基于驾驶员个性气质特征的交通信号控制仿真分析

论文摘要

现代城市交通是维系城市政治经济文化生活的命脉，伴随着中国经济的飞速发展，城市规模的不断扩大，将ITS智能交通系统广泛应用是二十一世纪世界交通运输系统的发展趋势，是解决现代城市交通拥挤现状、降低交通安全事故发生频率和提高城市交通系统的道路利用率的有效手段，可以说建设高速、便捷、舒适、高效信息化的城市交通系统是衡量一个城市发展的重要标志。世界各国对于现代城市交通信号控制系统的研究已经不再停留在仅研究如何控制交叉口交通信号的水平，而是已经深入到集交叉口交通信号控制、城市区域交通信号协调控制以及针对快速和高速路的交通信号控制于一体的综合管理领域；目前国际上研制出比较成功的道路交通信号控制系统有TRANSYT系统、SCATS系统、OPAC系统、SCOOT系统等，但我国国内道路交通信号控制系统起步相对国外来说比较晚，上世纪八十年代以后投入大量人力和物力来研发城市交通信号控制技术，先后建立了众多城市交通信号控制系统用以解决我国交通长期处于混合的状态。为整治我国国内城市道路交通运营紧张的现状，逐步实现城市道路交通的现代化进程，改善城市道路交通系统的瓶颈状态，把城市中心区交通信号交叉路口的信息化建设、管理作为现代交通事业发展的重心；信号交叉路口是城市中心区道路交通流汇集和分流的重要结点，不但可以起到渠化交通、美化城市布局的功能，而且在合理分配交通道路通行权上，可以达到有效地分离空间和时间上发生冲突的交通流的作用，从而有效地保证了道路上机动车车辆和行人的出行安全。本文着重研究了在城市中心区关联信号交叉口序列中受驾驶员个性气质特征影响下的驾驶行为，其主要工作首先是构造三层路网优化策略模型，建立与驾驶加速度紧密关联的协调三层模型架构的目标策略函数，然后利用微观交通系统对原信号交通灯方案和优化后的模型参数进行仿真比较，将计算出的模型结果输出给系统，从而达到对信号灯配时实时控制的目的。综上，本文的主要工作包括：1.城市中心区关联信号交叉口序列概念的提出。2.三层路网优化策略模型以及相应的目标策略函数的构造。3.交通流数据参数的采集以及与驾驶员个性气质特征相关的交通数据的调查统计。4.对比分析现状交通运营情况的仿真与改进交通配时方案后的仿真情形。其中微观交通系统VISSIM的仿真工作包括建立路网,仿真与测试以及输出结果进行评价三大模块，在每块模块中分别完成准备仿真平面图，定义交通属性，路线选择与转向，定义信号控制交叉口属性；交通参数设置和仿真；以及行程延误时间、排队计数评价的工作。除此之外，本文对驾驶员不同性格下的具体驾驶行为进行抽象归类，将其分为四种驾驶模式，着重对高峰时间段的交通路段信息进行考量，分析跟驰模型下驾驶员具体的驾驶特性，并介绍了交通数据采集的原理和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 道路交通信号控制的国内外现状
• 1.2 道路交通信号控制的意义及任务
• 1.3 道路交通交叉路口以及交通信号控制概论
• 1.3.1 道路交通交叉路口概述
• 1.3.2 道路交通信号控制概论
• 1.4 基本的道路交通控制方法
• 1.4.1 单个交叉路口交通信号控制
• 1.4.2 城市干道交通的信号协调控制
• 1.5 论文的主要内容及结构安排
• 2 关联交叉口序列处的驾驶行为
• 2.1 交通环境因素
• 2.1.1 气候因素
• 2.1.2 道路条件因素
• 2.1.3 出行时间分布因素
• 2.1.4 交通信号灯因素
• 2.2 驾驶员个性特征与驾驶行为
• 2.2.1 驾驶员能力与驾驶技术
• 2.2.2 与驾驶行为相关的驾驶员气质研究
• 2.2.3 气质类型的鉴定方法
• 2.2.4 驾驶员性格与安全行车的关系
• 2.3 本章小结
• 3 城市中心区关联信号交叉口序列处的优化行驶策略研究
• 3.1 城市中心区平面交通交叉路口简介
• 3.1.1 平面交通交叉路口的信号概念
• 3.1.2 常见的信号交叉路口控制参数
• 3.2 城市中心区关联信号交叉口序列概念的形成
• 3.3 三层路网优化策略模型的建立
• 3.3.1 目标研究层
• 3.3.2 主观因素层
• 3.3.3 参数优化层
• 3.4 三层路网优化策略模型的特色
• 3.5 本章小结
• 4 常见的四种驾驶模式分析
• 4.1 自由行驶模式
• 4.2 非自由驾驶模式
• 4.2.1 接近驾驶模式
• 4.2.2 跟驰驾驶模式
• 4.2.3 接近模式与跟驰模式同一考虑
• 4.3 跟驰模型
• 4.3.1 传统跟驰模型概论
• 4.3.2 跟驰状态下的行驶特性
• 4.3.3 经典跟驰模型研究
• 4.3.4 跟驰模型判定研究
• 4.4 制动模式
• 4.5 模型数据采集方法及原理
• 4.6 本章小结
• 5 VISSIM 下的城市中心区关联交叉口序列信号仿真
• 5.1 三种典型的交通流仿真系统
• 5.1.1 宏观交通流仿真系统介绍
• 5.1.2 中观交通流仿真系统介绍
• 5.1.3 微观交通流仿真系统介绍
• 5.2 基于 VISSIM 下的案例模型仿真
• 5.2.1 Wiedemann 驾驶行为模式
• 5.2.2 实例数据采集
• 5.2.3 VISSIM 仿真过程
• 5.3 路网实例
• 5.3.1 交叉路口基础交通数据资料
• 5.3.2 对路网现状进行 VISSIM 仿真
• 5.3.3 信号交叉口的渠化改良
• 5.3.4 VISSIM 优化并仿真
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及攻读硕士期间发表的论文