过饱和状态下城市交通干线协同控制策略的研究

发布时间：2017-06-21 21:13

  本文关键词：过饱和状态下城市交通干线协同控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的发展和社会的进步,城市在路车辆日益增多,道路交通供给与需求之间的矛盾日益凸显。交通拥堵以及由此引发的环境污染和能源消耗等问题已成为世界各国特别是发展中国家亟待解决的普遍性难题。近年来,饱和交通已经成为中国大中城市普遍存在的道路交通现象,尤其是城市干线道路通常超负荷运行,处于过饱和交通状态,一旦发生拥堵极易引发大范围交通崩溃,严重影响城市交通运行效率。探讨过饱和状态下城市干线协同控制策略,对于改善城市交通拥挤,提高干线交通运行效率具有非常重要的现实意义。为缓解过饱和干线的交通拥堵,本文从降低干线上关键路段的饱和度入手,针对过饱和干线子区协同控制问题展开研究,首先基于关键路段的干线子区动态划分方法将城市干线划分为若干个子区,并在分析关键路段通行时间增量与子区车辆延误之间的内在关系的基础上,建立了干线子区延误模型与协同控制效益模型；然后根据干线子区内饱和路段的分布规律,针对不同分布情况提出了基于改进Webster算法的干线子区协同控制策略；最后搭建了专用仿真平台,并采集城市路网实际交通数据,对本文所建立的干线子区协同控制策略进行了仿真研究,结果表明该策略能够有效缓解城市过饱和干线的交通拥堵,提高城市交通系统的运行效率。论文的主要工作如下：(1)首先对过饱和状态下城市交通干线的相关研究进行了较为详细的综述,在分析其研究领域中存在的问题基础上,论述了本文的立题依据以及其主要研究内容；(2)在对关键路段概念解析的基础上,从动态和静态两个方面阐述了关键路段的选取原则,提出了一种基于关键路段的干线子区划分方法；(3)基于关键路段通行时间增量与子区车辆延误之间内在关系的分析,建立了干线子区延误模型；分析了干线子区协同控制目标,建立了相应的干线子区协同控制效益模型；(4)基于干线子区内饱和路段分布规律的研究,给出了不同分布情况下的干线子区控制方案；基于改进的排队长度计算方法,以及关键路段通行时间的增量与协同控制周期、干线子区车辆总延误之间的关系,建立了一种基于改进Webster算法的干线子区协同控制策略,实现了过饱和状态下的干线子区协同控制；(5)搭建了过饱和状态下干线子区协同控制仿真平台,阐述了平台的构成及功能,给出了相应的仿真过程与仿真场景；基于实际城市路网交通数据,仿真验证了所建立的过饱和状态下城市干线子区协同控制策略的有效性和可行性。
【关键词】：过饱和 干线子区 协同控制 Webster算法 城市交通
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.54
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题的研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 交通控制子区划分研究现状13-14
• 1.2.2 干线信号控制研究现状14-16
• 1.3 主要研究内容及论文架构16-17
• 1.4 章节安排17-20
• 第二章 基于关键路段的干线子区动态划分研究20-32
• 2.1 关键路段的概念解析及选取20-23
• 2.2 基于关键路段的干线子区划分方法23-26
• 2.3 算例分析26-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 干线子区延误模型与协同控制效益模型的建立32-42
• 3.1 干线子区延误模型32-38
• 3.1.1 次干线车辆延误的刻画32-35
• 3.1.2 主干线车辆延误的刻画35-38
• 3.2 干线子区协同控制效益模型38-40
• 3.2.1 干线子区协同控制目标38-39
• 3.2.2 协同控制效益函数的建立39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第四章 基于改进Webster算法的干线子区协同控制策略42-54
• 4.1 协同控制的基本思路42-43
• 4.2 干线子区交通状态的分析43-45
• 4.3 协同控制周期数的计算45-49
• 4.4 改进的Webster绿信比优化模型49-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 实验验证及结果分析54-64
• 5.1 仿真平台的搭建与实现54-55
• 5.2 实验设计55-58
• 5.2.1 基于视频检测技术的车流量统计55-57
• 5.2.2 仿真路网建模与参数设置57-58
• 5.3 仿真结果及分析58-63
• 5.3.1 最佳权重的确定59
• 5.3.2 协同控制策略的仿真结果59-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-72
• 致谢72-74
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目74-75
• 学位论文评阅及答辩情况表75

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本文编号：469953