移动瓶颈下高速公路交通拥堵传播及控制策略研究

发布时间：2024-04-14 11:05

　　近年来,我国的高速公路建设有了长足的进步,新建高速公路以多车道为主。随着车道数的增加,由高速公路自身固有属性而引起的交通拥堵已经越来越少,但由车辆间相互作用、随机扰动而引起的交通拥堵却呈上升趋势。而其主要原因是由于我国高速公路以混行交通流为主,且大型车辆占比较高。由于大型车辆自身性能以及载重等因素,其速度与其他车辆存在差异,从而导致了高速公路上产生了大量的“移动瓶颈”。与固定瓶颈不同,移动瓶颈的位置会随着时间产生变化。这导致了移动瓶颈所引发的拥堵现象比固定瓶颈所引发的更加复杂。对移动瓶颈扰动下的高速公路交通拥堵传播规律进行研究,有助于减少高速公路上游“移动瓶颈”引发的交通拥堵,并提高高速公路服务水平。本文以高速公路混合交通流为着手点,运用元胞传输模型并结合三相交通流理论研究了当前高速公路上移动瓶颈对交通流造成的影响。并在其基础上提出了一种基于可变限速的控制策略。本文研究要点概括如下:(1)在经典元胞传输模型的基础上引入三相交通流理论,运用同步流现象来解释移动瓶颈下的交通拥堵,提出考虑同步流现象的元胞传输模型,并进行数值模拟。(2)在考虑同步流现象的元胞传输模型中加入移动瓶颈,分别调整移...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交通波理论的研究现状
        1.2.2 交通拥堵传播规律研究现状
        1.2.3 移动瓶颈的研究现状
    1.3 研究内容及框架
    1.4 技术路线
    1.5 本章小结
2 交通波理论及元胞传输模型
    2.1 交通波理论
    2.2 元胞传输模型
        2.2.1 元胞传输模型的发展及应用
        2.2.2 元胞传输模型
    2.3 三相交通流理论
        2.3.1 基本图理论及其局限性
        2.3.2 三相交通流的基本假设
        2.3.3 三相交通流理论的相变特征
    2.4 本章小结
3 移动瓶颈下高速公路交通拥堵传播研究
    3.1 考虑同步流现象的元胞传输模型
    3.2 交通拥堵的评价指标
        3.2.1 拥堵规模
        3.2.2 拥挤延误
        3.2.3 平均行程速度
    3.3 基于元胞传输模型的移动瓶颈下交通流拥堵传播研究
        3.3.1 模型验证
        3.3.2 数值结果分析
    3.4 本章小结
4 移动瓶颈下高速公路交通拥堵消散控制策略研究
    4.1 现有拥堵消散控制策略
    4.2 基于可变限速的拥堵消散控制策略
        4.2.1 可变限速控制方法
        4.2.2 分级限速控制
        4.2.3 基于可变限速的元胞传输模型
    4.3 高速公路移动瓶颈区域可变限速模拟研究
        4.3.1 拥堵规模
        4.3.2 拥堵延误
        4.3.3 平均行程速度
    4.4 本章小结
5 研究结论与展望
    5.1 论文研究的主要结论
    5.2 主要创新点
    5.3 需进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
论文依托项目



本文编号：3954585