“米兰设计周高校设计展”|优秀论文鉴赏第41辑
今日优秀论文分享来啦~图片
论文介绍
作者：梁潇、武格帆、郭永洁
论文名称：《基于元胞自动机仿真的大型环岛空间设计研究——以武汉光谷环岛为例》
参赛类别：论文类
参赛单位：武汉工程大学
正文内容
摘要:由于车辆之间的高强度相互作用，交叉路口特别是多出入口的环岛经常出现拥堵情况。为缓解交通拥堵带来的城市问题，并深入研究多出入口环岛车流交互行为与环岛空间设计之间的关系，本研究构建一个CA模型重现环岛车辆交通行为，旨在通过控制交互涉及的参数来分析环岛的空间设计对交通效率的影响。结果表明，在环岛车辆密度到达0.15附近时环岛平均流速降低，由5.4-7.2m/s降低至2m/s左右。进一步研究发现，空间设计的合理性是影响交通效率更关键的因素，通过对拥堵、加减速出现次数累计热力图研究，发现目前环岛部分空间设计不合理，在仿真和实际使用中确实造成拥堵和效率底下的问题，最后基于上述研究提出了全局和局部的环岛空间优化策略。
关键词:仿真辅助空间设计；元胞自动机；大型环岛；交通行为
1.引言
在目前快速城市化的进程中，城市交通尤其在用地复合程度高、交通流量大的城市环岛区域面临着前所未有的挑战，大型环岛作为一种重要的交通枢纽，在缓解城市交通压力、提高道路使用效率方面扮演着不可或缺的角色[1]。环岛设计的初衷是为了减少交叉口的信号灯，使进出车辆能流畅地到达目标车道，从而提高交通流的连续性和效率。然而，随着城市化进程的不断深入和今非昔比的机动车辆数量增长，大型环岛开始面临一系列的挑战，这些挑战不仅影响了环岛的交通流畅性，也对城市的安全、环境和景观产生了深远的影响[2][3]。
拥堵问题成为了影响大型环岛效率的主要因素之一。在用车高峰时段，车辆流量的激增导致环岛入口和出口处出现严重的拥堵现象，不仅降低了通行效率，还增加了交通事故的风险[4]。此外，环岛的设计和管理不足也加剧了拥堵问题，如环岛的尺寸、车道设置不合理，以及缺乏有效的交通指引和信息系统[5]。据研究显示，环岛的交通事故多发生在车辆进入或离开环岛的过程中，这要求对环岛设计和交通管理措施进行深入的审视和优化[6]。
1.2研究目标
本研究的主要目标是探索元胞自动机方法在优化大型环岛空间设计中的应用潜力，以期提升环岛交通流的效率和安全性。实现的具体目标如下：
1.2.1开发高拟合度的仿真模型
构建一个高度贴合实际大型环岛交通特征的元胞自动机仿真模型。该模型将能够精确模拟不同交通流量、车辆类型和驾驶行为对环岛通行效率和安全性的影响。通过模拟，识别出环岛设计中的关键因素，如车道宽度、入口和出口配置、标识标线等，以及它们如何影响交通流动[7]。
1.2.2评估交通流效率
利用所开发的仿真模型，评估在不同的交通负荷条件下，优化后的环岛空间设计方案如何提高交通流的效率。重点分析环岛的容量、延误时间以及车辆在环岛内的平均停留时间等指标，以量化设计优化的效果[8]。
1.2.3提高交通安全性
通过仿真模型分析，识别环岛设计中可能导致交通事故的风险点，并提出相应的改进措施。研究目标包括减少车辆冲突点、优化行人和非机动车交叉流动路径，从而显著降低交通事故的发生率[9]。
对大型环岛空间进行优化，不仅是提升城市交通管理效率的需要，也是改善城市生活质量、促进城市可持续发展的重要途径[10]。本研究旨在通过元胞自动机方法，探索大型环岛空间优化的新策略，以期为城市交通管理提供科学的指导和实践的参考。
2.研究对象及研究方法
2.1研究对象
研究对象位于湖北省武汉市洪山区的光谷广场，一个充满活力的交通枢纽，是连接大规模商业娱乐设施、学术机构以及政府机关的关键点。由于其承载着巨大的交通流量，光谷环岛在武汉城市交通网络中扮演着至关重要的角色，不仅促进了区域内外的交通流畅和经济互联，还是城市发展和社会活动的重要枢纽，凸显了其在支撑武汉市综合交通体系和城市功能完善中的核心地位。环岛由六条道路组成，包括：民族大道（A口）、光谷步行街路（B口）、珞喻东路（C口）、鲁磨路（D口）、珞喻西路（E口）和虎泉街（F口）。环岛本身内环半径约80m，外环半径约95m，由内部三条环道和外部一条分流车道组成，分流车道与内部三条环道之间由缓冲岛间隔，如图1所示。
原文详见（复制以下链接进浏览器查看）：
https://mp.weixin.qq.com/s/AUYhsmVl63v2l5t8lp2PAQ
苏公网安备32021402002844