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基于MFAC的快速路主辅路系统均衡控制
| 论文题名： | 基于MFAC的快速路主辅路系统均衡控制 |
| 关键词： | 快速路;主路交通;辅路交通;均衡控制 |
| 摘要： | 城市快速路在大城市交通网络中承担着大量的交通任务，近些年，随着城市经济的快速发展，城市机动车辆增多，更多的车辆涌入快速路，快速路交通拥堵、主辅路交通流分布不均衡的现象已成为普遍现象，因此，必须实施合理有效的交通控制保证快速路主辅路高效均衡的运行。 目前，快速路主辅路系统控制的多数研究中，主路和辅路是分开独立控制的，主辅路均衡控制的研究还比较少。已有的主辅路均衡控制方法对具体的主辅路模型依赖较大，且很难适应非线性主辅路系统的结构和参数的时变性，因此，本文基于MFAC理论，对快速路主辅路均衡控制问题进行了较系统的研究。 本文的主要工作如下: 第一，引入了Papageorgiou的宏观交通流模型作为主路交通流模型，并基于存储转发模型(store-and-forward model)建立了适合本文仿真研究的辅路交通流模型。 第二，从主辅路局部均衡控制和全局均衡控制两方面进行了研究。在局部均衡控制研究中，以主辅路密度差值为控制目标，结合入口匝道控制，提出了基于MFAC的主辅路局部均衡控制方案;进一步考虑到主路优先的重要性，提出了基于MFAC的主路优先的主辅路局部均衡控制方案。在全局均衡控制研究中，基于集成控制思想，结合入口匝道控制与多交叉口协调控制，提出了基于MFAC的带多交叉口协调控制的主辅路均衡控制方案;由于带多交叉口协调控制方案中入口匝道与交叉口是分开控制的，未考虑入口匝道与入口匝道、入口匝道与交叉口的耦合关系对均衡控制的影响，为此，进一步提出了基于MFAC的入口匝道与辅路交叉口联合控制方案。 第三，为了验证本文所提方案的有效性，利用MATLAB软件，给出了各个控制方案在道路结构和交通需求都不同的两种交通场景中的仿真实验。仿真结果表明，基于MFAC的主辅路局部均衡控制能实现入口匝道处主辅路的交通流均衡，但是交通需求较大时不能保证主路的运行效率;当交通需求较大时，基于MFAC的主路优先的主辅路局部均衡控制能优先保证主路运行效率并在一定程度上保证主辅路的交通流均衡。基于MFAC的带多交叉口协调控制的均衡控制消除了辅路路段之间、主辅路之间的密度差异，能使主辅路交通流平稳运行，在主辅路全局上达到密度均衡;基于MFAC的入口匝道与交叉口的联合控制的控制效果比带多交叉口协调控制的均衡方案更好一下，主辅路交通流更加平稳，主辅路密度更加均衡，交通服务量更大一些。 |
| 作者： | 程志辉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 侯忠生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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