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基于ALINEA的城市高架快速路入口匝道控制优化研究
| 论文题名： | 基于ALINEA的城市高架快速路入口匝道控制优化研究 |
| 关键词： | 入口匝道;多车道;反馈控制;高架快速路;优化算法 |
| 摘要： | 我国城市高架快速路多呈现高架快速路与地面快速路相结合的形式，在建设初期对区域交通状况存在短期改善作用。但随着运营时间的增长，在车辆保有量逐年增加、高架快速路诱增交通量等影响下，城市高架快速路拥挤日趋严重。匝道控制作为能有效缓解城市快速路拥挤的交通控制方法之一，研究并应用匝道控制策略对降低合流冲突、改善主线运行状况等存在重要意义。 ALINEA作为应用较为广泛、控制效果较优的经典入口匝道控制方法，本文在大量查阅ALINEA控制策略相关文献基础上，概括了经典ALINEA应用中存在的缺陷以及可能改进方向，并将ALINEA扩展算法划分为基于固定参数、基于参数调整和基于协调控制三类。继而采用基于快速路交通录像资料的交通流模型参数测量方法，对成都市二环高架路进行了交通流特性调查，基于视频资料提取的车速-车头时距数据，重点分析了二环高架路主线交通流运行特征以及内外侧车道的交通流运行特征差异。 进而依据交通流运行特征差异分析的结果，基于宏观交通流模型META与METANET进行了考虑多车道的交通流模型简化研究，建立了城市高架快速路密度动态方程与排队长度动态方程，基于动态方程推导了密度微分方程与排队长度微分方程。为解决经典ALINEA在调节率确定过程中未区分考虑内外侧车道的缺陷，对经典ALINEA算法展开多车道优化研究，提出了基于多车道的ALINEA优化控制模型(ML-ALINEA)，建立了匝道调节率折减系数的实时调整算法。将减小入口匝道密度、凸显高架快速路各车道间的交通流特性差异综合考虑至控制策略目标的制定中，设计了对应动态方程与微分方程的误差函数和闭环系统，基于动态方程提出了基于密度动态方程的多车道入口匝道控制算法;基于微分方程提出了基于密度微分方程的多车道入口匝道控制算法。 最后为验证考虑多车道的入口匝道优化控制策略的有效性以及控制效果，设计了对应的仿真试验场景，基于参数标定和Vissim VAP、COM接口实现了各场景的仿真，利用评价指标对比各场景的控制效果，结果表明各控制策略均优于经典ALINEA。 |
| 作者： | 高洵飞 |
| 专业： | 交通工程 |
| 导师： | 罗霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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