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原文传递城市干线公交绿波优化控制方法及关键技术研究

论文题名：	城市干线公交绿波优化控制方法及关键技术研究
关键词：	交通控制;公交车辆绿波;鲁棒性;网络拓扑;优化控制
摘要：	现有的关于城市干线公交绿波优化控制方法的相关研究不能很好的协调公交车辆与社会车辆的通行需求，公交停靠站的节点功能也没有得到有效的发挥，同时停靠时间随机波动对绿波方案鲁棒性的影响也缺乏考虑。针对目前研究存在的问题与不足，论文提出了城市干线公交绿波优化控制方法及关键技术研究，以干线交通系统的整体效益最大为优化目标，综合考虑干线信号协调控制下公交车辆绿波系统与社会车辆绿波系统的相互关系，构建基础模型，并进行鲁棒性优化和网络拓扑。为得到具有较为完整理论方法和实践指导意义的城市干线公交绿波优化控制方法，论文从以下4个方面展开研究探讨:a)城市干线公交绿波基础约束设计;b）城市干线公交绿波基础模型设计;c）城市干线公交绿波鲁棒性设计;d）城市干线公交绿波网络拓扑。　　论文首先借鉴经典绿波优化控制方法的思路，同时弥补传统绿波算法的不足，将公交车辆绿波系统和社会车辆绿波系统在同一信号控制方案中统筹考虑，绘制信号控制交叉口、公交车辆绿波系统和社会车辆绿波系统相关参数的二维时空图，分析研究相关参数的时空属性和相互关系，给出信号控制交叉口、公交车辆绿波系统、社会车辆绿波系统和两种系统相互影响的相关基础约束条件，并作为后续方法模型的通用基础。　　在通用的约束条件设计基础上，提出了两种城市干线公交绿波基础模型。当干线公交通行需求接近或超过公交绿波带宽的时候，采用分段式方法:将信号控制交叉口聚类分组，设计组别内部和组别之间的约束条件，以绿波带宽表达式为目标函数进行建模。当公交绿波带宽能够满足干线公交通行需求的时候，采用整体式方法:主动调整公交系统相关时间参数参与约束条件设计，并转化绿波带宽为约束条件，以公交车辆的理论行程时间为目标函数进行建模。　　停靠时间随机波动会影响基础模型及其绿波方案的鲁棒性，为弥补这一缺陷，提出了两种鲁棒性优化方法。根据基础模型最优解不唯一这一特性，提出枚举优化控制方法;基于初始最优方案，枚举出所有可能的备选最优方案，代入停靠时间情景集合评价筛选出鲁棒性最好的方案。而基于情景集合的改进方法则对基础模型构建进行优化，将停靠时间情景集合加入到约束条件设计中，通过建模求解直接获得鲁棒性最好的方案。　　为有效的协调城市干线网络中各条干线绿波系统，使之成为一个有机的整体，提高整个干线网络交通系统的通行效率，对城市干线公交绿波进行网络拓扑。通过网络图形化、网络节点信号约束条件设计、单条干线约束条件设计和网络相关约束条件设计，建立网络拓扑模型并求解。　　为分析评价基础模型和鲁棒性优化方法，将他们分别应用到常州市和佛山市的实验干线中;为分析评价验证网络拓扑方法，将其应用到简单的模拟城市干线网络中。案例分析的结果表明，城市干线公交绿波优化控制基础模型、鲁棒性优化方法和网络拓扑方法均具有较强的实用性和有效性。
作者：	戴光远
专业：	交通运输规划与管理
导师：	王炜
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文