基于牵制控制的区域交通信号控制

发布时间：2017-05-14 11:20

  本文关键词：基于牵制控制的区域交通信号控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代化生活改变了人们的出行方式,机动车逐渐成为主要的代步工具,但是由于车辆的大幅度增长却带来了交通拥堵问题。交通网络庞大而复杂,经过研究发现城市道路交通网络具有明显的复杂网络特性。因此,为了缓解交通的拥堵问题,一些学者们开始研究如何将复杂网络的知识运用到城市道路交通领域。本文在研究了城市道路交通网络特性的基础上运用复杂网络的知识提出了一种缓解交通拥堵问题的控制策略,包括在动态交通流网络模型基础上提出了基于旅行时间的网络性能评价方法和节点重要性排序方法,在牵制控制方法基础上提出了区域交通信号控制方法和空间占有率递减控制策略。本文首先将城市道路交通网络系统抽象为复杂网络系统,在考虑了城市道路交通网络动态交通流特性的基础上,提出了一种基于旅行时间的道路交通网络节点重要性评价方法,包括网络整体性能计算公式、节点重要性计算公式等,由于该方法以交通流监测数据为基础因此具有可计算性。其次,采用复杂网络里的牵制控制方法来解决区域交通的信号控制问题,并提出了一种基于空间占有率递减控制策略的牵制控制方法。即通过调整关键交叉口的信号配时,最后使整个交通网络路段上的空间占有率呈现出关键交叉口路段的空间占有率较小,非关键交叉口路段的空间占有率较大的状态。该方法保证了关键交叉口的优先地位和顺利通行,对于提高整体路网的整体性能具有至关重要的作用。最后选用厦门市交通网络为仿真环境对上述方法的有效性进行仿真验证,包括用MATLAB对节点的重要性进行排序,用VB、 VISSIM和MATLAB联合仿真对本文提出的牵制控制优化方法与定时控制方法进行对比分析。仿真结果表明,本文提出的方法可以在一定程度上降低路网的平均延误时间和提高车辆的平均行驶速度等。
【关键词】：区域信号控制 城市交通网络 牵制控制 复杂网络 关键节点
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.54
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 区域信号控制国内外研究现状10-12
• 1.2.2 牵制控制国内外研究现状12
• 1.3 主要研究内容及组织框架12-15
• 第二章 复杂网络与牵制控制的基本概述15-21
• 2.1 复杂网络的概述15-17
• 2.1.1 复杂网络的统计描述15-16
• 2.1.2 复杂网络模型简介16-17
• 2.2 牵制控制的概述17-21
• 2.2.1 一般复杂动态网络的牵制控制17-19
• 2.2.2 无标度动态网络的牵制控制19-21
• 第三章 基于旅行时间的节点重要性排序21-26
• 3.1 引言21
• 3.2 节点重要性排序的概述21-22
• 3.3 路网模型的建立22-23
• 3.3.1 抽象网络22-23
• 3.3.2 基础设施网络23
• 3.3.3 动态交通流网络23
• 3.4 节点重要性评价方法设计23-25
• 3.5 小结25-26
• 第四章 基于牵制控制的区域协调控制方法设计26-40
• 4.1 引言26
• 4.2 城市道路交通流模型26-27
• 4.3 交通网络的牵制控制模型27-30
• 4.4 路网状态模型可控性分析30-31
• 4.4.1 典型离散线性时不变系统可控性分析30
• 4.4.2 牵制控制模型可控性分析30-31
• 4.5 牵制控制策略设计31-33
• 4.5.1 牵制控制策略概述31-32
• 4.5.2 牵制控制方法设计32-33
• 4.6 实例分析33-39
• 4.7 小结39-40
• 第五章 仿真验证分析40-53
• 5.1 引言40
• 5.2 厦门市路网简介40-41
• 5.3 节点重要性排序MATLAB仿真验证分析41-45
• 5.3.1 抽象网络层41-42
• 5.3.2 基础设施网络42-44
• 5.3.3 动态交通流网络44-45
• 5.4 基于牵制控制的区域协调控制VISSIM仿真分析45-51
• 5.4.1 仿真环境搭建46-49
• 5.4.2 数据结果分析49-51
• 5.5 小结51-53
• 第六章 总结和展望53-55
• 6.1 总结53-54
• 6.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 附录A58-59
• 附录B59-63
• 在学期间的研究成果63-64
• 致谢64

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