冰雪条件下城市道路网交通流状态演变探究.pdf

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Thesis for the Master Degree of Engineering


STUDY ON THE EVOLUTION OF URBAN
REGIONAL TRAFFIC FLOW UNDER THE
CONDITION OF SNOW AND ICE










Candidate: Li Wei
Supervisor: Associate Prof. Yang Longhai
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Transportation Planning and
Specialty:
Management
Affiliation: School of Transportation Science &
Engineering
Date of Defence: July, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
交通拥堵已经成为我国各大城市和区域路网普遍存在的问题,冰雪条件不但使
道路通行能力降低、加剧交通拥堵,而且局部路段或交叉口的交通拥堵可能波及到
相邻的道路或交叉口,引发大面积的交通阻塞。研究冰雪条件下城市道路网的交通
流状态演变规律以及拥堵扩散范围,对于缓解冰雪天气发生时的交通拥堵,以及避
免冰雪天气发生时导致大面积路网瘫痪具有十分现实而重要的意义。
本文在总结国内外研究现状的基础上,对城市道路网的基本组成单元——交叉
口和路段在冰雪条件下的交通流状态分别进行了研究。首先,采用录像法,对冰雪
条件下交叉口饱和流率、车辆到达率以及路段速度、通行能力等相关交通流参数数
据进行了实地调查研究,通过数据拟合得到了交通流参数变化与积雪厚度之间的数
学关系模型。然后,对冰雪条件下交叉口车辆运行特性进行了分析,建立了冰雪条
件下基于排队长度的延误计算模型,选取车辆平均延误指标,将交叉口交通流状态
划分为畅通、轻度拥挤、拥挤、堵塞四种状态,分析了各交通流状态之间的演变规
律,综合国内外相关标准确定了各状态间的划分阈值;接着,类似地,对冰雪条件
下路段交通流状态进行了研究,通过对冰雪条件下路段车辆运行特性的分析,选取
地点车速指标,将路段交通流状态划分为自由流、跟驰流、拥挤流、堵塞流四种状
态,分析了各交通流状态之间的演变规律,采用自组织神经网络给出了各状态间的
划分阈值。
最后,从系统的角度,研究了单点交通拥堵对相邻路段和交叉口交通流状态的
影响,分析了交通拥堵在路网上的扩散机理,用路段最大排队长度作为阈值来判断
和估计单点交通拥堵的扩散范围,提出了基于路口交通拥堵和基于路段交通拥堵的
路网交通拥堵扩散范围估计方法。


关键词:冰雪条件;城市道路网;交通流状态;交通流状态划分;拥堵扩散
-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Traffic congestion has e mon problem of China's major cities and
regional work. Snow and ice conditions not only reduce the traffic capacity of
roads, increase traffic jams, and the worse is that the traffic congestion at local
intersections or roads may spread to adjacent roads or intersections, causing massive area
traffic jams. Study on the evolution of urban regional traffic flow and the spread of
congestion under the condition of snow and ice, has a very practical and significant
meaning on the relief of traffic congestion and avoid massive paralysis on urban road
network.
This