快速路汇入匝道瓶颈区车辆汇入行为研究

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1、硕士学位论文快速路汇入匝道瓶颈区车辆汇入行为研究（国家自然科学基金项目：城市快速路多瓶颈点阻塞判别及演化机理研究)姓名：欧阳吉祥学号：1132747所在院系：交通运输工程学院学科门类：工学学科专业：交通运输工程指导教师：孙剑教授二〇一四年五月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofPhilosophyResearchontheMergingBehaviorsatExpr

2、esswayOn-RampBottlenecksSupportedbytheNaturalScienceFoundationofChinaCandidate:OuyangJixiangStudentNumber:1132747School:SchoolofTransportationEngineeringDiscipline:EngineeringMajor:CommunicationandTransportationEngineeringSupervisor:Prof.SunJianMay,2010May,2014万方

3、数据同济大学硕士学位论文快速路汇入匝道瓶颈区车辆汇入行为研究万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：年月日万

4、方数据同济大学学位论文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，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均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：年月日万方数据同济大学硕士学位论文摘要摘要快速路是大城市交通的主骨架，瓶颈点则是快速路等连续流交通设施的咽喉。入匝道瓶颈点的汇入行为是引发瓶颈失效(Breakdown)的

5、重要致因，大量车辆汇入行驶对瓶颈带来负面影响，引发交通流崩溃以及通行能力下降。因为汇入行为等影响，快速路入匝道成为一处不容忽视的常发性交通瓶颈。对瓶颈点汇入行为的研究正是瓶颈点交通流运行特性的关键点，也是掌握快速路运行机理的钥匙。经数据验证，中国汇入行为多为压迫式汇入，影响到较多的后续车辆，则极易诱发该瓶颈的失效，故找出判定汇入行为类型的显著性致因有助于在交通管理控制中针对汇入有的放矢，减少压迫式汇入的产生，降低瓶颈失效发生频率。本文结合我国快速路运行实际特点，在视频采集快速路入匝道汇入行为数据，并利用轨迹分析汇入参数的

6、基础上，采取多种建模方式挖掘汇入行为内因，建立判定各种汇入行为的规则，系统地揭示多因素交互作用对汇入行为演化的影响规律。首先，本文利用视频摄相机对上海市延安高架快速路2个入匝道瓶颈点交通流进行多日采集和处理，提取417组不同汇入行为（自由汇入、协作汇入、压迫汇入及未成功汇入）数据，并对每组换道数据分别提取换道过程表征参数，包括定性参数瓶颈点车流状态，定量参数换道车辆速度、换道时刻距加速车道终点距离、换道车辆与当前车道前车，目标车道前车、后车的车头时距、空距等，最后分别使用离散选择模型与CART决策树分别对汇入行为进行建模

7、与分析。研究发现，在离散选择模型中，合理层次的NL模型比MNL模型拟合优度更高，而使用CART决策树则比离散选择模型有着更好的命中率，并能筛选出5个显著性最高的变量，他们分别是目标车道后车的车头时距与车头间距和快速路入匝道瓶颈点的交通流状态，换道本车速度和换道本车距加速车道终点距离，并给出了这些因素对压迫式汇入的影响演变模式。最后本文还探讨了针对于协作式汇入的预测精度的相关问题。本文的研究第一次用不同方式构建了快速路入匝道瓶颈点汇入行为的选择模型并探讨了各种模型的适用性及评价指标，并揭示了影响汇入行为选择的显著性特征指标

8、，为进一步建立高精度汇入区微观仿真模型提供了理论依据和技术支撑。关键词：快速路入匝道瓶颈，汇入行为，离散选择模型，决策树，压迫式汇I万方数据同济大学硕士学位论文快速路汇入匝道瓶颈区车辆汇入行为研究入，交通流状态万方数据TongjiUniversityMasterofPhilosophyAbstractABSTRACT