雨天高速公路可变限速控制系统研究与实现

发布时间：2019-07-23 13:07

【摘要】：随着高速公路通车里程和机动车保有量的急剧增加，高速公路交通事故频频发生，其中超速行驶是造成交通事故的一个最主要的原因。目前我国高速公路主要采用固定限速方式，不能根据交通状况、气象环境等进行动态调整，这势必会影响高速公路的交通安全。降雨是我国最常见的天气现象之一，在雨天环境下，路面抗滑能力减小，驾驶员的视距下降，导致高速公路更容易出现交通事故。因此有必要在降雨环境下对高速公路采取合适的限速控制措施。 本文在总结现有可变现限速控制研究的基础上，结合降雨对高速公路交通流参数的影响，充分考虑降雨在时空上的变化，建立了雨天环境下的高速公路可变现速控制模型与控制方法；并利用VISSIM交通仿真软件作为路网服务器，以VISSIM仿真软件的COM接口作为数据传递通道，，在Visual Studio2008环境中应用VB.NET编程语言编写控制算法，实现系统软件的设计。最后利用VISSIM交通仿真软件进行实时在线仿真实验，完成控制模型与控制方法的评价分析。主要完成的工作如下： （1）设计了雨天高速公路可变限速控制系统的总体方案 对雨天高速公路可变限速控制系统现场的设备铺设方案进行设计，根据不同的用户需求，分析了系统的功能需求，对功能模块进行了划分；根据功能要求设计系统的数据逻辑结构；从软件设计的角度划分软件设计模块；然后根据本文所研究的重点内容，建立系统的软件架构，对系统的设计方案进行了宏观的描述。 （2）建立了雨天环境下高速公路动态交通流模型 介绍高速公路交通流参数之间的关系，分析了高速公路的各种交通流模型，并结合本文研究的需要，选择了元胞传输模型作为可变限速的基本模型，在分析了晴天条件下高速公路元胞传输模型的基础上，引入雨量变化对模型的影响，建立了雨天环境下的高速公路元胞传输模型；最后对模型加入可变限速控制的影响，建立了雨天环境下的高速公路可变限速控制模型 （3）提出了雨天环境下高速公路可变下速控制方法 提出了雨天可变下速控制的基本策略，研究了基于模型预测控制的可变限速控制方法，建立了系统的优化目标函数，并详细的阐述了模型预测控制的整个控制过程 （4）系统实现及测试 基于VISSIM交通仿真软件，利用其COM口技术，采用VB.NET编程语言实现控制模型与控制算法的在线仿真实验，完成对系统模型方法的验证，并根据系统总体方案完成系统部分软件的实现。结果表明：本方法可以有效地提高高速公路在雨天环境下的运行效率，并能够有效的保证高速公路的交通安全。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U495

【参考文献】

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本文编号：2518175