排队长度检测方法研究

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摘要

随着城市的发展,交通拥挤已成全世界的交通难题,车辆排队是交通拥挤的一种典型表现形式,因此车辆排队长度是一个很重要的交通信息参数。

本文基于二流理论,把真实交通流状态转换为二流运行状态,计算转换后得到一种车辆排队长度,即当量排队长度。根据流量守恒方程,建立了单车道路段的当量排队长度模型,并在此基础上推出多车道的平均当量排队长度模型,并用VISSIM软件模拟交通拥堵路段,对该模型进行测试。

仿真结果表明,模型计算出来的当量排队长度均大于实际车辆排队长度,实际排队长度变化时,当量排队长度相对稳定。

关键词交通流;交通拥挤;车辆排队长度;二流理论;当量排队长度

Abstract

With the development of cities, traffic jam has become a whole world’s problem. Queue of vehicles is a typical manifestation of congestion. So the queue length is an important traffic information parameter. A kind of queue length transformed by the real queue length, called equivalent queue length, which turns the real traffic flow into a two-fluid operation status, is brought forward in this article, based on the theory of two-fluid. On this basis, the equivalent queue length model is built for the single-lane sections according to flow conservation equation. And the multi-lane sections average equivalent queue length is built based on the single-lane model. To test the model, the simulation schemes are designed for the congested traffic road by using the VISSIM software. The simulation results show that the actual queue lengths are all shorter than the equivalent ones, the equivalent queue lengths are stable when the actual ones fluctuate. Key words traffic flow congested traffic stream two-fluid theory equivalent queue length

目录

摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ....................................................................................................................... II 第1章绪论 (1)

1.1研究背景和意义 (1)

1.2排队长度研究现状 (2)

1.3本文主要工作 (3)

1.4本文章节安排 (4)

第2章基础理论 (5)

2.1交通流理论 (5)

2.2交通量、速度、密度三者关系 (5)

2.3二流理论 (7)

2.4本章小结 (7)

第3章当量排队长度模型的建立 (9)

3.1车辆当量排队长度 (9)

3.2单车道的当量排队长度模型 (11)

3.3多车道的当量排队长度模型 (13)

3.4模型参数确定 (14)

3.5本章小结 (15)

第4章VISSIM仿真模型的建立 (16)

4.1累计车辆的检测 (16)

4.2单车道仿真模型建立 (17)

4.2.1路段设置 (17)

4.2.2车辆流入量设置 (17)

4.2.3检测器设置 (18)

4.2.4排队计数器设置 (19)

4.2.5设置评价文件 (20)

4.2.6信号灯设置 (21)

4.3双车道仿真模型建立 (23)

4.3.1双车道仿真道路设置 (23)

4.3.2设置车流源输入 (24)

4.3.3车辆检测器设置 (25)

4.3.4双车道的排队计数器设置 (26)

4.3.5设置评价文件 (26)

4.3.6信号灯设置 (28)

4.4本章小结 (31)

第5章仿真结果分析 (32)

5.1仿真结果 (32)

5.2模型的有效性 (34)

5.3本章小结 (34)

结论 (35)

参考文献 (36)

致 (37)

第1章绪论

1.1 研究背景和意义

随着城市的快速发展,人们生活水平逐渐提高,人均汽车拥有率提升明显,城市的车辆快速增加,交通拥挤已是全球性的交通难题。交通拥挤给城市发展带来巨大的阻碍,当碰上交通拥挤,车辆需要停车排队,增加了出行时间,使得可以用在工作生产的时间浪费掉,从而造成驾驶人和该地区经济上的损失;交通阻塞会导致驾驶人感到愤怒和烦躁,增加驾驶员的压力,进一步损害他们的身体健康;在车辆处于排队队伍中,引擎仍在不断运转,持续消耗燃料,而且在阻塞路段,车辆需要不断地加速、刹车,增加了燃料的耗费,所以说交通阻塞不单单造成燃料浪费,还会造成空气污染;当一个地区经常发生交通阻塞,就会使该地区的生活品质下降,人们就会倾向于迁至郊外(也就是所谓的郊区化);当出现紧急状况时,比如出现火灾等,救火车就可能因为交通堵塞而难以迅速到达目的地。建设新路新桥是传统的解决交通拥挤的方法,但建设路桥等交通基础设施很大程度受限制于当地的土地资源和财政收入;此外,根据研究显示,单从建设基础交通设施并不能根治城市的交通拥挤问题,因为城市的路桥利用率普遍不高。所以说,若能提高城市路桥的利用率,则不仅优化交通网,节约资源,还能找出解决交通阻塞的关键所在。观察道路阻塞的发展过程,一般是由于一个路段的车流量激增或发生交通事件从而产生车辆排队的情况,车辆排队队伍不能够及时消去,不断会有车流进入阻塞路段,加入排队队伍,使拥挤程度加重,发展下去就是从单路段的拥挤到多路段甚至路网的交通拥挤。也就是说,交通拥挤是从局部拥挤发展成路网拥挤瘫痪。如果能够及时快速检测到城市路网中的局部阻塞路段,对排队的趋势变化作出预判,就可以对拥挤路段采取相应的手段,比如控制进入车流或疏导排队车流,来达到提高路段的利用率,防止或减轻交通拥挤。

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