挑战杯自然科学类全国特等奖作品汇编.pdfVIP

` 环形交叉口通行能力的微观仿真研究 来源： 第十二届“挑战杯”作品 小类： 机械与控制 大类： 自然科学类学术论文 简介： 本文提出了一种研究环形交叉口通行能力的微观仿真方法。利用 VISSIM 仿真平台分析 5 个影响因素对通行能力的敏感性； 选取敏感性高 的因素来建立修正系数模型，并获得实际通行能力的改进计算公式；将 其进行验证，并和现有的模型比较，结果表明其具有最小的相对误差， 从而为环形交叉口规划、设计、管理提供科学依据。 详细介绍： 针对目前我国环形交叉口通行能力的研究相对滞后，不能客观评价 城市交通系统的情况，本文选取北京市方庄环形交叉口作为研究对象， 对其进行实地调研和调研数据处理、分析，并以此为基础，重点进行环 形交叉口通行能力计算模型的修正。目前，项目进展顺利，已完成以下 工作： 1. 完成交通量调查辅助手机软件（ android 平台）的开发。 2. 现状调查利用 Google earth 查找北京市区内的环形交叉口，并通过实 地观察和综合比较， 本研究小组选取了方庄环形交叉口， 并于 2010 年 8 月 24 日——8 月 26 日（周二至周四）对其几何数据、交通量（机动车、 非机动车和行人）、车辆行程时间和地点车速进行调查，了解方庄环形 交叉口的交通特性，为 VISSIM 仿真平台的搭建和验证、通行能力模型 的建立以及后续的研究内容提供依据。 3.VISSIM 仿真平台的搭建与校 准首先利用部分实测数据搭建仿真平台， 后利用剩余数据， 以仿真画面、 平均相对误差及最大相对误差为评价指标，通过调整四个驾驶行为参数 来校准仿真平台。 其中，正交试验法的运用， 在保证实验准确性的同时， 提高了效率。 4. 通行能力影响因素的敏感性分析影响环形交叉口通行 能力的因素主要有环岛半径等几何方面的因素和交通量等方面的交通 因素。选择大车比例、左转比例、右转比例、主支路流量比例和环岛半 径作为此次影响因素分析的对象。针对以上影响因素，利用“每次改变 单一因素，仿真计算该条件下的通行能力”的方法，通过非线性曲线拟 合分析各个因素对通行能力变化的敏感性。实验结果显示：东、西进口 大车比例、左转比例和右转比例以及主支路流量比例对通行能力变化敏 感性较高。之后，对拟合曲线之间相关性较高的因素进行合并，简化后 续实验。 5. 修正通行能力理论模型开发在比较各种环形交叉口理论通 行能力模型的基础上，选取王炜的双环行车道时通行能力理论模型作为 1 基本通行能力模型。接着，通过改变上述敏感性较高的 4 个影响因素， 进行了 5184 次 VISSIM 仿真实验，利用多元回归法得出通行能力修正系 数，并提出修正后的通行能力模型。最后，对修正后的通行能力模型进 行验证。 6. 根据本文的研究思路开发环形交叉口通行能力辅助计算软 件。 7. 着手进行模型的实际运用，其中包括：环形交叉口运行评估和 改造建议。 作品图片： 作品专业信息 撰写目的和基本思路：： 通行能力是进行道路交通理论研究的基础参数之一。本项目根据我国 环形交叉口环内多车道、机非混行的特点，利用 VISSIM 仿真平台和统计 模型分析五个影响因素对通行