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基于网联车速度协调的混合交通偶发性拥堵合流控制策略
| 论文题名： | 基于网联车速度协调的混合交通偶发性拥堵合流控制策略 |
| 关键词： | 城市主干路事故;交通拥堵;混合交通流;元胞自动机;限速控制;合流控制 |
| 摘要： | 由交通事故所形成的车道缩减区易导致城市道路发生偶发性拥堵，产生通行效率降低、行程延误增加等问题。随着车联网技术的快速发展，网联车给传统拥堵控制措施提供了新思路。以网联车与传统车辆构成的混合交通流为研究背景，研究混合交通环境下事故路段车流演化特性，设计事故路段合流控制策略，以此为由交通事故导致的偶发性拥堵疏散策略提供研究思路，对改善事故路段通行效率，提高道路安全具有重要的理论价值与实践意义。 论文从城市交通拥堵特性出发，研究事故路段混合交通流演化机理，以此为基础提出应对由交通事故引发的偶发性交通拥堵控制策略。研究工作主要包括以下内容。 基于单向双车道城市道路事故路段不同区域的车流状态，根据事故路段内车辆的交互行为决策以及事故瓶颈结构特性，分别提出拥堵车流与非拥堵车流下的车辆换道规则，建立偶发性拥堵条件下单向双车道城市主干路混合交通流元胞自动机模型。利用MATLAB对该模型进行仿真实验得到不同渗透率与交通需求下的车辆排队长度随时间的变化规律，运用交通波理论进一步探究车辆排队的内在机理，总结出偶发性车道缩减区的交通流特点与实际通行能力降低的主要因素。提出基于网联车速度协调的合流控制策略，该策略框架由上游路段限速控制策略与协调换道控制策略组成。在上游路段限速控制策略中，针对混合交通环境下的偶发性拥堵特点，对基础METANET模型进行改进。引入模型预测控制思想，构建最优化交通效率目标函数，利用有序聚类对瓶颈上游路段的车流进行控制节段的划分，采用遗传算法对模型进行求解。在协调换道控制策略中，利用C-FVDM状态预测模型与换道激励模型来求解最优有效间隙，进一步优化合流换道过程。 将所提出的合流控制策略与无控制情况进行仿真对比分析，结果表明：所提出的合流控制策略能够有效提高事故路段偶发性交通拥堵车道缩减区的通行效率，显著提高瓶颈上游路段通行速度。 |
| 作者： | 王楠 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 贾洪飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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