基于元胞自动机模型的可变信息标志(VMS)对交通流特性影响研究

摘要

随着经济的快速发展,以及人们的生活水平的提高,交通需求也不断增长,这使得城市道路上的机动车数量剧增,并引起交通拥挤,严重制约了城市的发展。解决交通拥堵问题不仅仅需要交通基础设施的修建,尤其在人口稠密的城市,还应从有效的交通管理和控制方面着手。其中城市交通诱导系统作为现代城市主要的交通管理控制措施之一,可以有效的缓解交通棚堵问题。因此本文将对城市诱导中的可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)对交通流特性的影响展开研究,为缓解城市道路交通拥堵提供建议,具体工作如下:
　　 1针对前人关于双通道系统交通流特性研究中双通道系统的不合理性,本文提出了一个更符合实际的双通道系统,并且提出以平均车头间距和平均车头时距作为路径诱导信息,分析了它们对双通道系统路径的交通流特性的影响,并与传统的行程时间反馈、速度信息反馈方法进行了对比。研究表明,在不同进车概率和不同动态车比率时,本文改进的信息反馈策略都可以有效地使双通道交通流保持在较稳定状态从而优于以前的行程时间反馈和平均速度反馈。
　　 2针对完全式公交专用道设置导致道路利用率降低的问题,本文将用元胞自动机模型方法对含有VMS诱导的间歇性公交专用道进行研究,并对采用完全式和间歇式两种公交专用道时的道路交通流特性进行对比研究。研究表明间歇式公交专用道可以有效地提高道路流量和道路利用率;本文还研究了VMS分段设置长度(相邻两个VMS之间的距离)对交通流的影响,通过数值模拟给出在可以既不增加公交车延误又提高道路利用率时的最佳分段设置长度。
　　 3城市道路的突发事故时常造成严重的交通堵塞,如何缓解交通拥堵成为人们研究的重要课题。本文提出一种通过设置VMS来改善含有事故的双车道道路交通,并用元胞自动机模型进行模拟分析。模拟结果表明VMS的设置可以有效缓解事故引起的交通堵塞并提高道路流量。此外,本文还研究了VMS诱导前后进车概率、慢车比率对道路交通流特性的影响。