论文总字数：27289字

摘 要

伴随着科技的不断进步发展，高速公路上出现了道路拥挤、交通流排队等安全问题。合理妥当的限速值可以让高速公路行驶车辆的车速在当前道路条件的安全范围内，固定限速无法在道路情况改变的情况下给予驾驶员有效的帮助。高速公路可变限速控制技术作为一种新兴智能交通科技，致力于提高高速公路交通流通行的安全性以及道路通行能力。可变限速控制策略主要是通过对于道路条件改变、突发交通事故、恶劣交通天气等因素综合考量，在保证交通安全的情况下制定合适的车辆限速值，实现对于交通流密度的最佳控制以及道路通行能力的最大化。

本文以高速公路路段为研究对象，首先对高速公路可变限速相关理论研究，选取合适的可变限速控制策略。其次，对于该高速公路路段交通运行特性分析，基于分车型可变限速模型进行构建。最后，运用VISSIM仿真对可变限速控制在每个场景的适用性进行模拟验证，并以此确定其对高速公路交通流的影响。

研究结果证明，对拥堵路段上游实行限速后，可变限速控制技术能够有效降低路段总行程时间以及路段延误，提升高速公路道路通行能力。本文研究为高速公路交通流智能交通控制提供了一定的参考价值，有利于可变限速控制在国内的进一步推广。

关键词：高速公路 可变限速 交通流 仿真

Analysis on the influence of variable Speed limit Control on Expressway Traffic flow

Abstract

Along with the development of science and technology, the road congestion, traffic flow queuing and other safety problems appear on the expressway. The reasonable and appropriate speed limit value can allow the vehicle speed of the expressway running vehicle to be within the safe range of the current road conditions, and the fixed speed limit cannot be effectively assisted by the driver under the condition that the road condition is changed.As a new intelligent transportation technology, the variable speed limit control technology of expressway is devoted to improving the safety and road capacity of highway traffic circulation. The variable speed limit control strategy is mainly based on the comprehensive consideration of road conditions, sudden traffic accidents, bad traffic weather and other factors, and formulates the appropriate vehicle speed limit value under the condition of ensuring traffic safety. The optimal control of traffic flow density and the maximization of road capacity are realized. In this paper, the highway section is taken as the research object.

Firstly, the variable speed limit theory of expressway is studied, and the appropriate variable speed limit control strategy is selected. Secondly, for this highway, The traffic operation characteristics of highway section are analyzed, and the variable speed limit model is constructed based on the variable speed limit model.Finally, the applicability of variable speed limit control in each scene is simulated and verified by VISSIM simulation, and its influence on highway traffic flow is determined.

The results show that after the speed limit is applied to the upstream of the congested section, the variable speed limit control technology can effectively reduce the total travel time and delay of the road section, and improve the traffic capacity of the expressway.The research in this paper provides a certain reference value for intelligent traffic control of expressway traffic flow, which is beneficial to the further popularization of variable speed limit control in China.

Key Words:Expressway;Variable speed limit;Traffic flow ;Simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1立题背景及意义 1

1.1.1立题背景 1

1.1.2立题意义 2

1.2国内外现状研究概况 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2 国内现状研究 4

1.3研究目标及研究内容 5

1.3.1研究目标 5

1.3.2研究内容 5

1.4研究方法及技术路线 5

1.4.1研究方法 5

1.4.2技术路线 5

第二章 可变限速控制相关理论研究 8

2.1可变限速控制 8

2.1.1可变限速控制策略 8

2.1.2可变限速控制策略的应用方法 8

2.2各类可变限速控制模型 8

2.2.1分车型限速控制模型运作原理 8

2.2.2元胞传输模型与基于遗传算法的PARAMICS模型比较 9

2.3可变限速对各交通要素的影响 10

2.3.1可变限速控制技术对驾驶行为的影响 10

2.3.2可变限速控制技术对交通流的影响 11

2.3.3可变限速控制技术对通行延误的影响 12

2.3.4可变限速控制技术对交通安全的影响 13

2.4本章小结 13

第三章 高速公路交通运行特性分析 14

3.1高速公路基础数据来源 14

3.1.1路段选取 14

3.1.2数据筛选及处理 15

3.2高速公路密度分析 16

3.3高速公路通行能力和通行效率分析 16

3.3.1入口匝道位置交通流汇流 16

3.3.2出口匝道位置交通流分流 17

3.4综合数据评价 17

第四章 基于分车型的可变限速模型构建及仿真验证 18

4.1基于分车型模型的限速值确定 18

4.2仿真验证 18

4.3仿真结果分析 19

4.3.1场景延误分析 21

4.3.2场景行车时间分析 23

4.3.3场景交通量分析 26

4.4结论总结 28

第五章 结论与展望 29

5.1论文研究工作结论总结 29

5.2进一步研究工作 30

参考文献 31

致谢 33

绪论

1.1立题背景及意义

1.1.1立题背景

本文研究对象为高速公路，随着科技日益进步，世界范围内各类交通运输手段飞速发展大规模建设，也导致高速公路上出现了一系列的交通问题。高速公路中的拥堵现象频发，导致连带的交通事故，再进一步加重拥堵现象形成恶循环，由此而生的超速行驶、车速离散现象是高速公路上事故发生的主要原因。

科学的限速值可以有效保证驾驶员始终处于当前所在路段交通状况的安全车间距之中，从而确保高速公路的行车安全。高速公路作为一个人、车、路以及交通环境相互影响的复杂系统，某一路段的限速值需要随着交通流运行状态不断调整改变，可变限速控制技术就为此提供了科学合理的方法。

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