【摘 要】
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随着社会经济的快速发展,城市汽车保有量持续增长,交通需求不断增加,随之而来的是一系列交通拥堵、空气污染等问题,严重影响到人民的日常生活。城市交叉口作为城市路网的基本单元,决定了路网的通行能力,如何缓解交叉口交通拥堵和污染物排放问题成为了研究热点。本文在设置可变车道的新型交叉口渠化方案上,引入了微观交通流模型与干线交叉口动态协调控制模型,实现了交叉口时空资源一体优化,主要研究内容如下:（1）针对设置
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随着社会经济的快速发展,城市汽车保有量持续增长,交通需求不断增加,随之而来的是一系列交通拥堵、空气污染等问题,严重影响到人民的日常生活。城市交叉口作为城市路网的基本单元,决定了路网的通行能力,如何缓解交叉口交通拥堵和污染物排放问题成为了研究热点。本文在设置可变车道的新型交叉口渠化方案上,引入了微观交通流模型与干线交叉口动态协调控制模型,实现了交叉口时空资源一体优化,主要研究内容如下:（1）针对设置可变车道的交叉口建立微观交通流模型。提出了常规跟驰模型、左转跟驰模型以及变道选择模型来描述左转车辆在交叉口处的运行状态。通过Matlab仿真实验,证明了以上模型能准确描述交叉口处左转交通流的实际运行情况。（2）针对设置可变车道的干线交叉口交通流进行动态协调控制。根据正常左转车道的排队长度,调整预信号灯的开启闭合时间,设计了可变车道处预信号灯的动态控制模型。根据上游交叉口的车辆延误时间和相邻交叉口间距,确定了干线信号灯函数,设计了干线交叉口的协调控制模型。通过实地采集济南市经十路的道路数据,搭建了VISSIM-VS联合仿真平台,对比分析原配时方案与动态协调控制方案下的车辆运行数据。证明本文提出的信号灯优化方案可有效降低车辆延误时间、排队长度和停车次数。（3）针对设置可变车道的交叉口建立交通流排放模型。基于车辆比功率模型,忽略极端天气和特殊道路状况的影响,构建了设置可变车道的交叉口处左转车辆的污染物排放模型。通过仿真分析左转车辆的污染物瞬时排放量,证明随着交叉口处道路摩擦系数与进出口车道数量的减少,车辆污染物的瞬时排放量随之增大。通过分析案例交叉口处原配时方案与动态协调控制方案下的交通流污染物排放量,证明动态协调控制方案对降低交通流排放量有着显著地效果。综上,本文在设置可变车道的交叉口的基础上,建立了微观交通流模型来描述车辆通过交叉口时的运行状态,建立了动态协调控制模型提高了干线交叉口左转和直行车辆的运行效率并降低了交通流的污染物排放量,通过仿真实验证明了本文研究成果的有效性。
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