高速公路收费站微观交通仿真系统设计

通过对高速公路收费站处的微观交通仿真技术及基本微观交通仿真模型的研究,构建高速公路微观交通仿真系统,以期为今后对高速公路收费站处的交通组织研究提供帮助。基于中国学者对车辆微观仿真模型的研究及部分合理性推导,设计针对高速公路收费站附近区域交通流特性的车辆仿真系统,系统由道路设施模型、车辆生成模型、车辆跟驰模型、判断型车道变换模型、强制型车道变换模型、停车模型和重启动模型组成。系统在广州南沙港快速线仑头收费站进行初步模拟测试,测试结果显示,排队长度校核指标误差在10%以内,初步验证了系统的实用性。     

排队论在成渝高速公路收费站服务台设计和管理中的应用

运用排队论对高速公路收费站服务强度、队列中排队等待的平均车辆数及车辆在收费站的平均逗留时间、车辆平均排队等待时间进行分析,建立成渝高速公路收费站服务台与工作人员配备模型,并用实例证明此模型的适用性,对于减少运营成本,提高服务水平效果显著.     

公路收费站污染物扩散数值模拟方法

为了研究公路收费站区域机动车排放污染物对空气污染的影响,提出了基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法.该方法根据收费站的实际规模,建立全尺寸CFD三维仿真模型.以Navicr-Stok～s方程为基础,采用标准k-ε占湍流模型,综合考虑风速、风向、气温、地形、交通量和收费模式等因素,对收费站区域内污染物扩散进行数值模拟.论文采用系统动力学方法建立交通仿真模型,模拟车辆到达、排队、缴费、离开等运行特征,可计算出不同交通量和收费模式下车辆经过收费站的平均停留时间,据此计算收费站污染物的排放源强.论文以渝黔高速公路某收费站为例,运用该数值模拟方法计算收费亭附近的CO浓度,并与实地监测数据相比较,二者吻合较好,表明该方法具有一定应用价值.     

基于IAGSO 算法的VISSIM 模型校正研究与实现

微观交通仿真能够再现城市道路交通状况,其关键步骤是建立仿真模型.为使 模型最大程度地反映实际道路运行状况,需要对所建立的模型进行校正.首先本文设计了 改进的自适应步长的人工萤火虫算法（IAGSO）和以排队长度为指标的目标函数.然后,设 计了基于IAGSO 算法的VISSIM 模型参数校正的方法.最后,设计和实现了基于B/S 结构 的交叉口仿真分析系统,应用VISSIM 对北京市某交叉口建模,利用系统对此模型进行参 数校正,比较模型校正前、校正后和现场调查的四个进口方向的排队长度.通过比较结果 验证了基于IAGSO 算法的VISSIM 模型参数校正的有效性.     

高速公路收费站车道类型设置问题建模与求解

在加快推进ETC应用服务的背景下，以收费站运营成本与用户延误成本之和最小为目标，结合排队论，建立收费站车道类型设置优化模型. 提出一种自然数编码的遗传算法用于模型求解. 以广州市机场收费站为例，求解高峰时段两种不同ETC使用率下的车道类型设置优化方案，并利用VISSIM 软件对优化方案与原方案进行仿真对比. 此外，分析了机场收费站全天的车辆到达规律，讨论不同车辆到达率与ETC使用率下的车道组合方案. 结果表明，所提方法能有效地缓解收费站拥堵，合理控制成本，对收费站车道改建与收费员排班具有指导意义.     

高速公路收费站设计中的排队论模型分析

针对高速公路收费站设计不合理导致交通拥堵、安全问题,通过对M/M/n和M/M/1排队理论的分析,结合高速公路收费系统的特点,建立了用于高速公路收费站台设计的排队论模型。该模型给出了高速公路收费亭数目设计的理论依据,从而提供了一种解决收费站设计的合理方法。同时,运用Visual Basic 6.0程序进行了编程,给出了在一定服务水平条件下,不同收费亭可以服务的交通量。     

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ETC技术的广泛使用有效提高了人工收费效率,缓解了收费站车流拥堵状况,本文对ETC系统优化配置方案进行了研究.根据收费站设计规范和实地调研成果,对高速公路收费站系统构件进行了形式化描述,结合系统各个构件中车辆的行为特征、车辆及收费通道的分类特征,建立了一种适用于高速公路ETC收费站系统的元胞自动机交通流模型.考虑到ETC收费站车流拥堵特性,提出了ETC收费站服务水平的概念及相关计算方法,设计以ETC使用率、ETC车道数量及交通流量为参数的仿真方案,选取封闭式4车道收费站进行仿真分析,基于仿真结果提出了ETC使用率分别为30%、60%和90%时ETC车道数的配置建议,为收费站管理人员合理利用ETC系统提供了理论依据.     

高速公路与城市道路衔接适应性分析

针对高速公路进出口与城市道路衔接的特点,从解决实际问题并有利于城市长远发展的角度出发,文章基于湖南省高速公路互通调研数据,采用排队理论M/M/S模型和VISSIM仿真实验对收费站服务水平进行了分析,并通过定性与定量相结合的方法,对高速公路与城市衔接互通个数、衔接车道数以及设置收费站形式等衔接关键要点的一般性适用要求进行了研究与总结。     

基于二元Logit模型的驾驶员收费车道选择研究

通过分析驾驶员对收费站收费车道选择行为的规律特征,讨论了驾驶员收费车道选择行为的复杂性,确定模型的效用函数及概率计算公式.选取收费车道的排队长度、变换车道数、大型车数量、收费车道位置作为模型的特征变量,建立了驾驶员对收费车道选择行为的二元Logit模型.基于兰海高速钦州西收费站的实际观测数据,对各特征变量进行模型参数估计,采用Hosmer-Lemeshow检验分析模型的拟合优度.研究结果表明:驾驶员收费车道选择行为受多种因素综合作用影响,模型拟合精度较高;模型的建立为收费站交通组织、安全评价、收费车道布置提供了技术支持.     

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排队行为模型是常态下行人交通仿真系统模型的基础。本文利用排队论、有限状态自动机原理以及元胞自动机模型对排队系统进行建模。排队行为模型以邻居方向与目标方向间的修正夹角作为主要因子构造了元胞自动机模型的转移概念率函数。利用C#对行人排队行为模型进行实现,并构造了两个不同数量的售票服务台的仿真场景。从仿真动画来看,该模型逼真地模拟行人的排队活动;从不同场景的队长与时间关系曲线可以看出,增加一个售票服务台明显可以减少队列长度,排队系统性能得到改善。由此说明该模型具有模拟行人排队行为的能力。