制，以科學(xué)的理論來指導(dǎo)城市交通建設(shè)和交通運(yùn)營，已成為國際社會廣泛關(guān)注的重大問題。近幾十年來，不同領(lǐng)域的研究者從

2、不同的角度對交通流的特性進(jìn)行了分析，建立了許多交通流理論和模型，取得了大量成果。本文在現(xiàn)有交通流模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出不同類型的交叉路口，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值模擬和理論分析，著重研究交叉路口瓶頸對城市交通流的影響。此外，還進(jìn)行公交車?？垦诱`的實(shí)測分析和混合交通流的研究。本文的主要工作如下：
　　 （1）應(yīng)用經(jīng)典的Nasch模型研究了連接兩條主干道的右轉(zhuǎn)專用車道對信號控制交叉路口通行能力的影響，分析數(shù)值模擬所得的基本圖、時(shí)空演化斑圖以及

3、相圖，發(fā)現(xiàn)右轉(zhuǎn)專用車道的連接位置是影響交叉路口通行能力的重要因素，合理地設(shè)置其位置可以減輕主干道的交通負(fù)載，維持交通暢行，又可以最大限度地節(jié)約寶貴的土地資源。
　　 （2）依據(jù)實(shí)際交通系統(tǒng)構(gòu)建如下三種不同設(shè)計(jì)的信號控制交叉路口：傳統(tǒng)交叉路口、分時(shí)疏散交叉路口、帶右轉(zhuǎn)專用車道的交叉路口，并應(yīng)用多車道Nasch模型進(jìn)行數(shù)值模擬與分析比較，發(fā)現(xiàn)三種不同類型的交叉路口在不同交通負(fù)荷下發(fā)揮出不同的優(yōu)勢。因此，交叉路口的設(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)在維持交通

4、暢行的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮土地資源的合理利用。
　　 （3）選取交叉路口附近的具有代表性的兩個(gè)公交車站點(diǎn)——南寧市廣西大學(xué)門前的南北側(cè)公交車站，對公交車的?？繒r(shí)間進(jìn)行實(shí)地測量，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分別得到公交車上下乘客時(shí)間和其它延誤時(shí)間的分布情況以及它們的平均耗時(shí)，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上分析研究了信號控制交叉路口對公交車?？繒r(shí)間的影響，其分析結(jié)果表明：公交車站點(diǎn)與交叉路口之間的距離過小會造成公交車的延誤時(shí)間大大增加，降低了公交車的

5、公共服務(wù)能力。
　　 （4）在交通流NaSch模型的基礎(chǔ)上，通過考慮了車間距、車速對隨機(jī)延遲概率的影響，并且考慮各種不同性能或類型的車輛具有不同最大行駛速度和不同隨機(jī)延遲概率，研究了混合交通流特性。模擬結(jié)果顯示，在混合車流中出現(xiàn)慢車的前后，流量出現(xiàn)很大的跳躍變化；流量圖在中間密度區(qū)域內(nèi)呈馬鞍型變化，其流量值隨混合比例系數(shù)f的增大而逐漸降低，通過計(jì)算密度與流量的協(xié)方差及給出車輛時(shí)空斑圖可以判斷出該馬鞍型流量變化是一種同步流現(xiàn)象。<