事故条件下城市快速路系统车流演化机理仿真建模与优化控制

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1、BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY硕士学位论文事故条件下城市快速路系统车流演化机理仿真建模与优化控制作者姓名孔琳鹏学科专业系统分析与集成指导教师林兴强李新刚培养院系交通运输学院二零一五年三月交邊乂孳硕士学位论文事故条件下城市快速路系统车流演化机理仿真建模与优化控制作者：孔琳鹏导师：林兴强李新刚北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或

2、扫描等复制手段保存、汇编以供査阅和借阅。同意学校向国家有关部门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权说明）学位论文作者签名：純导师签名：料签字曰期：外年月曰签字日期：年月日学校代码：公开：密级北京交通大学硕士学位论文事故条件下城市快速路系统车流演化机理仿真建模与优化控制作者姓名：孔琳鹏学号：导师姓名：林兴强职称：教授李新刚讲师学位类别：理学学位级别：硕士学科专业：系统分析与集成研究方向：道路交通流北京交通大学年月致谢值此论文完成之际，回想过去两年半的研究生生活，感慨颇多。从刚踏入交大在生

3、活和科研上的各种不适应，到论文的完成并且毕业在即，一步步走来，这期间经历了各种酸甜苦辣。论文能够顺利完成是无数教诲、关爱和帮助的结果。感谢我的导师林兴强教授。林兴强教授前沿而精髓的学术造诣，严谨求实的治学态度，将我引入科学研究的神圣殿堂。两年多来，虽然与林老师交流讨论次数屈指可数，但是每次都获益匪浅，林老师的每次指导都为我之后的学习与研宄点明了方向，让我少走了很多岔路。林老师教导我要对自己严格要求，对学术要精益求精，对困难要以极大的热情去克服，这些道理会使我受益一生。在此，谨向林老师表示衷心的感谢！特别感谢李新

4、刚讲师。从最初学术思想的启迪、研究方向的确定，到研究过程中计算机程序的编写，再到论文具体内容的指导和建议，事无巨细，论文的每个进展都离不开李老师的耐心指导。李老师勤勤恳恳的工作作风和平易近人的处事态度让我尤为感动，对我在学术上的问题有求必应，经常在繁忙的工作之余仍抽出时间对我的疑惑进行解答，正是因为李老师在学术上的无私指导以及生活上的照顾、支持，才促使本文研宂工作的顺利开展和圆满完成。在此，我向李老师表示最诚挚的感谢！感谢贾斌教授在科研和生活上给我的无限关爱和帮助。贾老师一直以来在学习上给予我无私的帮助，是他带

5、我走出了刚进入研究生生活时的迷茫和无助，帮我确立正确的心态和对待科研学术的态度，引导我的研宄生生活走入正轨。感谢高自友教授、赵晖副教授、谢东繁讲师等对我学术上的指导和帮助。感谢屈云超师兄、范宏强师兄、强生杰师兄在交通流建模仿真方面的巨大帮助，感谢李勅师姐、朱成娟师姐、刘立英师姐在生活和学习上的帮助。感谢实验室的李圣男、肖尧、李欣等同学，良好的实验室氛围使我们在轻松愉快中进行学习和研宄工作。感谢他们与我共同探讨学术问题，共同分享生活点滴。感谢运输学院班的刘佩、李海絞、魏平洪、刘东杰以及舍友丁遥先、李文，感谢他们留

6、给我的美好回忆。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。再次向我的导师及所有关心帮助过我的老师、同学、朋友和我的家人致以衷心的感谢和最美好的祝愿！北京交通大学硕士学位论文摘要摘要城市快速路在城市道路网络中扮演着重要的角色，一旦发生交通事故，将会引发严重的交通拥堵。研宄城市快速路在事故条件下车流演化特性，认清事故所引发交通拥堵的生成机理，有助于事故发生后的交通管理控制措施的制定，从而对交通实践提供科学的理论依据。本文采用元胞自动机模型对事故条件下城市快速路基本路段和交织区的交通流进行建模与

7、仿真，并且研究合适的交通流优化控制措施。利用元胞自动机模型灵活容易修改规则的优点，力求重现现实中事故对交通流造成的影响，并分析评价交通流控制措施的实施效果。本文主要内容如下：、基于双车道以及三车道元胞自动机模型，对事故附近的车辆汇合、换道行为进行建模，并通过计算机数值模拟对流量、平均速度、通行能力及交通流演化时空特性进行了分析。结果显示，双车道快速路系统在一条车道发生事故之后道路的剰余通行能力降低为原来的三车道快速路系统在事故堵塞一条车道和两条车道的条件下通行能力分别降低为原来的和，模拟仿真结果与中给出的参考值

8、基本吻合。、提出了考虑限速控制和协同更新规则的交通流优化控制模型。在事故条件下双车道以及三车道元胞自动机模型中引入交通流优化控制模型，设定合适的限速区域和限速值，限制通过事故瓶颈的交通流量，避免产生严重的交通拥堵，同时在事故位置前设置协同更新区域，保证车流平稳有序的通过事故位置。结果显示，合理的限速控制措施确实能够提升系统的通行能力，并且提高了拥堵状态下车辆的平均速度，在一定程度上缓解