城市快速路多瓶頸點阻塞判別及演化機理研究

《城市快速路多瓶頸點阻塞判別及演化機理研究》是依託同濟大學，由孫劍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：城市快速路多瓶頸點阻塞判別及演化機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫劍
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

快速路是大都市交通的主骨架，瓶頸點則是其咽喉。考察我國快速路堵塞現象，多瓶頸點相互作用是關鍵因素。而以往研究多專注於單瓶頸點交通流巨觀解析模型構築，鮮見從單瓶頸點到關聯瓶頸區的整合分析,且缺乏對微觀駕駛行為的內因分析。連續數據環境和實驗手段的發展為本研究提供了一種全新的思路和方法。課題擬從巨觀和微觀兩個層面入手，首先運用檢測數據分析單瓶頸點失效、多瓶頸點關聯阻塞及演化的巨觀交通特徵；然後利用多車協作駕駛實驗平台和實車自然駕駛系統，設計瓶頸區駕駛行為受控實驗和全息數據採集方案，獲取微觀駕駛行為數據，套用三維時空軌跡法解析駕駛行為及人的因素對多瓶頸點交通流阻塞演化的影響；最後整合宏、微觀分析成果，構建瓶頸區臨界交通流仿真模型並進行實證分析。研究成果將系統揭示快速路交通阻塞與多瓶頸點關聯性、交通管控措施以及駕駛行為之間的有機關係，為快速路設計、失效預防、綜合改善等提供理論基礎和技術支撐。

結題摘要

城市快速路系統是大都市交通的主骨架，承擔了城市的大量機動化出行。瓶頸點是快速路等連續流交通設施的咽喉，亦是導致快速路擁堵的直接誘因。 課題針對城市快速路的常發性瓶頸失效及阻塞演化問題，按照識別瓶頸、表征瓶頸、解析瓶頸、對策瓶頸的思路展開研究，首先利用快速路海量交通流檢測數據，統計交通流基本參數特徵，發現了獨立瓶頸早發性失效現象及車道過反應現象等新特徵，進一步分析了關聯瓶頸區內多個瓶頸點失效特徵及通行能力，構築了多瓶頸點失效判別模型；然後提取大量車輛時空軌跡，從微觀駕駛行為角度，解析了單瓶頸點交通流早發性失效機理；同時結合課題組自主開發的“多車協作駕駛實驗平台”，進行瓶頸區域換道行為實驗；構建了能精準表征瓶頸區駕駛行為的跟馳及換道模型，再現了瓶頸點阻塞形成及演化過程，同時系統提出了改善快速路瓶頸點運行效率和安全的主動最佳化措施，並進行了效果評估；最後針對快速路交通事故特性，研究交通流運行狀態與交通事故之間的耦合關係，提出了基於風險評估的綜合事故黑點識別方法以及快速路實時事故風險預測模型。研究成果系統揭示了快速路交通阻塞與多瓶頸點關聯性、交通管控措施以及駕駛行為之間的有機關係，為快速路設計、失效預防、綜合改善等提供了理論基礎和技術支撐。 依託上述研究成果，本課題共發表（錄用）論文25篇（其中SCI/SSCI論文14篇，TRB年會論文6篇，EI論文5篇），形成專著《城市快速路交通流理論及運行管理》初稿，交由科學出版社出版。研究成果同時申請發明專利7項，其中4項已授權；獲軟體著作權1項，培養博士/碩士研究生16名（含在讀博士生）。