基于元胞自动机的高速公路隧道群交通流研究

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1、中图分类号；Ｕ４９１密级：公开ＵＤＣ：本校编号：讀Ｗ义适乂聲硕±学位论文推文题目：基于元胞ｉ自动机的高達公路隧道群交通流研究王研究生嫂名：食台学号：０２１２０２１学校指导教师姓名：钱勇生职称：教授申请学位等级工学硕壬学位专化交通运输规划与管理；２０１５．９论义答辩日期１５．１２论文提交日期：：２０独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期；３名｜月日知父＞年（午学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰挪巧通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供査阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授

3、权说明）終杂長签学位论文作者签名：Ｘ嫁导师签名：字日期：ＶＰｉｔ年ａ月（中日签字日期：ｉｉ？皮年ＩＸ月！牛日硕士学位论文基于元胞自动机的高速公路隧道群交通流研究ResearchofTrafficFlowforGroupofFreewayTunnelBasedonCellularAutomata作者姓名：王能学科、专业：交通运输规划与管理研究方向：道路交通流学号：0212021指导教师：钱勇生完成日期：2015年9月30日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着我国现代化

4、建设速度的突飞猛进，国民经济生活水平的不断提高。高速公路网的基础设施建设不断向我国中西部地区拓展并日趋完善，由此延伸出众多的桥隧、隧道群、连续平纵线型等特殊路段结构，极大地缩短了公路货物运输和长途旅行的出行距离和时间。另一方面，随着我国汽车保有量的持续飙升，使得现有高速公路网越来越拥堵，由此引发了很多的交通问题，例如生态环境遭到破坏、噪声污染、现有路网利用不充分以及大量的交通事故等。在众多的交通问题中，本文主要从道路交通流的角度出发，以我国高速公路隧道群为研究对象，针对高速公路隧道群这一特殊“瓶颈”路段建立相应的交通流元胞自动机模型。从微

5、观角度深入剖析其内在演化机理和宏观交通流参数变化过程，寻求交通流影响因素对高速公路隧道群行车的影响，发掘出各因素间的关系，以改善行车安全和提高道路通行能力。元胞自动机具有的时空离散等距性、局部更新并行性和高维性演化特征，使其能够动态地刻画出交通系统中隐形的微观和宏观物理现象以及内部耦合机理，而且在应用过程中灵活多样。可以针对不同的道路条件建立符合实际情况的交通流模型，是目前交通界中一种常用的工具。为了对高速公路隧道群进行深入分析，本文对高速公路隧道群进行路段划分，探讨各自的行车基本特征。然后建立高速公路单体隧道、高速公路隧道群和事故影响下

6、高速公路隧道群交通流CA模型，通过数值模拟分析其交通流特性对高速公路隧道群通行能力的影响，主要工作有如下几个方面：第一，通过对现有研究现状和文献综述的总结，找到该领域研究目前存在的问题和空白之处，从交通流的角度对高速公路隧道群各路段展开讨论；第二，从高速公路隧道群路段的方式划分、隧道进出口驾驶员视觉特征、交通特征、运行环境特征以及交通事故特征全面剖析我国高速公路隧道群“瓶颈”路段的交通流特点；以此来建立高速公路隧道群元胞自动机模型，为进一步的交通流分析做好准备；第三，对所建立的高速公路单体隧道交通流CA模型进行计算机数值模拟，分析车辆的演

7、化过程、整体交通流量和平均速度的变化过程对道路通行能力的影响；第四，根据驾驶员的视觉特性等规范对不同类型的高速公路单体隧道的交通流特性做出分析，为分析高速公路隧道群这一“正常”-“瓶颈”-“过渡”-“瓶颈”……模式的“瓶颈”路段做好充分的准备，并拓展出当隧道群发生交通事故时的元胞自动机交通流模型；第五，对所建立的高速公路隧道群以及考虑交通事故的交通流CA模型进行计算机数值模拟，从过渡路段长度、平纵线型特性、慢车比例、隧道内设置安全距离、事-I-基于元胞自动机的高速公路隧道群交通流研究故区作业时间和作业长度以及事故作业区前设置限速值对整个隧

8、道群交通流量的影响，进一步分析其道路通行能力。最后，总结本文的研究成果和展望有待研究的问题。关键词：高速公路隧道群；通行能力；元胞自动机；交通事故论文类型：应用研究-II-兰州交通大学硕士学位