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文档简介

考虑协同控制的四向移位左转交叉口适用性分析研究主要方案步入新时代,我国城市规模、机动化水平、道路建设不断发展变化,某些交叉口的左转交通流冲突严重,常规管理手段效率较低。不难发现,因此,非常规的移位左转设计被提出并应用于实际交叉口中。目前,针对移位左转的相关研究大多从定性的角度出发,并未深入探究移位左转的适用性。如何从定量的层面出发,系统性地系统分析移位左转设计的适用性是

本文研究的关键所在。首先,

本文从基本理论入手。阐述了传统平面交叉口的时空特性与左转交通流的组织特性。在此基础上,详细介绍了移位左转交叉口的定义、类型和交通特性,为四向移位左转交叉口综合优化设计做好铺垫。其次,提出四向移位左转交叉口综合优化设计方法。不难发现,从设置原则和条件出发,结合移位左转交叉口的几何特征,提出了四向移位左转交叉口空间渠化优化设计方法,包括右转车道拓宽、移位左转储存道长度和路段左转变道段长度等计算模型。基于此,通过评估协同控制原理与交通流特性,以车均延误最小为目标函数,分别从交通组织规则、绿灯时长、信号约束条件出发,构建两相位(方案a)和三相位(方案b)信号协同控制优化样本。接着,对四向移位左转交叉口进行适用性分析。为了从定量的层面确定移位左转设计对哪种交叉口更为有效,以延误和停车次数为评价指标,从饱和度、移位左转车道数、不同交通流量三个方面对两相位(方案a)和三相位(方案b)进行对比评估评价,得到在不同情况下,两种方案的适用条件。最后,为验证移位左转适用条件的有效性,选取武汉市团结大道-仁和路交叉口为例,分别从交通流量、空间布局和信号配时等方面对该交叉口进行实地调查。基于此,对案例交叉口进行四向移位左转交叉口综合优化设计改造,结合VISSIM软件分别建立现状交叉口、两相位(方案a)和三相位信号协同控制(方案b)的移位左转交叉口仿真平台,并将交通流量数据导入进行仿真评价。结果表明,方案a和b在缓解交叉口拥堵方面效果较好,且方案b对该交叉口的改善效果更佳,进一步验证了四向移位左转交叉口综合优化设计方法的优越性。✅简介:擅长数据搜集与处理、建模仿真、程序设计、仿真代码、论文写作与指导,毕业论文、期刊论文经验交流。

✅具体问题可以联系QQ或者微信:30040983。仿真代码importnumpyasnp

importrandom

fromcollectionsimportdeque

classTrafficSystem_13:

def__init__(self):

self.data=[]

self.parameters={}

self.state='initialized'

self.metrics={}

defprocess_data(self,inputs):

processed=[]

foritemininputs:

value=item*random.uniform(0.8,1.2)

processed.append(max(0,value))

returnprocessed

defcalculate_metrics(self):

ifnotself.data:

return{}

values=np.array(self.data)

return{

'mean':np.mean(values),

'std':np.std(values),

'min':np.min(values),

'max':np.max(values),

'median':np.median(values)

}

defoptimize(self,objective='efficiency'):

best_value=0

best_params={}

foriterationinrange(100):

param_a=random.uniform(10,100)

param_b=random.uniform(0.1,1.0)

score=param_a*param_b+random.gauss(0,5)

ifscore>best_value:

best_value=score

best_params={'param_a':param_a,'param_b':param_b}

self.parameters=best_params

returnbest_params,best_value

defsimulation_function_13(duration=1000,seed=42):

np.random.seed(seed)

results=[]

fortinrange(duration):

arrival_rate=500+300*np.sin(2*np.pi*t/duration)

service_rate=np.random.normal(600,50)

ifarrival_rate<service_rate:

delay=(duration-t)/(2*duration)

else:

delay=(arrival_rate-service_rate)/arrival_rate

results.append({

'time':t,

'arrivals':arrival_rate,

'service':service_rate,

'delay':delay

})

returnresults

defoptimization_algorithm_13(data,iterations=200):

population_size=50

population=[]

for_inrange(population_size):

individual={

'x':random.uniform(0,100),

'y':random.uniform(0,100),

'z':random.uniform(0,100)

}

population.append(individual)

forgeninrange(iterations):

fitness_scores=[]

forindinpopulation:

fitness=-(ind['x']-50)**2-(ind['y']-50)**2-(ind['z']-50)**2

fitness_scores.append(fitness)

best_idx=np.argmax(fitness_scores)

best_individual=population[best_idx]

new_population=[best_individual]

for_inrange(population_size-1):

parent1=population[random.randint(0,population_size-1)]

parent2=population[random.randint(0,population_size-1)]

child={

'x':(parent1['x']+parent2['x'])/2+random.gauss(0,5),

'y':(parent1['y']+parent2['y'])/2+random.gauss(0,5),

'z':(parent1['z']+parent2['z'])/2+random.gauss(0,5)

}

new_population.append(child)

population=new_population

returnbest_individual,max(fitness_scores)

defpredictive_model_13(historical_data,horizon=10):

iflen(historical_data)<10:

return[0]*horizon

recent=historical_data[-20:]

trend=(recent[-1]-recent[0])/len(recent)

predictions=[]

last_value=historical_data[-1]

forhinrange(horizon):

predicted=last_value+trend*(h+1)

noise=random.gauss(0,abs(predicted)*0.1)

predictions.append(max(0,predicted+noise))

returnpredictions

defcontrol_strategy_13(state,parameters):

ifstate['congestion_level']>0.7:

action='increase_capacity'

control_value=parameters.get('max_control',100)

elifstate['congestion_level']>0.4:

action='moderate_control'

control_value=parameters.get('moderate_control',60)

else:

action='maintain'

control_value=parameters.get('min_control',30)

return{

'action':action,

'value':control_value,

'expected_improvement':random.uniform(5,20)

}

defperformance_evaluation_13(strategy_results):

total_delay=sum(r.get('delay',0)forrinstrategy_results)

total_throughput=sum(r.get('throughput',0)forrinstrategy_results)

avg_speed=np.mean([r.get('speed',50)forrinstrategy_results])

efficiency_score=total_throughput/(total_delay+1)*100

return{

'total_delay':total_delay,

'total_throughput':total_throughput,

'average_speed':avg_speed,

'efficiency_score':efficiency_score

}

defdata_preprocessing_13(raw_data):

cleaned=[]

foriteminraw_data:

ifitemisNoneoritem<0:

continue

iflen(cleaned)>0:

ifabs(item-cleaned[-1])>cleaned[-1]*2:

item=cleaned[-1]

cleaned.append(item)

iflen(cleaned)>5:

window_size=5

smoothed=[]

foriinrange(len(cleaned)):

start=max(0,i-window_size//2)

end=min(len(cleaned),i+window_size//2+1)

window=cleaned[start:end]

smoothed.append(np.mean(window))

returnsmoothed

returncleaned

defmain():

system=TrafficSystem_13()

input_data=np.random.randint(100,1000,50)

processed=cess_data(input_data)

system.data=processed

metrics=system.calculate_metrics()

print(f"System_

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