基于Petri网的路面损毁情况通行能力研究

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我国目前很多道路存在老化、损毁问题,影响了道路路段的通行能力,本文基于此对道路损毁区域的长度和位置的不同对道路损毁路段的通行能力进行了研究,通过对损毁路段道路路面的建模、分析以及仿真运行,从而得到路面损毁区域或施工区域对道路路段通行能力的影响因素。现有损毁路面情况的研究大多在于对路面损毁引起的原因以及对路面损毁的评价指标分析,忽略了路面损毁的位置及长度对道路通行能力的影响,因此本文在此基础上针对这两个变量对道路损毁路面进行建模和仿真分析。交通行为具有连续和离散的特性,但现有的交通流模型很难将两者进行有效的结合,而混合Petri网由于具有连续和离散的双重特征,不但可以充分体现交通系统的混杂本质,而且在应用于交通建模与仿真时也能减少计算量和降低程序编制的复杂程度。因此本文采用混合Petri网模型对道路路面损毁区域进行建模分析,首先通过对比正常路段的交通流模型,分析交通流特性。在此基础上建立了路面损毁的路段交通流模型:将路段进行分割——路段上的2条同向车道划分为n个子区域,对每个子区域内的车辆行驶状况进行研究,能够较为直观的看出车流、车速以及车流密度在路面损毁区域的变化过程,然后在此基础上建立混合Petri网模型。其离散部分表示车辆遇到损毁路面的事件,连续部分表示动态交通流,通过混合Petri网模型对路面损毁区域的车流行为进行分析为下一步仿真运行提供直接的数据参考。在仿真运行过程中,选取邛名高速公路作为仿真背景,采用Matlab软件对所建的道路路段路面损毁模型进行了仿真分析,设置了路面损毁区域长度以及路面损毁区域位置两个不同变量来研究道路路面损毁的路段的交通流特性,并对其通行能力进行分析,得出了以下结论:1、路面损毁区域长度在400米以内时,对路段的通行能力的变化影响较大;当损毁区域长度超过400米时,路段的通行能力不再因长度的增加而变化。2、损毁区域位置距离入口匝道越远,对路段的通行能力影响越小,因此在实际的路面损毁施工时应当首先考虑从距入口匝道最近的位置开始,从而可减少对通行能力的影响。
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