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原文传递受控路网的交通流平衡条件研究

论文题名：	受控路网的交通流平衡条件研究
关键词：	交通管理;受控路网;交通流;平衡条件;边界控制
摘要：	随着机动车保有量的不断增加，城市道路交通拥挤问题日趋严重，制约了出行者的正常工作与生活。近年来，智能交通体系建设与发展越来越完善，提升了及时获取道路网络中各类交通信息的可能性，为城市交通的动态监测与管理提供了良好的发展契机。在这样的背景下，基于自动控制理论的城市交通管理研究逐渐受到学界关注，相关研究成果为受控路网条件下的城市交通网络研究提供了新的研究视角与方向。　　传统的城市交通区域控制策略由于无法准确获知路网的全部信息，对路网交通流的平衡状态判断存在误差，因此控制效果不能让人满意;而受控路网可以准确获得网络内所有道路的交通完备信息，然后利用其宏观基本图的动态集聚性获取交通流平衡条件下的车辆运行规律，为制定有效可行的拥挤控制策略提供了依据。　　论文通过受控路网宏观基本图进行交通流平衡条件的研究，主要包括以下几个方面的内容: 　　(1)从受控路网的网络状态特性和网络交通流分布特性两个方面剖析了受控路网的交通流基本特性;得到了用以描述和刻画交通流动态性的路网边界车辆流入流出率测算方程;提出受控路网交通流平衡条件的判断准则，然后对未达到平衡条件及达到平衡条件下的网络交通运行状态进行分析研究。　　(2)基于交通流平衡理论和宏观基本图的特性，建立了考虑网络内部累积车辆对网络整体运行状态影响的受控路网交通流平衡的双层规划模型。上层模型为路网边界车辆的流入流出率控制模型，用于描述网络边界进出车辆与网络整体交通运行状态的关系;下层模型为用户最优动态交通流分配模型，用于描述出行者在网络内部的路径选择行为。本文采用MSA算法对模型进行求解，在求解过程中将路网交通运行状态方程引入到下层模型，明确路网边界路段交通流与网络整体交通流之间的关系，进而实现对受控路网交通流平衡模型的求解，并得到具体的边界控制策略。　　(3)通过Sioux Falls测试路网进行算例分析，验证了基于受控路网交通流平衡条件模型获取的边界控制策略的有效性。通过对比控制策略实施前后路网内车辆平均速度、车辆平均延误及路网总延误三项指标，结果表明基于受控路网交通流平衡条件的边界控制策略能够有效改善网络内车辆的运行状态，提高网络整体通行效率，达到缓解区域交通拥堵的目的。　　本文通过对受控路网交通流平衡条件的研究，得到平衡条件的判定准则及平衡条件下受控路网的运行状态方程，然后通过建立双层规划模型验证受控路网平衡条件下的控制策略可以有效改善网络通行效率。今后将对平衡条件下缓解路网拥堵的具体控制策略进行进一步的研究。
作者：	牛清春
专业：	交通运输规划与管理
导师：	刘澜
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