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考虑车辆排队长度的城市交通子区边界动态优化控制研究
| 论文题名： | 考虑车辆排队长度的城市交通子区边界动态优化控制研究 |
| 关键词： | 城市交通子区边界;动态优化控制;交通仿真;车辆排队长度 |
| 摘要： | 随着社会经济的发展以及民众生活品质的全面提升，社会车辆保有量也持续扩大，交通拥堵问题目益严重。从城市路网交通高峰期拥堵路段的分布角度分析，交通拥堵不仅是局部阻塞，更是呈现区域性分布。因此，本文基于宏观基本图(MacroscopicFundamentalDiagram，MFD)的路网特性，设计了子区边界控制策略来提升路网的运行性能。主要包括以下四个方面: (1)分析路网MFD的拟合度。首先，选取济南市历下区中心区域作为本文的研究路网，并基于百度地图和人工实测的方式获取路网内的交通参数;其次，基于VISSIM4.3搭建路网并通过仿真实验获取路网数据;然后，利用仿真数据拟合MFD曲线，并分析曲线的拟合度;最后，提出将高拟合度的MFD作为子区边界控制的前提条件，为下文城市路网交通子区划分和子区边界控制奠定了研究基础。 (2)提出基于改进归一化切割算法的路网子区划分方法。首先，基于路网内相邻交叉口间的关联度构建路网无向加权图;其次，分析了归一化切割(NormalizedCut,NCut)算法流程;然后，提出考虑路网内交叉口数量和路网离散度的连续二分法对NCut算法进行改进，规避了NCut算法在子区划分定量难和特征向量定性难的问题;最后，选取MFD拟合度高的中心区域作为受控子区。 (3)提出考虑车辆排队长度的城市交通子区边界动态优化控制策略。首先，根据MFD特性提出将受控子区内累计车辆数维持在最佳累计车辆数附近作为边界控制的目标;其次，搭建子区车辆数变化模型和交叉口排队模型;然后，利用控制策略调整边界交叉口车辆的进出比例;最后，为防止受控子区内拥堵流向边界上游蔓延，考虑到受控子区边界交叉口的车辆排队长度，实现了对控制策略的进一步优化。 (4)设计了一套用于子区边界反馈控制的仿真系统，主要用于边界反馈控制策略的直观展示以及数据处理。首先，实现VISSIM仿真平台与VSC撑控制平台的对接，并基于COM编程实现了对VISSIM的二次开发;然后，利用仿真系统完成了几种不同控制策略的对比实验。最后，实验结果表明，本文的控制策略很大程度地提升了路网的运行效益。 |
| 作者： | 赵叶云 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 朱文兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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