城市道路施工区交通延误建模与仿真分析

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近年来,随着城市的快速发展,道路基础设施建设及维护增多,市政设施需要改善,许多道路必须扩建,施工区广泛存在于路段以及交叉口区域。大量的道路施工给城市交通带来了不利影响,施工区的存在会降低车辆的通行效率,道路特性也会在设置施工区后发生改变,造成严重的交通拥堵以及大量的排队和车辆延误。因此,对城市道路施工区域交通流模型和交通延误计算模型的研究变得越来越重要,本文重点研究路段施工区和交叉口施工区对城市道路交通流及交通延误的影响。目前,许多学者研究了施工区交通流量和交通延误的评估。但是,大多数在施工区的研究都集中在高速公路施工区,而且延误计算模型与工具均是针对国外的高速公路。关于城市道路施工区交通延误的研究很少。道路施工区域将改变车道的宽度,甚至封锁一些车道,导致交通环境和道路特征发生重大变化,行驶边界减小。此外,路段施工区和交叉口施工区存在无车道划分、行驶边界不规则等特性,高速公路施工区现有的交通延误模型不适用于城市道路施工区复杂的交通情况,对于城市道路施工区,很难使用已有的工具来分析施工区的交通延误。本文对城市道路的路段施工区和交叉口施工区的交通流和交通延误进行了仿真,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,使用现有的社会力交通流模型和施工区交通延误计算模型来评价交通延误的影响,将实际采集的交通流数据用于仿真平台。在此基础上,本文通过改变一些参数的取值,分析该因素对路段施工区和交叉口施工区交通延误的影响,这些因素包括:大型车的比例,机动车和非机动车到达率,施工区的尺寸与位置等。通过分析施工区域内不同类型的车辆行为,研究上述因素对施工区内交通流量及平均速度的影响。通过研究主要得到以下结论:在分析路段施工区的实际交通特性时,施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响;在分析交叉口施工区的实际交通特性时,施工区长度、施工区宽度、未使用的车道宽度(开放车道)、施工区域下边界到中心分界线的距离、施工区与进口道停车线的距离、施工区的下边界距中央分隔带的宽度、大型车比例将对交叉口施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响。
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