本文選題：區(qū)域控制 + 受控路網　； 參考：《西南交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著機動車保有量的不斷增加,城市道路交通擁擠問題日趨嚴重,制約了出行者的正常工作與生活。近年來,智能交通體系建設與發(fā)展越來越完善,提升了及時獲取道路網絡中各類交通信息的可能性,為城市交通的動態(tài)監(jiān)測與管理提供了良好的發(fā)展契機。在這樣的背景下,基于自動控制理論的城市交通管理研究逐漸受到學界關注,相關研究成果為受控路網條件下的城市交通網絡研究提供了新的研究視角與方向。傳統(tǒng)的城市交通區(qū)域控制策略由于無法準確獲知路網的全部信息,對路網交通流的平衡狀態(tài)判斷存在誤差,因此控制效果不能讓人滿意;而受控路網可以準確獲得網絡內所有道路的交通完備信息,然后利用其宏觀基本圖的動態(tài)集聚性獲取交通流平衡條件下的車輛運行規(guī)律,為制定有效可行的擁擠控制策略提供了依據。論文通過受控路網宏觀基本圖進行交通流平衡條件的研究,主要包括以下幾個方面的內容:(1)從受控路網的網絡狀態(tài)特性和網絡交通流分布特性兩個方面剖析了受控路網的交通流基本特性;得到了用以描述和刻畫交通流動態(tài)性的路網邊界車輛流入流出率測算方程;提出受控路網交通流平衡條件的判斷準則,然后對未達到平衡條件及達到平衡條件下的網絡交通運行狀態(tài)進行分析研究。(2)基于交通流平衡理論和宏觀基本圖的特性,建立了考慮網絡內部累積車輛對網絡整體運行狀態(tài)影響的受控路網交通流平衡的雙層規(guī)劃模型。上層模型為路網邊界車輛的流入流出率控制模型,用于描述網絡邊界進出車輛與網絡整體交通運行狀態(tài)的關系;下層模型為用戶最優(yōu)動態(tài)交通流分配模型,用于描述出行者在網絡內部的路徑選擇行為。本文采用MSA算法對模型進行求解.在求解過程中將路網交通運行狀態(tài)方程引入到下層模型,明確路網邊界路段交通流與網絡整體交通流之間的關系,進而實現(xiàn)對受控路網交通流平衡模型的求解,并得到具體的邊界控制策略。(3)通過Sioux Falls測試路網進行算例分析,驗證了基于受控路網交通流平衡條件模型獲取的邊界控制策略的有效性。通過對比控制策略實施前后路網內車輛平均速度、車輛平均延誤及路網總延誤三項指標,結果表明基于受控路網交通流平衡條件的邊界控制策略能夠有效改善網絡內車輛的運行狀態(tài),提高網絡整體通行效率,達到緩解區(qū)域交通擁堵的目的。本文通過對受控路網交通流平衡條件的研究,得到平衡條件的判定準則及平衡條件下受控路網的運行狀態(tài)方程,然后通過建立雙層規(guī)劃模型驗證受控路網平衡條件下的控制策略可以有效改善網絡通行效率。今后將對平衡條件下緩解路網擁堵的具體控制策略進行進一步的研究。
[Abstract]:With the increasing number of motor vehicles, urban road traffic congestion is becoming more and more serious, which restricts the normal work and life of travelers. In recent years, the construction and development of intelligent transportation system is becoming more and more perfect, which promotes the possibility of getting all kinds of traffic information in the road network in time, and provides a good development opportunity for the dynamic monitoring and management of urban traffic. In this context, the study of urban traffic management based on automatic control theory has gradually attracted the attention of scholars. The related research results provide a new perspective and direction for the study of urban traffic network under the condition of controlled road network. Because the traditional urban traffic area control strategy can not accurately know all the information of the road network, there is an error in judging the equilibrium state of the road network traffic flow, so the control effect is not satisfactory. The controlled road network can accurately obtain the complete traffic information of all the roads in the network, and then use the dynamic concentration of its macroscopic basic map to obtain the vehicle operation law under the condition of traffic flow balance. It provides the basis for making effective and feasible congestion control strategy. In this paper, the traffic flow equilibrium condition is studied through the macroscopic basic map of controlled road network. It mainly includes the following aspects: 1) analyzing the basic characteristics of traffic flow of the controlled road network from two aspects: the network state characteristics and the network traffic flow distribution characteristics of the controlled road network; The calculation equation of vehicle inflow and outflow rate at the boundary of the road network is obtained to describe and depict the dynamic characteristics of traffic flow, and the criterion for judging the traffic flow equilibrium condition of the controlled road network is proposed. Then the network traffic running state under the condition of unbalance and equilibrium is analyzed and studied. (2) based on the theory of traffic flow equilibrium and the characteristics of macroscopic basic graph, A bilevel programming model for the traffic flow balance of a controlled road network is established, which considers the influence of accumulated vehicles in the network on the overall running state of the network. The upper layer model is the control model of the inflow and outflow rate of the vehicles in and out of the network boundary, which is used to describe the relationship between the network boundary vehicles and the whole network traffic state, and the lower layer model is the user's optimal dynamic traffic flow assignment model. Used to describe the path selection behavior of travelers within the network. In this paper, MSA algorithm is used to solve the model. In the process of solving the problem, the state equation of traffic operation of road network is introduced into the lower layer model, and the relationship between the traffic flow in the boundary section of the road network and the overall traffic flow of the network is clarified, and the solution of the traffic flow equilibrium model of the controlled road network is realized. A concrete boundary control strategy is obtained. An example is obtained by Sioux Falls test, which verifies the effectiveness of the boundary control strategy based on the traffic flow equilibrium condition model of the controlled road network. By contrasting the control strategy before and after the implementation of the road network, the average speed of vehicles, the average delay of vehicles and the total delay of road network are three indexes. The results show that the boundary control strategy based on the equilibrium condition of traffic flow in controlled road network can effectively improve the running state of vehicles in the network, improve the overall traffic efficiency of the network, and achieve the purpose of alleviating regional traffic congestion. In this paper, through the study of the traffic flow equilibrium condition of the controlled road network, the criterion of the equilibrium condition and the operation state equation of the controlled road network under the equilibrium condition are obtained. Then the two-level programming model is established to verify that the control strategy can effectively improve the network traffic efficiency under the condition of controlled road network balance. In the future, further research will be carried out on the specific control strategies to alleviate road network congestion under balanced conditions.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U491

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本文編號：1802291