绕城高速公路交通流特征及交通控制策略研究
本文选题:绕城高速公路 + 交通状态估计 ; 参考:《兰州交通大学》2017年硕士论文
【摘要】:目前绕城高速公路的路政管理方式已经不能适应绕城高速公路的发展水平,因此实现城市绕城高速公路交通流的有效管理与控制就显得非常重要。实现城市绕城高速公路交通流的有效管理、控制及诱导,就需要对绕城高速公路的交通流特征进行分析总结,并对其交通状态进行全面估计,以评价绕城市城高速公路的交通状况。绕城高速公路交通状态估计是依据交通状态参数估计的一种非线性的估计问题,因此,本文采用粒子滤波算法和改进的粒子滤波算法解决此问题,并将二阶宏观交通流模型与上述算法相结合对绕城高速公路交通状态参数进行估计,然后通过估计结果进行相应地交通控制。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)分析了绕城高速公路的特点、功能类型、交通组成及与城市快速路和高速公路的相似点和差异性,深入探讨了绕城高速公路和过境交通的关系,并展开了西安绕城高速公路四条路段700组交通流特征参数监测数据的分析处理。(2)采用了灰色聚类算法将700组数据进行划分,确定了绕城高速公路的三种状态(畅通、拥挤、轻度拥挤),并将二阶宏观交通流模型结合粒子滤波算法和改进算法(基于蚁群算法的粒子滤波算法)构建了交通状态参数估计模型,间接实现了交通状态划分的目的。(3)建立了三种交通状态下的绕城高速公路双策略协同控制模型,并对每一种模型采用遗传算法进行求解。(4)以西安市绕城高速公路为实例进行分析。把西安绕城高速公路检测数据运用到两种交通状态参数估计模型中,进行交通状态划分,并对比分析实验结果。实验结果表明,采用双策略协同的绕城高速公路匝道和主线控制方式可以很大程度的降低车辆在绕城高速公路上的总行程时间和延误,对于减少绕城高速公路上的车流密度,改善城市道路的交通拥挤状况具有良好的效果。
[Abstract]:At present, the way of highway administration can not adapt to the level of development of the highway around the city, so it is very important to realize the effective management and control of the traffic flow of the highway around the city. In order to realize the effective management, control and guidance of the traffic flow of the urban expressway, it is necessary to analyze and summarize the characteristics of the traffic flow of the highway around the city, and to estimate the traffic state comprehensively. In order to evaluate the traffic situation of the expressway around the city. Traffic state estimation is a nonlinear problem based on the estimation of traffic state parameters. In this paper, particle filter algorithm and improved particle filter algorithm are used to solve this problem. The second order macroscopic traffic flow model is combined with the above algorithm to estimate the traffic state parameters of the roundabout expressway, and then the corresponding traffic control is carried out through the estimation results. The main research contents of this paper include the following aspects: 1) analyzing the characteristics, function types, traffic composition, similarities and differences with urban expressways and expressways. This paper deeply discusses the relationship between the highway around the city and the transit traffic, and develops the analysis and processing of 700 groups of traffic flow characteristic parameters monitoring data of four sections of Xi'an Expressway. The grey clustering algorithm is used to divide the 700 groups of data. The three states of the highway around the city (smooth, congested, The second order macroscopic traffic flow model is combined with particle filter algorithm and improved algorithm (particle filter algorithm based on ant colony algorithm) to construct traffic state parameter estimation model. The goal of traffic state division is indirectly realized. (3) the model of double-strategy coordinated control of round city expressway under three traffic conditions is established. Each model is solved by genetic algorithm. The detection data of Xi'an roundabout expressway are applied to two traffic state parameter estimation models, and traffic state is divided, and the experimental results are compared and analyzed. The experimental results show that the dual strategy coordinated ramp and main line control mode can greatly reduce the total travel time and delay of the vehicle on the roundabout expressway, and reduce the traffic density on the roundabout expressway. The improvement of traffic congestion on urban roads has a good effect.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U491
【参考文献】
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,本文编号:1823606
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