基于全路段流量估计的路网检测器优化布设研究

发布时间：2020-07-14 10:00

【摘要】：路网交通流量是交通管理和规划部门制定相关政策的基础依据,在网络性能评价、路面管理、拥堵治理等大量交通应用中占据重要作用。交通检测器作为获取实时交通流信息的主要来源,其布设的数量和位置极大影响着获取的交通信息质量和数据应用效果。因此,如何优化检测器布局以实现最有效的交通信息获取成为交通信息采集问题的研究重点。本文通过分析国内外检测器布设问题的研究现状,对现有的研究方法予以总结,提出了以获取路网上全部路段流量为目的检测器优化布设方法。首先,介绍了目前常用的交通信息采集设备及技术,重点对广泛应用的固定式交通检测设备的工作原理和适用性进行对比分析,并详细介绍了一种基于结点流量守恒方程的路段流量推算方法,以此为基础,提出了两种检测器优化布设模型:考虑到各路段布设费用的差异性,以费用最小为目标,以获取全路网路段流量为约束,建立了费用最优的检测器优化布设模型;考虑到检测器的故障情况和数据的随机不确定性,根据检测误差的传播特性,以降低布设费用和提高路段流量的估计质量为目标,以获取全路网路段流量为约束,建立了多目标检测器优化布设模型。其次,考虑到路网初始条件的不同,依据路网中是否存在初始检测器和优先布设条件对模型予以修正,使模型能适用于不同路网条件下的检测器优化布设需求。为了验证模型的有效性,以Nguyen-Dupuis网络为例进行实证分析,结果表明,通过优化检测器布设方案,降低了检测器的布设费用和流量估计中的不确定性,且利用检测到的路段流量可以完整推算出整个路网全部路段的交通流。最后,为了进一步论证模型在大型网络上的适用性,利用Sioux-Fall网络进行算例分析,结果表明模型能有效求解大型网络的检测器优化布设问题。本文提出的模型是基于网络拓扑结构和结点流量守恒对流量间的相关关系进行分析,不需要获取历史交通信息和路径信息,有效降低了计算复杂度,为检测器布设方案的寻优提供了一种新的思路,能较好地适用于大型路网的检测器优化布设问题,对实际的工程应用具有一定的参考价值,有助于交通部门利用交通信息采集系统实现全路网流量的实时动态估计,为智能交通系统的发展提供有效的基础数据支撑。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491
【图文】：

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图 2-1 环形线圈车辆检测器工作原理示意图[42]频检测器测器是近年来逐步推广应用的交通检测技术，其检测设备通常微处理器、显示器以及将图像转换为交通数据的软件组成，主脑化模式识别技术相结合，可以自动处理检测到的图像并提取、车型、排队长度、车头时距、车头间距等交通信息[43]。

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图 2-1 环形线圈车辆检测器工作原理示意图[42]检测器器是近年来逐步推广应用的交通检测技术，其检测设备通常处理器、显示器以及将图像转换为交通数据的软件组成，主化模式识别技术相结合，可以自动处理检测到的图像并提取车型、排队长度、车头时距、车头间距等交通信息[43]。

【参考文献】