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原文传递 过饱和交通状态下城市交通信号优化控制研究
论文题名: 过饱和交通状态下城市交通信号优化控制研究
关键词: 城市交通信号;优化控制;关联度;过饱和状态
摘要: 随着人民生活水平的不断提高和机动车数量不断增长,城市交通拥堵变得日益严重。交通过饱和是引起城市交通拥堵的主要因素之一,针对城市交通过饱和状态的智能信号控制技术已成为当前智能交通领域的研究热点。随着控制理论的发展和检测技术的完善,各种智能化的交通控制方法与技术不断涌现,并在实际工程中得到了应用和推广。由于过饱和状态下的城市交通流具有高度的复杂性、时变性和不确定性,现有的针对过饱和状态的交通控制方法仍存在较多的不足之处,还需进一步的深入研究和探索。
  本文针对过饱和状态下城市交通流特性,研究控制子区动态划分与信号优化控制方法。采用模糊理论计算交叉口间关联度,并提出了基于关联度的过饱和控制子区的划分方法;在此基础上研究了过饱和状态下过渡区、阻塞区以及消散区的界定方法,进一步针对不同区域的交通特性提出了不同优化目标下的信号控制方法。仿真结果论证了上述方法的有效性。
  本文主要工作及研究内容如下:
  (1)介绍了交通流基本理论,阐述了过饱和状态下交通流在信号控制交叉口的特性,分析了过饱和交通状态拥堵形成机理及扩散过程。
  (2)设计了过饱和状态下动态子区分级划分方法。基于交叉口饱和度和排队长度,提出了对交叉口过饱和状态的识别方法;基于路段车辆容量比和交通需求影响度,设计了相邻交叉口间的关联度的模糊计算方法;基于交叉口拥堵等级和相邻交叉口间的关联度,提出了交通控制子区的动态划分方法,实现了对控制子区的拥堵分级。
  (3)提出了过饱和状态下信号优化控制方法。将过饱和控制子区进一步细化并调整为过渡区、阻塞区及消散区三个区域,并针对这三个区域各自的控制需求,提出了不同的优化控制方案。其中,过渡区采用排队长度均衡的干道绿波协调控制方法,阻塞区采用排队长度最大化干道红波协调控制方法,消散区采用排队长度最小化的干道绿波协调控制方法。重点研究了这些控制方法的控制参数初始化和动态优化算法。
  (4)案例仿真研究。采用VISSIM交通仿真软件对某市部分交通区域建立路网仿真模型,以工作日早高峰实测交通流信息作为实验数据,对上述方法进行交通仿真,仿真结果证明本文优化控制方法的有效性。
作者: 吴佳浩
专业: 软件工程
导师: 沈国江
授予学位: 硕士
授予学位单位: 浙江工业大学
学位年度: 2017
正文语种: 中文
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