高速公路长隧道出入口段可变限速研究

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1、分类号:U4610710-2013122065硕士学位论文高速公路长隧道出入口段可变限速研究王抢导师姓名职称刘浩学申请学位级别工学硕士学科专业名称载运工具运用工程论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学VariableSpeedLimitControlforLongFreewayTunnelEntrancesandExitsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WANGQiangSupervisor：Prof.LIUHao-xueChang’anUniversity,

2、Xi’an,China论文独创性声明木人声明••木人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任山木人承担。论文作者签名：灸/r年《月/口论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。木人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果吋，署名单位仍然为长安大学。(保密

3、的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名iL^年/月y日7^0-年/月上曰摘要随着高速公路里程的增长，山区高速公路隧道数量不断上升。高速公路隧道的修建，带来了巨大的交通便利和经济效益，促进了山区国民经济发展。但是由于隧道内外环境的巨大差异，给交通安全带来很多隐患，尤其是长隧道的出入口段，形成交通事故的多发地带。为了提高长隧道出入口段的安全水平，对高速公路交通流进行建模、仿真分析，以及对长隧道出入口段实行可变限速的仿真模拟，为长隧道出入口段工程实施可变限速提供理论依据和参考。本文通过对我国高速公路隧道事故原因进行深入分析，发现超速以及不良天气是造成事故的主要原因。并且对影响

4、隧道内车辆速度、隧道环境以及现有限速方法的有效性进行分析，提在长隧道出入口段实行可变限速。以往对高速公路交通流的分析通常采用宏观交通流模型，本文通过对METANET和CTM两个宏观交通流模型进行对比，确定采用CTM模型，并且使用CTM仿真软件对长隧道入口段的交通流状况进行模拟仿真，仿真结果表明CTM模型能够很好的模拟隧道交通流的状况。选取可变限速模型的目标函数和约束条件，并采用MATLAB工具箱中的遗传算法对模型进行求解。依据上述研究结果，选取陕西蓝商高速李家河隧道（3km以上），在自由流和发生交通事故情况下，运用二次开发的VISSIM微观仿真软件对可变限速方案进行仿真评

5、价。得到如下仿真结果：与未实行可变限速相比，实行可变限速以后，隧道出入口段相邻路段的速度离散性减小，尤其是隧道出口和入口的位置，速度变化较为平缓；在发生交通事故情况下，事故上游车辆的停车次数和平均旅行时间均减少20%以上，可有效提高隧道内行车安全。仿真结果表明，在长隧道出入口段实行可变限速方案，不仅可以减小发生交通事故的概率，提高交通安全，还可以保证驾驶人平顺舒适的通过隧道出入口段，对提高交通安全具有促进作用，故应在长隧道出入口段实行可变限速。关键词:交通安全；高速公路隧道；可变限速控制；宏观交通流模型；仿真iAbstractWiththegrowthinhighwaym

6、ileage,thenumberofmountainhighwaytunnelisgrowing.Theconstructionofthehighwaytunnelcausedagreatdealconvenientoftransportationandeconomicbenefits,whichledthecity'seconomicdevelopment.However,duetosubstantialdifferencesininternalandexternalenvironmentofthetunnel,whichbringalotoftrafficsafety

7、hazards,especiallyinlongtunnelentrancesectionthatcalledaccident-prone.Inordertoimprovetrafficsafetyinlongtunnelentrancesectionoffreeway,weusetrafficflowmodelingandsimulationaswellasvariablespeedlimittoanalysis,longtunnelentrancesectionsimulationfortunnelentrancespro