当前位置: 首页 > 范文大全 > 办公范文

城市道路路基设计范例(3篇)

时间:

城市道路路基设计范文篇1

关键词:人性化;城市道路;景观设计

中图分类号:S611文献标识码:A

0.引言

在城市的交通系统中,城市道路是最主要的组成部分。城市道路遍布在城市的各个角落,它除了最主要的交通功能之外,在城市的绿化风景方面还做出了非常重要的贡献。我们可以将城市道路看作是城市的物质文明建设和精神文明建设的总要坐标。如果是从城市的景观上来看,城市道路绝对是城市景观最为重要的载体。如果说城市景观是一首美妙的音乐,那么城市道路就是那富有韵律的五线谱,由于五线谱的流淌,形成了美妙的音乐。

1.城市道路景观的概念与功能

1.1城市道路景观的概念

在现代化的城市建设中,城市道路已经成为了一个热门的话题,它作为城市的最基础性的设施,在促进城市发展的过程中起到了非常大的作用,但是却对生态环境造成了巨大的威胁。随着景观学的发展,逐步形成了一门新兴的交叉学科――道路景观学。既研究道路、道路网络空间结构和功能时空动态变化及相互作用机理,进行道路景观评价及规划设计,合理利用和保护道路景观中的各种要素,为人类社会经济发展提供理论依据和实践指导,并具有生态、文化及美学价值的一门新兴交叉学科。

1.2城市道路绿化的功能及应用

虽然科技的高速发展给人类文明的进步带来了巨大的发展,但是在快速发展的过程中也造成了很大的浪费。人为的浪费对地球环境的影响带来了很大的灾难,各种恶劣环境的出现,让人们意识到对环境的保护是多么的重要。道路是城市交通的主要表现,是贯通城市的血脉。人们为了减轻城市热岛效应而修建花坛,栽植树木,起到了区域性平衡和改善城市生态环境的质量,城市道路景观的生态效应也逐步显现出来。《城市意象》一书中指出道路作为第一构成要素往往具有主导性,其它环境要素都要沿着道路布置并与之相联系。它们之间又有一定的空间属性:当公共场所与商业区的换乘,居民小区与办公区的混合式搭配等体现了多种配置的功能和利用是一种渗透式。

2.城市道路景观设计要点

在对城市道路景观进行设计的时候,一定要重点做好“把握好要素”和“利用好要素”这两个方面。对道路整体的景观和道路附带的设施要把握好。除了符合规范之外还需要进行巧妙的搭配。对道路的景观和道路的历史文化景观要素,则要利用好它们,使它们与道路本体互为烘托、陪衬,并融为一体。

2.1道路线形设计的综合协调

道路设计的好坏很大程度上都由于设计者水平高低决定的,这就需要设计者们如何将灵感转换为美感。道路的设计需要将很多技术进行组合,也许从单个问题上来看,这是符合规定的,但是将其他的问题进行后就不一定了,那就需要下一番工夫了。一是采用的技术标准应当协调统一。城市道路全路段应该采用一致的技术标准。如有的城市道路穿越立交桥下的净空限界标准不一,应该避免。对城市道路与公路衔接的部位,应当设立明显标志,并设立过渡段。二是道路与沿途环境协调。道路规划选线时,注意对周围环境的应用,处理好街景、市容景观与道路本身的关系。如有的城市道路弯道部位是城市地标性建筑或体现当地特色的自然景观,那么,沿着道路远远看到这些“景点”,心理上不啻于是一种享受。另外,对景和道路纵坡也很有关系。“驼峰”型和“马鞍”型道路纵坡都有可能在某一段道路上看不到对景。

2.2城市道路景观的人性化设计

城市道路景观的植物主要是分为群植和片植两种,在景观的搭配上需要通过多样化的植物,将道路景观搭配得更具特色。用白蜡和栾树这两种植物为基调,在不同的路段种植不同的常绿乔木作为骨干,同时要搭配适当的落叶乔木、开花色叶小乔木、灌木及植被,形成不同的植物景观。各种类型植物根据不同的景观主题分布于道路两侧绿化带中,以纯林如紫玉兰、樱花、红叶李、紫薇等,和混交林、阔叶针叶混交林、落叶常绿阔叶混交林等方式组合搭配。

2.3以单元为设计单位的人性化设计

在对道路的绿化设计的过程中,必须要对树种进行精心的搭配。不同树种之间需要保持一定的相似度,这样就能让人们感觉到统一性。同时不同的树种之间还需要保持一定的差异和变化,显示多样性,这样既和谐统一又富于变化,体现自然生态风格。

2.4绿化与城市人文特点相结合

在对城市道路进行绿化的时候,可以同当地的文化进行配合,设计出一些特色的主题绿化景观,将绿色的主线同人文文化紧密的相结合。如设计出一道绿色人文长廊或者是小型的文化广场也可以是一些反应当地城市人文、历史特征的艺术小作品等,来增加城市道路绿地系统的艺术性和景观性。城市道路空间是居民重要的活动场所,市民在此空间内活动,形成一个城市独特的人文环境,也反映出一个城市居民的生活习俗、精神面貌、文化修养和道德水准。

3.结语

城市道路是整个城市景观的最重要的组成部分。在对城市景观进行设计的时候,需要遵守相关方面的原则,同时要把握好各个方面的要点,最重要的是道路景观的设计必须要体现出对人关注和尊重,这就可以为城市道路的建设提供很多优越的条件。

参考文献:

[1]姚阳,董莉莉.城市道路景观设计浅析[J].重庆建筑大学学报,2007,29(4):35-38.

城市道路路基设计范文

关键词:城市道路;低填挖方;设计要点;路基设计文献标识码:A

中图分类号:U412文章编号:1009-2374(2015)24-0084-02DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.041

作为公路工程建设的重要组成部分,路基的强度及稳定性将对城市道路的使用效果造成极大的影响。为此,必须对路基的强度与稳定性进行有效提升,这也是对整个城市道路工程质量控制的重点。通常情况下,“弹簧”、边坡不稳、沉降等都是道路路基质量的通病,当路基松软不稳定时,在行车荷载的反复作用下,不但会加大路面沉降量,更会对路面造成严重的破坏。如路基出现塌方与滑坡问题将导致行车中断,进而增加道路的安全隐患,给国家造成极大的财产损失及人员伤亡。为此,施工单位必须重视城市道路路基设计,低填挖方路基作为城市道路路基设计的重要类型,其设计是否合理将直接影响到道路的使用功能,基于此,必须确保城市道路低填挖方路基设计的合理性、科学性,才能有效提升公路工程建设的整体质量。

1城市道路低填及挖方路基设计的要求

作为公路路基施工设计中的概念,低填是指路基填土高度在路面和路床总厚度以下,为低填路基,这时需进行低填浅挖处理。挖方也就是浅挖,在深度方面应符合路面与路床施工的要求,道路低填浅挖主要应用于道路工程具有良好土质的情况,不需要进行大量的换填作业。确保低填挖方路基设计的科学性、有效性,不仅可以起到提升施工质量的作用,还能对施工成本进行有效降低,并缩短施工周期,加快工程进度。

1.1强度要求

作为重载汽车应力的扩散区,路床是路基设计的重点内容。公路路基规范要求一级路上路床CBR在8%以上,下路床CBR应控制在5%以上,路床压实度则应控制在96%以上。由土基变形提供路表回弹弯沉值,确保其大于90%,因此公路路面规范规定土基回弹模值必须在30MPa以上,如达不到30MPa必须以地产材料进行处理,进而起到降低工程总造价的作用。

1.2压实度要求

路基填方材料最小强度与压实度必须与下表1的要求相符合,确保其压实度符合施工要求。

2城市道路低填及挖方路基中存在的问题

随着社会经济的不断发展,城市道路工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目,低填挖方路基设计作为城市道路工程施工中的重要内容,其路基设计水平的高低直接关系着工程的整体质量。施工中应对其施工中存在的问题加以重视,才能及时找到合理的解决方式,确保工程的整体质量。

2.1车辙问题

在渠化交通组织下,在车道一定位置,因车辆荷载长期作用于路面常常会产生波浪情况,纵向则会出现较深的轮迹,也就是车辙。在低路堤与挖方路段中,具有较高的地下水位,在水的作用下路基将出现软化情况,进而降低承载力。与此同时,因行车荷载作用,将会出现累加变形情况,柔性路面屈服于路基变形,进行出现车辙。为有效处理车辙问题,应将排水与隔水层进行合理设置,尽可能降低水对路基的影响。同时还要确保路面结构类型的合理性,以此对路面抗变形能力进行有效提升,如改性沥青等。在对路面基层厚度增加的同时,还要对路基残余变形进行有效降低。在适当处理地基表面后,可以对地基承载力进行有效提升,一般选用的材料为砂、砂砾换填等。

2.2不均匀沉降

部分路面凹陷与凸出将对路面平整度与通行质量造成极大的影响,甚至出现路面松散破碎等情况。在水的作用下,路基将出现承载力下降的现象,并导致抗变形能力降低,荷载作用下极易产生变形情况,进而导致路面损坏,尤其是具有较高地下水位具有较长的持续时间,半刚性基层则会产生软化情况,并降低路面的承载力,导致路面破损情况的出现。因回填料具有较差的水稳性,如砂砾垫层具有较大的石块,导致路基局部性质的改变及压实度不均等情况,进而致使回填路堤具有不一样的性质,在行车荷载作用下,因地下水与地表水的影响,将导致路面出现不均匀变形情况,对路面使用功能造成极大的影响。在解决路基不均匀沉降问题时,应确保填料的合理性,并对其压实度进行严格控制。同时选用改性沥青等,对路面的抗变形能力及黏结性能进行大大提升。

2.3路面开裂

因具有较高地下水位,低路堤与挖方路段,往往因地表水排泄不通畅,导致路基路面极易处于饱水状态,进而对路基承载力与抗变形能力进行有效降低,进而对沥青与石料的结合能力造成极大的影响,甚至导致路面开裂与松散破碎情况的出现,也就是因水导致路面早期损坏现象的产生。在温差的影响下,将出现温度应力情况,在反复胀缩情况下路面将出现裂缝收缩情况,顺着裂缝水将不断下渗,进而对路面造成极大的损坏。在解决这个问题时,应将水从路面系统内及时排出,降低对路基、路面的损坏。为对路面整体性进行有效提升,应将玻璃纤维等加筋聚合物设置在路面结构中。据相关数据显示,在控制道路路基路面裂缝时,其基层应选用具有良好稳定性及较小收缩性的结构。在施工过程中应充分考虑这类材料产生裂缝的原因,从大量实践得出,材料收缩是这类材料产生裂缝的主要原因。温缩与干缩是材料收缩的主要形式。施工材料塑性指标和含水率直接影响到材料收缩情况。因此,在施工前期应检测施工材料的相关指标,确保其合格后才能进入施工现场。如达到最佳含水量,往往在材料中掺加减水、缓凝性能的外加剂,这样才能降低裂缝出现的几率,提高工程质量。

3城市道路低填及挖方路基设计的重点

随着国民经济发展速度的不断提升,在城市道路工程施工中,只有根据工程施工的具体要求,选择与之相适应的设计方式,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。确保低填挖方路基设计的合理性,不仅可以缩短施工工期,还可以提高工程质量,更能为工程经济效益与社会效益的实现提供强有力的保障。

首先,在城市道路低填及挖方路基设计中,当横坡低于1∶5时,则可以直接进行填筑施工。如地面横坡与纵坡在1∶5以上时,将在原有地面上进行台阶开挖作业,确保其宽度在2m以上,进而为摊铺与压实设备施工提供便利。当台阶顶内倾斜坡在4%以上时,砂类土则不需要进行台阶开挖作业。路基填料选择中,应确保没有腐殖土、树根、草根及有害物质等,分层进行低填铺筑施工,平地机整平、每层松铺厚度应在30cm以下。每种填料层总厚度则在50cm以下,土方路堤填筑到路床顶面最后一层时确保其压实厚度在15cm以上。

在设计填料铺设宽度时,应确保其两侧都比路堤设计宽度多出30cm,进而提升路基压实度。如路基填土高度在0.8m以下时,应先对原有道路表面进行彻底清理,随后遵循设计规定,将添加料掺加到填料内,进行改善,并选用20cm级配碎石进行填筑施工。当路堤填土高度在0.8m以上时,应将碾压作业添加到填筑施工前,确保其压实度在90%以上。

其次,当路基填筑与路基顶部设计标高相近时,应对高程测量检查加以重视,保证路基宽度、高程、平整度及拱度等与施工设计要求相符合,在确保施工质量的基础上,遵循设计规定,进行由上到下刷坡作业。在完工前路基填筑施工中必须遵循设计尺寸对路基排水横坡、平整度及边坡等进行整修。应挂线对边坡进行修坡处理,选用人工的方式把超填位置刷掉,并确保路堤、坡面具有良好的平整度,没有凹凸等情况。

4结语

综上所述,城市道路工程作为国民经济提升的主要工程项目,随着我国交通事业发展建设要求的不断提高,路基设计是否科学有效将对道路工程质量的提升起到至关重要的作用。低填及挖方路基设计作为城市道路的重要组成部分,确保其合理性,才能提升整个工程的质量。基于此,施工企业必须对低填挖方路基设计加以重视,规范施工工艺,才能实现城市道路工程建设的社会效益与经济效益。

参考文献

[1]杨猛,薛国昌,付凯,郎国彦,朱峰.粘性土挖方路基病害分析及下处理深度[J].黑龙江交通科技,1998,(2).

[2]曹春林,付瑶.城市道路低填和挖方路基设计探讨[J].市政技术,2015,(1).

[3]李喜安,彭建兵,范文,陈志新,陈立伟,田安家.公路黄土路基动力学参数的影响因素及其规律研究[J].公路交通科技,2005,(S1).

[4]黄卫东,赵明阶,韦刚.高速公路土石混填路基压实质量控制与评价[J].重庆交通学院学报,2005,(4).

[5]向一鸣.季节冰冻区道路路基差异沉降控制标准及预测方法研究[D].吉林大学,2013.

[6]曹周阳.秦巴山区变质软岩路堤填料路用性能及振动压实工艺研究[D].长安大学,2013.

[7]杨晓华,俞永华.土工格室在太古公路路基不均匀沉降病害处治中的应用[J].重庆交通学院学报,2004,(5).

城市道路路基设计范文

《道路交通管理》是公安学一级学科下属治安学专业的一门重要的专业必修课程,道路交通管理本身也是交通工程学的主要研究对象之一,是指依据道路交通法规,采用交通信号,对道路上的行车、停车、行人和道路使用进行控制,使之畅通有序地运行。[1]由于道路交通系统所特有的复杂性、随机性等特点,使得虚拟仿真技术成为开展研究的重要手段。《国家教育事业发展“十二五”规划纲要》,指出“要落实教学改革重大举措,推动建设虚拟仿真实训系统”。Agent技术与虚拟现实技术的出现为《道路交通管理》提供了理想的虚拟仿真教学方法。本文主要探讨如何设计基于Agent的城市道路智能交通虚拟仿真系统,并应用于《道路交通管理》教学。

1系统的设计

1.1系统的设计目标

对计算机仿真而言,系统的仿真模型是其最核心的问题。[2]该项目以虚拟现实造型语言VRML为编写工具,以Agent(智能体)思想为核心,围绕交通管理工程专业课程《道路交通管理》为蓝本,开发一个具有高智能的三维虚拟现实仿真系统,能够让学生身临其境地,获取视象、声音、数据等多种要素,并与系统进行互动,完成一系列实验实训项目。

1.2城市道路智能交通虚拟现实仿真系统Agent的设计

基于Agent的城市智能交通虚拟现实仿真系统的目的是对城市复杂的交通主体、交通工具、交通方式等基本要素进行仿真,构造出无限逼近于现实的虚拟仿真环境。交通场景中各类基本要素的运动状态复杂、速度各异,在现实世界中是一个连续的过程,在虚拟现实世界里则是按照时序发展的离散过程。因此机动车、非机动车、行人、交叉口、交通信号灯等要素均可看作是具有高度智能性的Agent,在交互仿真环境中持续自主发挥作用,以探讨如何实现交通控制的目标。

1.2.1车辆Agent的设计

车辆Agent实为驾驶人与机动车共同组成的复合性智能体,一方面具有驾驶人的交通心理、交通法规认识等智能,另一方面具有机动车的制动智能,车辆Agent可以模拟驾驶人获取城市交通环境的各种信号,并自主或根据外部信号而实时反馈,调整行为模式。因此车辆Agent应分为驾驶人Agent与机动车Agent两大模块。

(1)驾驶人Agent的仿真设计

驾驶人Agent包括行车计划智能、交通心理智能、交通法规认知智能三大模块,行车计划智能类函数Driver_Schedule()仿真驾驶人Agent原有的行车目的、路线与方式,可以通过随机函数随意组成其行车计划;交通心理智能类函数Driver_Psy()仿真驾驶人Agent的交通心理特点,根据驾驶人的交通心理状态的特点,可分为疲劳驾驶模式、正常驾驶模式、冲动驾驶模式;交通法规认知智能Driver_Law()仿真驾驶人Agent的交通规则认知能力,能够识别交通环境中的道路、交叉路口、交通控制信号灯等设施,并根据《道路交通安全法》的要求发出指定的机动车驾驶指令;

(2)机动车Agent的设计

机动车Agent包括速度控制、转弯控制、交叉口控制四大模块,速度控制类函数Car_Speed()仿真机动车行驶过程中的加减速动作的控制;转弯控制类函数Car_Rot()仿真机动车的转弯运动模式;交叉口控制类函数Car_Cross()则仿真了机动车在交叉路口的路径选择运动模式。

1.2.2交通信号灯Agent的仿真设计

交通信号灯是控制城市道路交通系统中行人与机动车行为的重要交通控制设施,主要负责路口交通流的控制,在虚拟现实场景中以信号灯的颜色变化的方式工作。交通信号灯Agent由信号灯系统与信号机系统两大模块组成,信号灯系统类函数Signal_Light()仿真交通信号灯的非闪灯即红、绿、黄灯的转换控制,并与驾驶人Agent的交通法规认知智能Driver_Law()建立通讯,使驾驶人Agent能够识别交通信号灯,并反馈相应的驾驶动作;信号机系统类函数Signal_Control()仿真交通信号灯的控制方式,包括多时段定时控制法、自适应控制法,并可根据需要在自适应控制法添加神经网络控制、模糊控制等智能算法;

1.2.3道路Agent的仿真设计

道路Agent是整个系统中最基础的交通环境智能体,类函数Road_Queuing()实现对车辆Agent的感知、排队、统计的功能,当车辆Agent进入某条道路时,类函数Road_Queuing()将该车赋予队列编号,加入该路的队列中,离开时,该车队列编号即被注销。

1.2.4交叉路口Agent的仿真设计

交叉路口Agent是整个系统中最核心的交通环境智能体,类函数Cross()与车辆Agent与交通信号灯Agent各类函数发生实时通信,完成在交通信号灯Agent控制下的车辆Agent的动作,并实现车辆Agent完成道路间的位置转换;

1.2.5城市交通控制评价Agent的仿真设计

城市交通控制最重要的目标就是缓和交通拥挤、提高交通效益,也就是减少交通拥挤和堵塞现象,因此好的城市交通控制评价Agent就是衡量智能城市交通控制系统是否达到目标的关键。本系统的交通控制评价Agent包括各路段车流量评价与平均每车等待时评价。在现实世界里,长时间堵车与红绿灯等待所造成的每辆汽车的等待实际上是不可忍耐的,因此城市交通的控制者希望通过根据路段的车流量状况,调节各路段的红绿灯信号以达到平均每车等待时间最优的效果。[4]

1.3系统虚拟现实场景的设计

本系统的虚拟现实模型主要是仿真现实城市交通的各种实体,使其形象地表现出城市交通的状况,使观察者有身临其境的感觉。按照系统的仿真需求,可分为静态场景设计和动态场景构建、视点控制设计。

1.3.1静态场景构建

为表现城市交通的实景情况,同时也作为动态类虚拟现实模型的运动参照物,系统需要一些模仿现实物体的虚拟现实模型来进行表现,例如天空、大地、公路、建筑物、树木等物体。这类物体在系统中并不需要产生坐标、颜色、角度的变化,只需要通过VRML语言构建其外形,因此被称为静态类虚拟现实模型。以下阐述几个主要静态模型的构建

(1)天空与大地模型的构建

作为虚拟现实的主要参照物,天空与大地模型的构建相当重要,在VRML语言中,Background{}语句用于构建天空与大地模型,skyColor[]用于定义天空不同层次的颜色,skyAngle[]用于定义天空弯曲的弧度、groundColor[]用于定义大地不同层次的颜色,groundAngle[]用于定义大地弯曲的弧度。

(2)道路与建筑物模型的构建

道路是系统动态类模型运动时的主要参照物,为了表现车辆Agent在道路上行进的动态情况,需要构建城市道路的虚拟模型,同时虚拟道路的长度与宽度数据也是车辆Agent的java控制模型的主要参量。

1.3.2动态场景构建

动态场景是虚拟现实仿真系统的灵魂,其包括静态表现与运动表现两部分。动态场景的静态表现与静态场景一样,其参数在整体仿真系统中并不发生变化,可通过VRML语言构建其形状,例如机动车的颜色、大小、形状等等;动态场景的运动表现的参数随着时序发生一定规律的变化,在虚拟现实系统里,通过VRML与JAVA的接口,利用JAVA控制程序来控制其参数变化,例如机动车的位移、方向、速度;交通信号灯的颜色;交通流量评价器的数字变化等。

1.3.3视点控制设计

基于VRML的虚拟现实系统在展示空间信息时,通过在虚拟世界中的替身来模拟观察者,便于其以第一人身的视角观察与浏览虚拟场景。替身的眼部相当于一个取景器,取景地点与方向、取景范围以及景深都是可以设置的。因此设计者可以在虚拟世界里根据需要设置多个视点,以便系统每次载入文件时,浏览器自动地将观察者置于预定的视点上,观察者可以从该地点的方位观察场景。本系统将利用VRML的视点节点:Viewpoint,节点代码如下:

DEFView1Viewpoint{

position0201000

jumpFALSE

orientation0101.7

description"View1"

}

该视点名称为View1,在系统中点击View1便可使替身自动切换至该视点所处的位置(0,40,140),在java类控制函数里可以用到该项节点描述,jump域的值表明在视点位置变化时,浏览器是否将观察者视点跳转到新位置,该域值为False表示视点跳到新位置时需要经过时空转换,给观察者一个连续跳跃的过程。

2仿真系统在《道路交通管理》实训教学中的应用

Agent技术与虚拟现实技术并不是为教育量身定做的,在复杂的学习过程中,应以教育的视角去审视新技术的应用[5],因此要充分利用Agent技术的智能性与虚拟现实技术的沉浸性、交互性、构想性等特点从学习的本质出发,用学习理论指导基于Agent的虚拟现实系统在《道路交通管理》教学中的应用,开发了以下实践教学项目。

2.1技能强化型仿真实训项目

2.1.1静态控制设施识别仿真实训

学生通过仿真系统可直观地观察并识别城市道路交通系统中的静态控制设施,包括道路交通标志的颜色、形状、字符图案及设置方式;各类道路交通标线的特征;道路交通安全设施的种类与形状。

2.1.2动态控制设施识别仿真实训

学生通过仿真系统可以观察到交通信号灯的外观,以及识别各种信号灯的动态特征,以及机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯的特征。

学生在仿真系统中,通过肉眼反复识别与训练,真实环境的模拟中不断接受环境的刺激,不断地尝试与错误,最终达到由感性知识上升到理性认识的目的,而且比起真实环境,教学组织者并不需要付出过多的教学成本既可达到目的。[6]

2.2验证性仿真实验项目

2.2.1驾驶员交通心理与机动车跟驰仿真实验

现实生活中对驾驶员的交通心理与机动车跟驰现象的实验难以开展,而仿真系统则提供了验证实验的可能。学生可以通过调整仿真系统的特定驾驶人Agent的交通心理智能类函数Driver_Psy()以观察到驾驶人Agent在疲劳驾驶模式、正常驾驶模式、冲动驾驶模式的行驶状态,并实时观察到各种交通心理模式下的特定车辆Agent与其他车辆Agent在各类交通环境中的机动车跟驰现象。

2.2.2交叉口单点交通信号控制实验

针对单个有控制信号的交叉路口的控制实验,由于不同方向交通流之间相互冲突的风险,这在真实的城市交通系统中难以开展。在仿真系统中,学生可以通过修改调整信号机系统类函数Signal_Control()的信号周期、绿信比等参数,观察验证交叉口单点交通信号控制规律以及对交通流控制的效果。

2.3综合设计性仿真实验项目――城市区域交通信号控制仿真实验

学生对驾驶人Agent、机动车Agent、交通信号灯Agent进行综合设计,自行设计仿真系统中驾驶人Agent的行车计划、交通心理类型、机动车Agent制动性能以及交通信号灯Agent的控制方案,在如此复杂的仿真实验环境下验证结果,实验步骤如下:

2.3.1仿真环境概述

仿真系统以重庆市高新区科园一路至四路交通路网为仿真对象,该路网有12个入口路段,实验设置为每个入口路段随机进入虚拟汽车,车流量设定为5辆――20辆/分钟,车速设定为低于40公里/小时;

2.3.2虚拟现实世界的时间设置

本系统采用VRML97的虚拟世界时,在VRML97的虚拟时间设置中,可以根据实验者的需要任意调整虚拟时间与现实时间比,本次实验将虚拟世界的时间与现实世界的时间调整为10:1,也就是虚拟现实世界的10秒相当于现实世界的1秒,如此能够在短时间内观察到更多实验结果。

2.3.3实验方法

学生根据教材要求设定驾驶人Agent、机动车Agent、交通信号灯Agent的各类参数,通过设定不同的仿真时间,经过反复实验,获取输入车流量(辆)与平均每车等待时(虚拟现实秒)的数据。仿真时间分别设置为1500秒、3000秒、5000秒、10000秒。由于在系统初始运行状态,车流量有一个调整的峰值,因此仿真时间较短的1500秒、3000秒需要反复实验多次,以稳定数据。

2.3.4实验的限定条件

本次实验共有12个路口,6个路段,180辆虚拟汽车模型、相邻路口间距为100米、36个车流量传感器。红绿灯信号设置方式见下表:

根据上述条件进行实验得到以下数据:

为确保系统的精确性,系统内植入了验证程序,该验证程序能够进行机动车Agent碰撞检测,一旦发现仿真性错误将立即报警并输出erro结果,也可以通过肉眼监视虚拟汽车队列紊乱、碰撞等非法情况,根据实验结果输出来看,虚拟汽车碰撞度低于0.1%,系统比较精确地反映现实交通。