固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究(硕士论文)200905

N (t ) 转换表………………………………………………………………15
表 2—4 六条车道计算结果………………………………………………………17 表 4—1 起动波波速统计表………………………………………………………42 表 5—1 第一点至第二点的行驶速度分布拟合表………………………………53 表 5—2 第一点至第三点的行驶速度分布拟合表………………………………54 表 5—3 第一点至第四点的行驶速度分布拟合表………………………………54 表 5—4 间隔为 10 秒的流量分布拟合结果……………………………………56
图表目录
图 2—1 绿灯期间车流通过交叉口的流量图示…………………………………5 图 2—2 排队车辆释放的累计曲线图……………………………………………12 图 2—3a 车辆到达和驶离轨迹图…………………………………………………13 图 2—3b N (t ) 递增累计曲线………………………………………………………13 图 2—3c 利用累计曲线计算饱和流率和损失时间………………………………13 图 2—4 利用累计曲线法计算饱和流率和损失时间实例………………………16 图 3—1 受阻滞车辆的行驶时间—距离曲线……………………………………22 图 3—2 完全停车与不完全停车…………………………………………………23 图 3—3 排队长度与延误时间……………………………………………………27 图 3—4 过饱和信号周期中车辆的受阻情况……………………………………30 图 3—5 过渡函数曲线……………………………………………………………33 图 3—6 延误与饱和度的关系……………………………………………………33 图 4—1 两种密度的车流运行情况………………………………………………36 图 4—2 交通波的含义示意图……………………………………………………38 图 4—3 各种交通流状态下的交通波……………………………………………40 图 4—4 格林伯模型波速—密度变化曲线………………………………………45 图 5—1 车流量随时间变化图示…………………………………………………49 图 5—2 交通调查示意图…………………………………………………………53 图 5—3 自由大路路段 9:00 流量图示……………………………………………55 图 5—4 上游交叉口饱和状态时本交叉口车流到达图示………………………59 图 5—5 上游交叉口饱和状态时本交叉口车流到达图示的近似表示…………59 图 5—6 对应于图 5—5 的不同绿时差图示（ G ≥ t 2 − t1 ）……………………61
6.1 论文的主要进展…………………………………………………………68 6.2 研究工作展望……………………………………………………………69
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固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
参考文献……………………………………………………………………………70 致谢…………………………………………………………………………………72 摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT………………………………………………………………………Ⅳ
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固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
图 5—7 对应于图 5—5 的不同绿时差图示（ G < t 2 − t1 ）……………………63 图 5—8 上游交叉口非饱和状态时本交叉口车流到达图示……………………64 图 5—9 上游交叉口非饱和状态时本交叉口车流到达图示的近似表示………64 图 5—10 对应于图 5—9 的三种绿时差图示……………………………………66 表 2—1 长春市工农广场交叉口南湖大路由东向西直行车道的观测数据……14 表 2—2 车型转换系数表…………………………………………………………15 表 2—3
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固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
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固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
目
录
第一章 绪论………………………………………………………………………1
1.1 研究背景……………………………………………………………………1 1.2 项目来源……………………………………………………………………3 1.3 研究内容……………………………………………………………………3
论文分类号 密 级
U491.2 内部
单 位 代 码 研 究 生 学 号
10183 2200905
吉
硕 士
林
学
大
位
学
论 文
固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究 Research on Models of Delay and Queue Length at Fixed-time Signals
作者姓名 ：杨少辉 专 业： 交通信息工程及控制
第四章 交通波理论实用模型探讨…………………………………………36
4.1 交通波基本理论…………………………………………………………36 4.1.1 4.1.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 交通波基本模型的建立…………………………………………36 交通波模型的应用条件及意义…………………………………37 传统模型…………………………………………………………40 模型验证…………………………………………………………41 模型修正…………………………………………………………43
导师姓名 及 职 称： 王殿海 教授
论文起止年月： 2002 年 3 月至 2003 年 3 月
固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
提
要
本文是结合国家自然科学基金项目“模拟电路系统网络交通流特性研究”等 三个项目完成的。 论文研究了固定式配时控制下车辆延误和排队长度的计算模型， 对交通波理论进行了探讨和修正，并讨论了应用其进行车辆延误和排队长度计算 的可行性，构造了相应的理论模型。 全文共分六章。第一章介绍了本文的研究背景、研究意义和研究内容。第二 章分析了传统饱和流率测算方法的不足，介绍了累计曲线法，并用实际数据进行 了验证。第三章介绍了现有固定式配时控制效果评价理论，分析了其应用条件的 局限性。第四章介绍了交通波理论，发现传统的停车波模型和起动波模型与实际 偏差很大，论文根据交通流理论对其进行了修正，并初步分析了其在交通控制效 果评价中应用的可行性。第五章分析了车队离散现象和车队离散模型，依据课题 组调查数据提出了车队行驶时平均流量、平均速度和平均密度的确定方法，重点 讨论了利用交通波理论计算协调控制下车辆延误和排队长度的方法，建立了相应 的理论模型。第六章对全文进行总结，提出了需要进一步研究的问题。
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固定式配时车辆延误与排队长度计算模型研究
第一章 绪论
1.1 研究背景
随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快，我国机动车拥有量及道路交 通量急剧增加。尤其是在大城市，交通拥挤以及由此导致的交通事故增加、环境 污染加剧，是我国城市面临的极其严重的“城市病”之一，已经成为国民经济进 一步发展的瓶颈。 交通拥挤的加剧，不仅会造成巨额的经济损失，而且，如果发展严重，甚至 还会导致城市功能的瘫痪。 交通拥挤的直接危害是交通延误增大， 行车速度降低； 低速行驶还将增加耗油量，导致燃料费用上升和汽车尾气排放量增大，从而导致 环境恶化。此外，交通拥挤使得交通事故增多，而交通事故的发生又使交通阻塞 加剧，形成恶性循环。 国内外的实践表明，解决城市交通问题的有效出路之一是对其进行科学的管 理和控制，而非单一地增加道路建设。实际上，道路建设的速度远远跟不上车辆 增长的速度，供和求很难达到平衡。为了解决城市交通拥挤问题，必须从供和求 两方面同时入手：一方面加快道路建设，改善现有道路设施，提高道路的通行能 力；另一方面要加强道路管理，限制交通需求无限制的增长。当城市发展到一定 规模以后，交通管理的作用就更加突出，西方发达国家现在解决城市交通问题的 重点，就在于加强城市交通管理。 就交通管理而言，一般分为静态管理和动态管理两大类：静态管理是指运用 交通法规、交通工程技术措施和交通安全教育对道路上的车辆、行人和道路使用 进行的管理；动态管理则是指交通控制，即采用交通信号控制设施，根据交通流 的变化特性来控制车辆和行人的通行。交通控制直接对道路交通流进行管理，特 别是对交叉口的管理，效果直接而且明显。因此，交通控制已经逐渐发展成为一 项专门的工程技术和一个专门的学科。国外出于城市交通控制的需要，依据多年 积累的交通控制理论，开发了一系列的交通控制系统，在世界各国得到了广泛应 用，例如英国的 TRANSYT 系统和 SCOOT 系统，澳大利亚 SCATS 系统，美国的
4.2 停车波和起动波模型……………………………………………………40
4.3 交通波理论的应用………………………………………………………46 4.4 小结………………………………………………………………………47
第五章
固定式协调控制车辆延误与排队长度计பைடு நூலகம்…………………48
5.1.1 5.1.2 5.2.1 5.2.2 5.3.1 5.3.2 5.3.3 正态分布函数——派西方法……………………………………49 几何分布函数——罗伯逊方法…………………………………50 车队平均行驶速度的确定………………………………………52 车队平均密度的确定……………………………………………55 应用交通波理论的可行性分析…………………………………58 上游交叉口车辆释放处于饱和状态……………………………58 上游交叉口车辆释放处于非饱和状态…………………………64
2.3 累计曲线法计算饱和流率和损失时间………………………………11
2.4 小结……………………………………………………………………18
第三章 孤立交叉口固定式配时车辆延误与排队长度计算…………19
3.1 信号交叉口的交通特性…………………………………………………19 3.1.1 3.1.2 3.2.1 通行能力与饱和度………………………………………………19 车辆在交叉口的受阻滞过程……………………………………21 稳态延误模型……………………………………………………25