基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法技术

本发明专利技术公开了基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，首先根据城市快速路交织区及其上下游路段的设计参数构建VISSIM仿真模型，选取合适的驾驶行为参数和仿真参数；再输入不同的主路驶入交通量数据和主

【技术实现步骤摘要】
基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法


[0001]本专利技术涉及基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，属于城市快速路交织区的影响范围研究


技术介绍

[0002]城市快速路是城市道路网中极为重要的一部分，而交织区则串联起快速路和其他等级城市道路，是影响快速路通行能力和运行速度的重要组成部分。在城市快速路交织区出入口的前后路段中，驾驶员会根据交织区的实际情况和自身的驾驶需求调整车辆运行状态，造成路段中的车速离散性较大，变道行为增加，从而影响了快速路的交通流运行状态和交通安全水平。因此，研究城市快速路交织区对上下游路段的影响区范围变化情况，是改善城市快速路交织区的交通状况，充分发挥快速路功能和缓解城市交通压力的基础。
[0003]参考美国《通行能力手册》，现有的交织区的影响范围是以具体数值定义的，没有考虑到不同交织区的几何构造差异和实时交通条件差异。此外，城市快速路的设计速度较高，交通量较大，交通调查存在一定的困难，很难采集所有交通条件下的数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，该方法能计算不同设计参数和不同交通量情况下的城市快速路交织区对上下游主路段的影响范围。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006]基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]步骤1，采集交织区及其上下游路段的设计参数和交通流数据，构建城市快速路交织区及其上下游路段的VISSIM仿真模型；
[0008]步骤2，基于步骤1构建的VISSIM仿真模型，输入不同的主路驶入交通量数据和不同的主
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主交通量占主路驶入交通量比例数据，提取各车道交通流的运行速度参数；所述主
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主交通量定义为从主路驶入交织区且从主路驶出交织区的交通量；
[0009]步骤3，根据各车道交通流的运行速度参数，绘制各车道的位置
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速度散点图，根据散点图分析仿真条件下交织区及其上下游路段各车道交通流运行速度参数变化趋势，确定不同的主路驶入交通量和不同的主
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主交通量占主路驶入交通量比例下交织区对各车道上下游路段的影响范围；
[0010]步骤4，绘制不同主路驶入交通量或不同主
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主交通量占主路驶入交通量比例与对应的各车道上下游路段交织区影响范围的散点图，拟合得函数关系，根据函数关系计算动态交通下城市快速路交织区各车道的动态影响范围。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤1中，交织区及其上下游路段的设计参数，包括车道数、车道宽度、匝道接入主路角度和交织区长度；交织区及其上下游路段的交通流
数据，包括车型比例、车头时距和设计速度；交织区上游路段即交织区入口鼻端前的路段，交织区下游路段即交织区出口鼻端后的路段，交织区上下游路段的长度均不少于1000米。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤2的具体过程如下：
[0013]步骤21，在步骤1构建的VISSIM仿真模型中设置交通仿真参数，并输入交通流的车型、速度、交通量和行驶路径参数；
[0014]步骤22，在步骤1构建的VISSIM仿真模型中，沿主路段各车道每隔5m布设数据采集点；
[0015]步骤23，完成多次交通仿真，采集交通流在各车道数据采集点处的运行速度数据。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤21中，设定仿真交通流由小车组成，采用大众帕萨特为标准小车；采用VISSIM仿真模型中的Wiedemann99跟驰模型作为驾驶行为参数；采用交织区设计速度作为输入速度参数，设定仿真时间为3600秒。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤23中，设定初始仿真场景下的交织区为D级别服务水平，主路驶入交通量为2700pcu/h，有75％的车辆从主路驶出，即主
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主交通量占主路驶入交通量比例为75％，对该场景下的交通流进行仿真，导出数据采集点的车速数据；
[0018]当主
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主交通量占主路驶入交通量比例不变时，对主路驶入交通量按200pcu/h为步长进行变化并仿真，导出数据采集点的车速数据和变道数据，且主路驶入交通量每车道不大于1300pcu/h；
[0019]当主路驶入交通量不变时，对主
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主交通量占主路驶入交通量比例按5％为步长进行变化，导出数据采集点的车速数据和变道数据，且主
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主交通量占主路驶入交通量比例不低于60％。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤3的具体过程如下：
[0021]根据各车道交通流的运行速度参数，绘制各车道的位置
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速度散点图，定义散点图中速度围绕某一均值上下波动的区域为不受交织区影响的一般路段，一般路段对应的速度范围为[A，B]；速度先持续下降后持续上升的区域为受交织区影响的路段；
[0022]在受交织区影响的路段中，当车辆在交织区上游路段C位置的速度比在C位置50米前位置的速度低1km/h时，认为车辆进入交织区对上游路段的影响范围，即交织区对上游路段的影响范围从交织区上游路段C位置开始直至交织区入口鼻端；
[0023]在受交织区影响的路段中，当车辆在交织区下游路段D位置的速度和在D位置50米后位置的速度均在一般路段对应的速度范围[A，B]内，认为车辆驶出交织区对下游路段的影响范围，即交织区对下游路段的影响范围从交织区出口鼻端直至D位置。
[0024]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤4的具体过程如下：
[0025]步骤41，汇总不同主路驶入交通量/不同主
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主交通量占主路驶入交通量比例对应的各车道上下游路段交织区影响范围数据，绘制散点图；
[0026]步骤42，对散点图进行拟合，构建因变量为各车道上下游交织区影响范围，自变量为主路驶入交通量/主
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主交通量占主路驶入交通量比例的函数关系；
[0027]步骤43，在构建的函数关系中，输入对应的实时主路驶入交通量或实时主
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主交通量占主路驶入交通量比例，将计算得到的两个交织区影响范围中较大的一个作为实时的各车道上下游路段交织区影响范围。
[0028]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0029]1、本专利技术利用VISSIM仿真软件弥补观测数据的不足，在仿真软件中改变不同道路交通条件，从而模拟复杂交通环境下的实际车流运行状况，分析交织区影响范围与各类交通条件的规律，扩展了VISSIM软件在城市快速路交织区研究中的应用。
[0030]2、本专利技术将交织区影响范围由以往的静态数值变为由交织区型式和交通状况决定的动态数值，并进一步将交织区影响范围具体到各车道。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，采集交织区及其上下游路段的设计参数和交通流数据，构建城市快速路交织区及其上下游路段的VISSIM仿真模型；步骤2，基于步骤1构建的VISSIM仿真模型，输入不同的主路驶入交通量数据和不同的主
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主交通量占主路驶入交通量比例数据，提取各车道交通流的运行速度参数；所述主
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主交通量定义为从主路驶入交织区且从主路驶出交织区的交通量；步骤3，根据各车道交通流的运行速度参数，绘制各车道的位置
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速度散点图，根据散点图分析仿真条件下交织区及其上下游路段各车道交通流运行速度参数变化趋势，确定不同的主路驶入交通量和不同的主
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主交通量占主路驶入交通量比例下交织区对各车道上下游路段的影响范围；步骤4，绘制不同主路驶入交通量或不同主
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主交通量占主路驶入交通量比例与对应的各车道上下游路段交织区影响范围的散点图，拟合得函数关系，根据函数关系计算动态交通下城市快速路交织区各车道的动态影响范围。2.根据权利要求1所述的基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，其特征在于，所述步骤1中，交织区及其上下游路段的设计参数，包括车道数、车道宽度、匝道接入主路角度和交织区长度；交织区及其上下游路段的交通流数据，包括车型比例、车头时距和设计速度；交织区上游路段即交织区入口鼻端前的路段，交织区下游路段即交织区出口鼻端后的路段，交织区上下游路段的长度均不少于1000米。3.根据权利要求1所述的基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：步骤21，在步骤1构建的VISSIM仿真模型中设置交通仿真参数，并输入交通流的车型、速度、交通量和行驶路径参数；步骤22，在步骤1构建的VISSIM仿真模型中，沿主路段各车道每隔5m布设数据采集点；步骤23，完成多次交通仿真，采集交通流在各车道数据采集点处的运行速度数据。4.根据权利要求3所述的基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方法，其特征在于，所述步骤21中，设定仿真交通流由小车组成，采用大众帕萨特为标准小车；采用VISSIM仿真模型中的Wiedemann99跟驰模型作为驾驶行为参数；采用交织区设计速度作为输入速度参数，设定仿真时间为3600秒。5.根据权利要求3所述的基于VISSIM仿真的城市快速路交织区动态影响范围计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：项乔君，彭铖，王明远，卢启慧，苑仁腾，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：