卡子门立交交通拥堵特性调查与分析开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

研究目的:

交通拥堵问题是城市迅速发展伴随的产物,同时也是制约城市继续发展的一块顽疾,除城市规模的扩大与居民机动车保有量的提升之外,交通枢纽的历史遗留问题与当代居民需求之间的平衡也是重中之重。而南京市卡子门立交作为城东南方向的重要交通枢纽,自建成以来,当初规划设计的快速路已成为交通部门调研得出的十大堵点之一,且一堵十年不得缓解,可以说是南京市交通拥堵问题的老大难。缓解现状刻不容缓。

1.梳理城市交通拥堵特性,分门别类,具体问题具体分析,多元化地处理城市交通拥堵问题。

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2. 国内外研究现状分析

(1)国内研究概况

[1]国内学者陈必壮、张天然根据城市交通调查探讨了交通规划定量分析技术的发展方向。首先介绍中国城市交通调查的技术问题、体制保障等现状情况,同时概括交通模型的技术发展和应用现状。预判中国城市交通调查和模型的发展趋势,提出大数据和交通模型互动发展、交通模型和GIS技术全面结合、加快制定指导手册和标准等相关发展建议。

[2]国内学者谭娟、王胜春针对城市道路交通拥堵预警问题,提出了一种基于深度学习的预测模型。通过归纳合并交通流参数、环境状态、时段等基础数据来构建交通流特征向量并确定四种预测状态。采用深度学习的自编码网络方法从无标签数据集中学习获取可表征数据深层特征的隐层参数并生成新特征集。应用Softmax回归对有标签的新特征集进行学习生成预测分类器,模型可对交通拥堵状况进行多态预测。通过仿真对比分析,预测模型具有较省略特征学习的预测算法更好的预测性能,平均预测精度可达85%。

[3]国内学者梅子俊提出城市立交改扩建设计方法及评价体系。以某立交改造工程为例,综合考虑城市交通规划布局,通过采取交通预测的方法,确定立交的总体设计方案及主要技术指标,采用总体需求交通功能、线形标准、对现状立交的影响等指标进行比选推荐,并通过通行能力服务水平对设计方案进行评估。

[4]国内学者刘卫东从功能定位、通行能力、立交线形等方面,总结枢纽型立交的主要特点;从环境以及景观的协调性、节约用地"科学发展观"等方面,归纳枢纽型互通构思的主要考虑因素;通过项目实例,结合立交选型的控制条件,分析三路以及四路枢纽立交构思的一些技巧,供类似工程借鉴。其中研究结论:(1)每座枢纽立交所处的自然环境、功能定位、远景交通量等条件不尽相同,应着眼于主要控制条件来构思;(2)立交选型示例是有选择性的,采用时,一定要照顾到驾驶人习惯,除了三路交叉定向Y型以外,匝道尽量不要在主线上左出;(3)对于承担大容量交通的骨干立交,立交范围内的主线车道数应连续,这样才能充分发挥其功能;(4)对于改建工程、既有工程宜布置在新建道路的一侧,并根据立交层次综合选型。

[5]国内学者贺席燕利用贵阳市出租车GPS数据,建立ArcGIS空间模型计算路段平均行程速度,以空间数据库和Arc GIS空间分析为技术支撑,分析道路拥堵状态的时空演化规律。结果表明:(1)路网平均行程速度的时间分布特征具有高度相似性,且工作日与休息日分布差异大;(2)工作日高峰时段拥堵区域分布主要以老城区为主。休息日总体上呈现离散分布趋势,且晚高峰时段交通状况比早高峰更拥堵;(3)工作日早高峰交通拥堵路段呈由中心核心区逐渐向外围扩散的趋势,晚高峰呈由外围向中心核心区聚拢趋势。休息日早高峰不明显,晚高峰呈现由外围区域向内聚拢趋势。基于上述时空演化规律,从城市功能分散、城市道路网、城市空间发展、城市公交系统等方面讨论了贵阳市城市道路交通优化调整对策。

[6]国内学者裴玉龙、李松龄、薛长龙针对快速路交织区中车流的频繁交织行为引发车头时距重分布现象,系统研究了快速路交织区车头时距分布的内在规律,得出了城市快速路交织区内车头时距分布随断面流率动态变化的结论。

[7]国内学者袁晶矜、袁振洲详细介绍了目前国内外常用的4种计算信号交叉口通行能力的方法(饱和流率模型、城市道路设计规范、停车线法、冲突点法),以一个典型十字型信号交叉口为例,计算该交叉口的通行能力,并将结果与实测通行能力进行比较,探讨最适合我国交通条件和混合交通流特性的通行能力计算方法。初步评价各种方法的优缺点及适用范围,旨在使国内有关信号交叉口通行能力的计算有一个统一的标准。

[8]国内学者臧晓东、郭香妍、周炜等从通行能力的基本概念出发,考虑了不同跟驰状态下跟驰时间的变化规律,并加入车头时距的随机项,建立了环形匝道通行能力理论模型,从满足设计和驾驶员心理需求的角度分析了环形匝道的自由流速度的取值,通过大量的调查数据,对理论模型进行了标定。拥堵问题提供了一种思路模,提出了基于多智能体的交通拥堵车辆自主疏导系统,并对智能体的系统结构进行设计,分析多智能体系统在解决拥堵问题时的合作机制和疏导步骤。

[9]国内学者鲁小丫、宋志豪等提出一种新的城市交通时空拥堵点检测的方法:即采用实时路况数据,通过定义时空关联,检测时空意义上长期性、规律性交通拥堵点。基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法,以成都市为试验区,实现了这种拥堵点检测方法。试验表明,该方法可快速、有效、准确地检测出城市道路严重拥堵路段,并确定其拥堵时空范围,为交通管理、交通拥堵机理分析、交通拥堵预测等提供参考。

[10]国内学者王冰等针对在车辆拥堵疏导中,人为疏导拥堵成本高、灵活性差,疏导时间长,效率低的问题,对拥堵问题进行抽象建模,提出了基于多agent系统的交通拥堵车辆自主疏导系统的构想,设计了单agent系统结构模型,并研究分析了多agent系统在解决拥堵问题时的合作机制和疏导步骤,为国外研究概况

(2)国外研究概况:

[1]国外学者F.Ahmed等提出了一个集成的实时交通信号系统,该系统有助于控制信号优先级,事件检测以及交通拥堵的疏导。

[2]国外学者Huimin Wen等从影响交通的外部条件如天气、是否工作日、管制措施等入手,通过分析不同条件下交通性能指标的变化来描述交通拥堵的特征,为拥堵的预测做好铺垫工作。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1.通过研读《交通规划》、《交通调查与分析》、《城市道路设计》等书籍,对课设进行初步的学习研究。

2.通过对文献资料进行汇集、整理,结合国内外的研究经验,制定出本课设的技术路线和研究方法。

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4. 研究创新点

1.在获取现场实时交通数据的基础上,利用各种智能算法对交通拥堵进行分析和预测,并形成可行的疏导方案成为交通工程界的研究热点。

2.南京市总体城市交通规划比较完备,而本题所选研究对象则是近十年来交通拥堵的老大难问题,若卡子门立交交通拥堵状况得到缓解,则南京城东地区过境交通枢纽效率将得到一定提高,使得城市总体交通规划日臻完善,进一步助力城市未来经济发展。

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