原文传递
面向城市区域道路的交通管控技术研究与应用
| 论文题名： | 面向城市区域道路的交通管控技术研究与应用 |
| 关键词： | 城市区域道路;路网划分;协调控制;路径规划 |
| 摘要： | 有效的交通管控是缓解城市道路交通拥堵的重要手段。为此，围绕城市道路交通面临的路网复杂化、车流规模化、拥堵区域化、控制混乱化等问题，本文开展了面向城市区域道路的交通管控技术研究与应用。本文的主要创新和工作如下： （1）提出了一种基于拥堵指数分布的城市区域道路交通路网子区划分算法。该算法将车辆轨迹数据转化为具有趋向性的城市道路交通流拥堵指数，将路网子区的划分转化为图的划分，并将高度拥堵节点与其拥堵等级相同的邻接道路和交叉路口划分到同一子集中。实验结果表明，本文所提出的路网子区划分算法具有粒度细、内聚高、耦合低的特点，并且在采用邻接表作为图存储结构的条件下，其时间复杂度介于O(nlogn)与 2O(n )之间。 （2）提出了一种基于路网子区划分的城市区域道路交通协调控制算法。该算法将每个路网划分子区的协调控制视为一个多目标函数，以区域道路交通输出能力最大化和通行延误最小化为目标，并采用遗传算法对其进行优化求解。实验结果表明，本文所提出的城市区域道路交通协调控制算法，其交通输出能力分别为单点定时控制的1.35倍和不进行路网子区划分协调控制的1.12倍，并且在交通轻度拥堵路况下的拥堵缓解效果优于中度和重度拥堵路况。 （3）提出了一种基于改进蚁群算法的城市区域道路交通动态路径规划算法。该算法根据城市道路的长度、车道数、驶入车流、驶出车流等主要属性，共同构建了路况因子，并将其代替粒子群算法和蚁群算法中的距离参数，同时利用粒子群算法对蚁群算法的参数进行优化，能够使改进后的蚁群算法更加适用于交通拥堵路况。实验结果表明，本文所提出的动态路径规划算法能够提高路径规划的有效性和准确性，与基于距离参数的蚁群算法相比较，拥堵率下降10~14%。 （4）设计并实现了一个基于分布式计算的城市区域道路交通仿真系统。主要工作是，从功能组成、协作关系、任务执行等方面对该仿真系统进行了详细设计及技术应用。测试结果表明，本文所设计的城市区域道路交通仿真系统不仅在仿真规模上能够支持不同车辆规模的城市区域道路交通仿真，而且具备良好的可扩展性和高效率性。 本文的主要工作涵盖了理论研究和技术应用，路网划分、协调控制、路径规划技术可实现对城市区域道路的交通管控和拥堵缓解，仿真系统可实现对交通管控的预测、验证与分析，其研究成果可应用于城市管理、交通工程等多个领域。 |
| 作者： | 吴春江 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 周世杰 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
