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饱和状态下交叉口群控制策略与配时优化研究
| 论文题名： | 饱和状态下交叉口群控制策略与配时优化研究 |
| 关键词： | 饱和交叉口群;改进的CTM模型;关键交叉口;关键交通流;控制策略;多目标优化 |
| 摘要： | 交叉口群作为协调控制的最小单位以及研究复杂交通系统的基本单元，与之相适应的信号控制技术尚不完善，对其路网结构、通行能力匹配、排队可靠性约束重视不足。为此，本文借鉴国内外交通信号控制理论研究和实践应用成果，分析和描述了交叉口群的空间结构特征和饱和交通流特征，深入研究了饱和状态下交叉口群信号控制的关键技术。 本文归纳了交叉口群的相关定义和界定方法，通过距离关联和交通流量关联两方面界定交叉口群，并利用平均排队占比对交叉口群的饱和状态加以界定。分析了交叉口群饱和的原因，并从实际调查和理论研究方面分析交叉口群的交通特征。在此基础之上，对交叉口群的建模问题进行了研究。分析了基于交通波动理论、车辆跟驰理论、元胞自动机理论和元胞传输模型等理论的交通流模型在交叉口群应用的适应性，总结了交叉口群对交通流模型的要求。引入元胞交通流密度和元胞长度两个参数，对CTM模型(Cell Transmission Model)进行改进，并通过Vissim软件对该模型进行仿真验证。 论文提出了饱和状态下交叉口群控制目标和双层控制结构，将控制策略分解为网络优化层和单点优化层，对关键交叉口和关键路段的判别方法进行研究，并对关键交叉口提出了相位优化、绿灯时长优化和周期时长优化的控制策略，针对饱和状态交叉口群提出了相应的控制策略，即在关键交叉口上游实行红波协调控制，在关键交叉口下游实行绿波协调控制，从而保障交叉口群有序运行。 根据交叉口群饱和状态的交通特征，以及其控制策略，论文研究了交叉口群内各信号控制交叉口的优化目标和约束条件，提出了以关键交通流行程时间延误最小和平均排队占比最小为目标函数的多目标优化模型，进而从参考周期、相位差、车流影响系数三方面对交叉口群进行配时优化，并对单点优化层和网络优化层的求解算法进行详细的论述。仿真结果表明，交叉口群处于饱和状态时，论文所提出的控制策略和方法能有效地控制交叉口群交通量，均分分布交通压力，减少关键交通流延误。 |
| 作者： | 任敏 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 过秀成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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