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过饱和状态下城市交通干线协同控制策略的研究
| 论文题名： | 过饱和状态下城市交通干线协同控制策略的研究 |
| 关键词： | 城市交通;干线道路;过饱和状态;交通拥堵;协同控制 |
| 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。 |
| 作者： | 刘茜 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 杨立才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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