车联网环境下潮汐hov车道方案设计
本文基于现有的潮汐交通流特性，指出了传统潮汐车道的不足之处，提出了在车联网环境下潮汐车道的标志标线、实施条件、切换时机、车道调整，并着重给出了运转过程的设计方案。接着再将HOV的因素考虑到潮汐车道中，分析其可行性及运转过程。最后利用仿真软件得到开通车道后车辆总行程时间的减少以及缓冲段不宜过长的结论。对于今后快速路或者高架上开通潮汐HOV车道具有重要借鉴。关键词 潮汐HOV，实时动态，运转过程，仿真验证
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的与意义 2
1.4 研究的思路与方法 3
2 车联网环境下潮汐车道实时动态设计方案 4
2.1 潮汐形成原因 4
2.2 传统潮汐车道的不足之处 5
2.3 技术支持 6
2.4 标志标线 7
2.5 实施条件 9
2.6 切换时机 12
2.7 运转过程 13
3 HOV的因素考虑到潮汐车道中 18
3.1 HOV概述 18
3.2 HOV的简单可行性分析 20
3.3 潮汐HOV车道的运行详解 22
4. 仿真验证 22
4.1 仿真目的 22
4.2 仿真过程 23
4.3 仿真结果分析 27
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
到2015年年底，我国仅汽车保有量就达到1.72亿辆，这对我们的交通设施无疑增加了巨大的压力。我们国家目前的经济发展并不是一种平衡状态，人们上班往往到城区，但是却居住在远一点点的郊区，这就形成早上进城车辆远大于出城的车辆，我们称之为“潮汐现象”。一方面[1]，我们看到的是拥堵，而另一方面，我们看到的是稀疏的车流，这对于原本就十分紧张的道路资源无疑是一种巨大的浪费。不仅城市内部的快速路和主干道上会如此，城际之间也会如此。大城市的房价高昂，而周边小城市房价较合理[2]。所以很 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
多人在大城市工作，小城市居住，例如上海昆山一带，北京天津一带。所以我们需要对此进行进一步的道路资源优化与整合。这为潮汐车道产生形成基础。同时，伴随着车联网的不断发展壮大，我国如今的车联网用户也不断增多，2010年的增长率仅仅为2%，而这一数字到了2015年就变成了8%。并且从这之后，增长率一直在8%以上增长。预计我国的车联网用户到2016年为1703万户，按照至少8%的增长率，到2121年，这一数字为5795万户。具体情况看图11
图11 20162021年车联网用户未来使用者预测(单位：万户)
对此进行结果分析，近两年用于出行的软件越来越多，滴滴打车，顺风车越来越改变出行方式，在车联网环境下，会有更多的合乘车用户。与此同时，国家提倡公共交通，这为HOV车道发展形成契机。本文的研究背景即是在经济发展的现如今，经济发展不均衡，汽车保有量越来越多[3]，在互联网不断壮大发展的今天，车联网也快速发展，车联网用户不断增多，我们就有对潮汐车道，HOV车道的发展提供条件。本文研究的即是车联网环境下潮汐HOV车道的方案设计。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
外国对于潮汐车道、HOV车道的研究较多，但往往都是单独研究，并没有将潮汐车道、HOV车道二者联系在一起研究。我们现在就对二者分开介绍。
关于潮汐车道，英国学者布莱恩劳伦斯蓝波特对潮汐车道的交通设施方面提出了自己的要求[4]，并且讨论了设置潮汐车道的重要性，对比不同方案的经济性及安全性还有长远考虑。Lambert L对美国的现有车道实例进行总结[5]，给出了起终点的设计方案与管理准则，并对其优缺点进行了分析。美国的金门大桥早晚高峰的四进二出模式还有澳大利亚墨尔本的皇后大道 六进二出模式都是著名的潮汐车道应用案例[6]。
关于HOV的国外研究，学者通过仿真对公交专用道等进行验证，对HOV的设置条件进行总结，包括平均车速、车道数还有自由流速度等的确定[7]。Kwon在对高速进行实例分析时[8]，得出一个结论：只有当高承载和乘车的数量到达标准时，其运行效率才会变高，平均速度才会变大。
1.2.2 国内研究现状
目前，我国关于潮汐车道的研究也很多。徐红领、于泉对潮汐车道的现状进行分析，找出潮汐车道中存在的问题[9]，并且对交叉口处的信号控制提出了新的看法。积珍对现有的潮汐车道指示标志进行改善[10]，新的指示标志将大大提高驾驶员对潮汐车道的辨识度，增加行车安全，这对于规范整个潮汐车道运行管理发挥很好的作用，对缓解交通拥堵效果显著。
关于HOV的研究，毕仁忠教授等对当前的HOV发展状况给出总体分析[11]，认为高承载合乘专用通道在我国有实施的可能性并且有很大的应用前景。詹嘉研究了多方式出行模型，并且讨论了HOV车道的初步应用。
1.3 研究的目的与意义
在车联网的大背景下，我们希望在人、车、路三者之间进行信息的综合提取与有效应用。如今，城市高架、城市快速路、城市主干道上的拥堵现象越来越严重，这种情况很大一部分是由于交通资源分配不均衡导致的。道路上一方是阻塞严重，另一方是畅通无阻。在不增加其他道路资源的时候，或者说在宏观上不对城市交通规划进行更深层次的探讨，因为这大大增加城市规划的成本并且占用很多的社会资源[12]。我们需要在微观上对道路资源进行规划与探讨。本文就是在车联网环境下，通过无线通信网络技术、信息感知系统、卫星定位对车辆进行资源收集，在不增加道路资源的同时，对道路进行整体方案设计优化，从而对缓解城市交通、实施现实可行的城市治堵方案。这是我们的研究目的。
潮汐HOV车道的建立是在实时动态的车联网环境下实施的，潮汐HOV车道的建立对于整个城市的道路资源的充分利用与优化整合具有十分重要的意义[13]。不需要增加其他道路社会资源，在现有的城市道路网进行优化，无疑对畅通城市道路运转大有裨益[14]。
1.4 研究的思路与方法
本文是在车联网的一个大环境下，对潮汐HOV车道进行研究并给出实时动态的设计方案。文章分为四个章节。
第一章是绪论，主要研究的是本文的背景还有现状分析。
第二章是车联网环境潮汐车道的实时动态设计方案。首先是研究的是动态变化的潮汐车道，介绍其形成原因、传统车道的不足之处、技术支持、实施条件、标线设计、车道切换时机与车道调整、运转过程。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的与意义 2
1.4 研究的思路与方法 3
2 车联网环境下潮汐车道实时动态设计方案 4
2.1 潮汐形成原因 4
2.2 传统潮汐车道的不足之处 5
2.3 技术支持 6
2.4 标志标线 7
2.5 实施条件 9
2.6 切换时机 12
2.7 运转过程 13
3 HOV的因素考虑到潮汐车道中 18
3.1 HOV概述 18
3.2 HOV的简单可行性分析 20
3.3 潮汐HOV车道的运行详解 22
4. 仿真验证 22
4.1 仿真目的 22
4.2 仿真过程 23
4.3 仿真结果分析 27
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景
到2015年年底，我国仅汽车保有量就达到1.72亿辆，这对我们的交通设施无疑增加了巨大的压力。我们国家目前的经济发展并不是一种平衡状态，人们上班往往到城区，但是却居住在远一点点的郊区，这就形成早上进城车辆远大于出城的车辆，我们称之为“潮汐现象”。一方面[1]，我们看到的是拥堵，而另一方面，我们看到的是稀疏的车流，这对于原本就十分紧张的道路资源无疑是一种巨大的浪费。不仅城市内部的快速路和主干道上会如此，城际之间也会如此。大城市的房价高昂，而周边小城市房价较合理[2]。所以很 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
多人在大城市工作，小城市居住，例如上海昆山一带，北京天津一带。所以我们需要对此进行进一步的道路资源优化与整合。这为潮汐车道产生形成基础。同时，伴随着车联网的不断发展壮大，我国如今的车联网用户也不断增多，2010年的增长率仅仅为2%，而这一数字到了2015年就变成了8%。并且从这之后，增长率一直在8%以上增长。预计我国的车联网用户到2016年为1703万户，按照至少8%的增长率，到2121年，这一数字为5795万户。具体情况看图11
图11 20162021年车联网用户未来使用者预测(单位：万户)
对此进行结果分析，近两年用于出行的软件越来越多，滴滴打车，顺风车越来越改变出行方式，在车联网环境下，会有更多的合乘车用户。与此同时，国家提倡公共交通，这为HOV车道发展形成契机。本文的研究背景即是在经济发展的现如今，经济发展不均衡，汽车保有量越来越多[3]，在互联网不断壮大发展的今天，车联网也快速发展，车联网用户不断增多，我们就有对潮汐车道，HOV车道的发展提供条件。本文研究的即是车联网环境下潮汐HOV车道的方案设计。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
外国对于潮汐车道、HOV车道的研究较多，但往往都是单独研究，并没有将潮汐车道、HOV车道二者联系在一起研究。我们现在就对二者分开介绍。
关于潮汐车道，英国学者布莱恩劳伦斯蓝波特对潮汐车道的交通设施方面提出了自己的要求[4]，并且讨论了设置潮汐车道的重要性，对比不同方案的经济性及安全性还有长远考虑。Lambert L对美国的现有车道实例进行总结[5]，给出了起终点的设计方案与管理准则，并对其优缺点进行了分析。美国的金门大桥早晚高峰的四进二出模式还有澳大利亚墨尔本的皇后大道 六进二出模式都是著名的潮汐车道应用案例[6]。
关于HOV的国外研究，学者通过仿真对公交专用道等进行验证，对HOV的设置条件进行总结，包括平均车速、车道数还有自由流速度等的确定[7]。Kwon在对高速进行实例分析时[8]，得出一个结论：只有当高承载和乘车的数量到达标准时，其运行效率才会变高，平均速度才会变大。
1.2.2 国内研究现状
目前，我国关于潮汐车道的研究也很多。徐红领、于泉对潮汐车道的现状进行分析，找出潮汐车道中存在的问题[9]，并且对交叉口处的信号控制提出了新的看法。积珍对现有的潮汐车道指示标志进行改善[10]，新的指示标志将大大提高驾驶员对潮汐车道的辨识度，增加行车安全，这对于规范整个潮汐车道运行管理发挥很好的作用，对缓解交通拥堵效果显著。
关于HOV的研究，毕仁忠教授等对当前的HOV发展状况给出总体分析[11]，认为高承载合乘专用通道在我国有实施的可能性并且有很大的应用前景。詹嘉研究了多方式出行模型，并且讨论了HOV车道的初步应用。
1.3 研究的目的与意义
在车联网的大背景下，我们希望在人、车、路三者之间进行信息的综合提取与有效应用。如今，城市高架、城市快速路、城市主干道上的拥堵现象越来越严重，这种情况很大一部分是由于交通资源分配不均衡导致的。道路上一方是阻塞严重，另一方是畅通无阻。在不增加其他道路资源的时候，或者说在宏观上不对城市交通规划进行更深层次的探讨，因为这大大增加城市规划的成本并且占用很多的社会资源[12]。我们需要在微观上对道路资源进行规划与探讨。本文就是在车联网环境下，通过无线通信网络技术、信息感知系统、卫星定位对车辆进行资源收集，在不增加道路资源的同时，对道路进行整体方案设计优化，从而对缓解城市交通、实施现实可行的城市治堵方案。这是我们的研究目的。
潮汐HOV车道的建立是在实时动态的车联网环境下实施的，潮汐HOV车道的建立对于整个城市的道路资源的充分利用与优化整合具有十分重要的意义[13]。不需要增加其他道路社会资源，在现有的城市道路网进行优化，无疑对畅通城市道路运转大有裨益[14]。
1.4 研究的思路与方法
本文是在车联网的一个大环境下，对潮汐HOV车道进行研究并给出实时动态的设计方案。文章分为四个章节。
第一章是绪论，主要研究的是本文的背景还有现状分析。
第二章是车联网环境潮汐车道的实时动态设计方案。首先是研究的是动态变化的潮汐车道，介绍其形成原因、传统车道的不足之处、技术支持、实施条件、标线设计、车道切换时机与车道调整、运转过程。
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