發(fā)布時間：2018-10-22 14:50

【摘要】：社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、機(jī)動化水平的不斷提高使得城市道路交通擁堵日益嚴(yán)重,早晚高峰期交通流經(jīng)常呈現(xiàn)飽和狀態(tài)和過飽和狀態(tài)。交通擁堵往往造成出行延誤增加、旅行時間可靠性降低、速度降低,嚴(yán)重制約著城市發(fā)展和居民生活水平提高。研究飽和狀態(tài)和過飽和狀態(tài)下交通流特征,運(yùn)用交通管理控制方法緩解交通擁堵、提高道路通行能力成為當(dāng)務(wù)之急。一方面,城市道路交通狀態(tài)持續(xù)動態(tài)變化,目前發(fā)展的基于視頻檢測的車牌識別技術(shù)能夠?qū)崟r獲取車輛行駛路徑、延誤、旅行時間等詳細(xì)信息,為精細(xì)化交通管控提供基礎(chǔ)。另一方面,交通控制方案取決于之前周期的交通狀態(tài)和當(dāng)前駛?cè)腭偝隽髁?基于每一階段的最優(yōu)控制決策獲得該階段的最優(yōu)交通狀態(tài),為下一階段交通控制決策提供基礎(chǔ)。因此信號控制系統(tǒng)可離散為多步?jīng)Q策過程,以更好的適應(yīng)交通運(yùn)行狀況及環(huán)境的變化。本文首先回顧了過飽和交通流、動態(tài)規(guī)劃交通控制的發(fā)展歷程和存在問題,對車流離散幾何分布模型進(jìn)行修正,結(jié)合轉(zhuǎn)向比、車流消散率、車流離散情況預(yù)測車流到達(dá)率,分析過飽和交通狀態(tài)的成因和控制策略,交通控制從增加交通供給和控制交通需求兩方面增加通行能力、控制排隊長度,實現(xiàn)交叉口供求平衡。然后提出基于動態(tài)規(guī)劃的過飽和單交叉口信號控制優(yōu)化模型,其中不飽和流以最小化延誤、飽和流和過飽和流以最大化通行能力為控制目標(biāo),通過迭代運(yùn)算判斷保持或者切換當(dāng)前相位,并將控制效果實時反饋調(diào)節(jié)下一階段配時方案。針對過飽和交通狀態(tài)下干線協(xié)調(diào)控制,提出傳統(tǒng)協(xié)調(diào)控制參數(shù)與動態(tài)規(guī)劃結(jié)合的協(xié)調(diào)控制配時方法及結(jié)合車流到達(dá)率和動態(tài)規(guī)劃的動態(tài)規(guī)劃優(yōu)化配時方法。通過車流到達(dá)率和消散率對排隊和延誤不斷進(jìn)行預(yù)測估計,將控制效果實時反饋調(diào)節(jié)下一階段配時方案�；趯嶋H采集數(shù)據(jù),通過案例計算驗證動態(tài)規(guī)劃信號控制模型優(yōu)化流程,利用matlab實現(xiàn)動態(tài)規(guī)劃模型并獲得優(yōu)化結(jié)果,與TRANSYT(Traffic Network Study Tool)系統(tǒng)優(yōu)化配時方案進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明過飽和交通狀態(tài)動態(tài)規(guī)劃交通控制有效降低飽和度,減少延誤。
[Abstract]:With the development of social economy and the improvement of motorization level, urban road traffic congestion is becoming more and more serious, and the peak traffic flow often presents saturation and supersaturation state in the morning and evening. Traffic jams often lead to increased travel delays, lower reliability of travel time and lower speed, which seriously restricts the development of cities and the improvement of residents' living standards. It is urgent to study the characteristics of traffic flow under saturated and supersaturated conditions, and to use traffic management and control methods to alleviate traffic congestion and improve traffic capacity. On the one hand, the status of urban road traffic continues to change dynamically. Currently, the vehicle license plate recognition technology based on video detection can obtain the detailed information of vehicle travel path, delay, travel time and so on in real time, which provides the basis for fine traffic control. On the other hand, the traffic control scheme depends on the traffic state of the previous period and the current traffic flow. Based on the optimal control decision of each stage, the optimal traffic state of this stage is obtained, which provides the basis for the next stage of traffic control decision. Therefore, the signal control system can be discretized as a multi-step decision-making process to better adapt to traffic conditions and environmental changes. In this paper, the development history and existing problems of supersaturated traffic flow and dynamic programming traffic control are reviewed firstly, and the discrete geometric distribution model of vehicle flow is modified to predict the arrival rate of vehicle flow in combination with steering ratio, vehicle flow dissipation rate and vehicle flow dispersion. The causes and control strategies of oversaturated traffic state are analyzed. Traffic control can increase traffic capacity and control traffic demand by increasing traffic supply and controlling traffic demand, controlling queue length and achieving balance between supply and demand at intersections. Then an optimal signal control model based on dynamic programming for supersaturated single intersection is proposed, in which the unsaturated flow minimizes delay, and the maximum capacity of saturated flow and supersaturated flow is the control objective. The current phase is maintained or switched by iterative operation, and the control effect is real-time feedback to adjust the next phase timing scheme. Aiming at the coordinated control of trunk line under the condition of supersaturated traffic, this paper presents a coordinated control timing method combining traditional coordinated control parameters with dynamic programming, and a dynamic programming optimal timing method combining the arrival rate of vehicle flow and dynamic programming. Traffic arrival rate and dissipation rate are used to predict the queue and delay, and the control effect is real-time feedback to adjust the next stage timing scheme. Based on the actual data collected, the optimization process of dynamic programming signal control model is verified by case calculation. The dynamic programming model is realized by matlab and the optimized results are obtained. The optimized timing scheme of TRANSYT (Traffic Network Study Tool) system is compared with that of TRANSYT (Traffic Network Study Tool) system. The results show that oversaturated traffic dynamic programming can effectively reduce saturation and delay.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U491.54

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本文編號：2287471