交通与物流工程 | 计及养护作业影响的城市道路车辆换道模型
交通与物流工程 | 计及养护作业影响的城市道路车辆换道模型
摘要:为分析城市道路养护作业路段车辆换道及交通流演化特征,融合模糊推理理论与元胞自动机理论,构建模糊推理非对称换道元胞自动机模型(asymmetric fuzzy-reasoning cellular automaton, AFR-CA),并建立反映强制换道与自由换道行为的模糊规则库。采用软件 MATLAB 搭建单向四车道道路双车道封闭养护工况仿真场景,将 AFR-CA 模型与随机交通元胞自动机模型(stochastic traffic cellular automaton, STCA)、基于换道压力改进的随机交通元胞自动机模型(lane-change-pressure-based stochastic traffic cellular automaton, STCA-P)进行仿真对比,结合实测数据验证 AFR-CA 模型的有效性;采用控制变量法,探究交通量分别为 700、2 200、3 700 pcu/h 与警告区长度分别为 40、80、150 m 时对路段交通流特性的影响规律。结果表明:相较于传统元胞自动机模型,AFR-CA 模型对养护路段车辆强制换道行为的拟合效果更优,仿真精度更高,车流适配性更好;在警告区长度为 40 m 条件下,交通量由 700 pcu/h 增至 3 700 pcu/h 时,养护路段车道断面平均车速持续减小,换道次数与危险换道率显著增大,车流运行稳定性变差,路段行车安全水平下降;在中等交通量工况下,警告区长度由 40 m 增至 150 m 时,警告区上游车速变化幅度较小,警告区及上游过渡区车速增大,危险换道率降低,车流运行更平稳,但过长的限速警告区段会降低路段整体通行效率。
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