事故下城市快速路多匝道协调控制信号施加策略研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文事故下城市快速路多匝道协调控制信号施加策略研究论文作者：栾燕海学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：交通运输工程指导教师：庞明宝职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofCommunicationandTransportationEngineeringSTRATEGIESOFINPUTTINGMULTI

2、-RAMPCOORDINATEDCONTROLSIGNALFORURBANEXPRESSWAYUNDERACCIDENTCONDITIONbyLuanYanhaiSupervisor:Prof.PangMingbaoDecember2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均

3、已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：：日期：摘要城市

4、快速路以其车速快，容量大等特点，已经成为城市道路交通系统的骨架。交通事故是引起城市快速路交通网络拥堵的主要原因之一，如何针对不同的交通事故和实际交通需求，采取合理的协调控制信号施加策略，尽可能提高事故下城市快速路的交通流量成为交通管理部门亟待解决的问题之一，特别是上下班高峰期等交通需求较高时段的城市快速路，其相对封闭性使事故处理难度加大，事故影响时间可能会更长；上游受影响路段车辆可供选择的路径有限，事故影响范围会更广。在理论方面，虽有部分针对道路协调控制的研究，但其针对的是一般交通拥堵，不涉及交

5、通事故下协调控制信号施加策略的研究。基于此，本文将城市快速路作为研究对象，通过对驾驶员路径可能调整决策影响因素的调查和分析，确定各状态下驾驶员路径改变的概率，建立城市快速路协调控制元胞自动机模型（CAM），对事故点上游实施不同匝道协调控制信号策略下的交通流特性进行仿真，确定最优施加策略，为具体交通管理提供一些决策支持。主要工作可概括为以下几个方面：（1）事故下城市快速路交通系统分析。对事故下城市快速路的交通流特性进行了分析，分析了交通事故对城市快速路交通流量的影响；论述了城市快速路控制系统的构成

6、及其原理。（2）城市快速路驾驶员驾驶行为调查分析。首先设计并采用SP（statedpreferencesurvey）调查的方法，获得了城市快速路驾驶员路径选择行为数据，确定各状态下驾驶员路径改变的概率，其次，基于调查数据对驾驶行为及事故下的路径改变行为进行了分析，为下文中CAM的建立及模型中参数的确定提供依据。（3）城市快速路CAM的建立。在STNS模型的基础上，结合问卷调查的结果，对STNS基本模型进行相应的拓展、改进、细化，建立了交通事故下由多匝道（含入口和出口）、立交桥及连接它们的主线等组

7、成的城市快速路多匝道协调控制CAM；并对事故下城市快速路多匝道协调控制器的算法进行了详细论述。（4）事故下城市快速路多匝道协调控制信号施加策略。分别对单车道、双车道交通事故，在不同交通需求下，施加不同的匝道协调控制信号进行了仿真分析，以道路交通流量最大化为目标，确定了最佳协调控制信号施加策略。关键词：交通工程，多匝道协调控制，城市快速路，元胞自动机模型，交通事故IABSTRACTUrbanexpresswaywithitsfastspeed,largecapacityandothercharac

8、teristicshasbecometheskeletonofurbanroadtrafficsystem.Trafficaccidentisoneofthemaincausesoftrafficcongestioninurbanexpresswaynetworks.Accordingtodifferenttrafficaccidentsandtheactualtrafficdemand,takereasonablecoordinatedcontrolsignalsstrategy,asfara