【摘要】：近年來,高速公路網(wǎng)絡(luò)正處于不斷提升與優(yōu)化階段,但仍不能滿足快速增長的高速公路出行需求。在高速公路瓶頸區(qū),諸如主線——匝道連接處、交通事件(事故、施工區(qū))常發(fā)處等,擁堵問題日益嚴(yán)重且趨于常態(tài)化,極大地增加了出行者的出行成本和出行時(shí)間�？勺兿匏倏刂票灰暈榫徑飧咚俟菲款i路段交通擁堵、提高通行效率和改善交通安全等問題的有效方法之一。首先,論文對高速公路瓶頸區(qū)域的類型及判別方法進(jìn)行分析,結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù),分析高速公路瓶頸區(qū)域交通流特性以及可變限速控制對瓶頸區(qū)域交通流的影響。其次,選擇元胞傳輸模型(Cell Transmission Model,CTM)作為論文可變限速控制的基礎(chǔ)交通流模型,結(jié)合高速公路瓶頸區(qū)域的交通流特性、可變限速對于交通流的影響分析,對CTM模型進(jìn)行改進(jìn),使之可以模擬通行能力下降現(xiàn)象及可變限速控制條件下的交通流狀態(tài),并對模型進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定與驗(yàn)證。接著,確定以閉環(huán)控制系統(tǒng)來描述高速公路實(shí)時(shí)交通流信息與不同可變限速控制策略之間的關(guān)系,將限速值變化幅度、限速值變化周期和相鄰可變限速板速度差值的取值組合作為不同的可變限速控制策略,以通行效率作為可變限速系統(tǒng)的目標(biāo),為避免單個(gè)指標(biāo)的片面性,使用總行程時(shí)間與總周轉(zhuǎn)量綜合指標(biāo)作為可變限速系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),為保證限速策略的前攝性,采用模型預(yù)測控制(Model Predictive Control,MPC)算法設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)控制器的限速值規(guī)則,建立控制目標(biāo)—控制策略的關(guān)系模型,從而得到最優(yōu)可變限速策略。最后,以西漢高速為實(shí)例,根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)對改進(jìn)后的CTM模型進(jìn)行標(biāo)定,確定多個(gè)可變限速控制策略,并對不同的控制策略進(jìn)仿真分析,結(jié)果表明:控制目標(biāo)函數(shù)選擇總行程時(shí)間與總周轉(zhuǎn)量綜合指標(biāo),可以提高最優(yōu)策略選擇時(shí)的可靠性。
【圖文】：

圖 2.6 上下游車速變化示意圖公路瓶頸區(qū)域交通流特點(diǎn)生時(shí)，高速公路瓶頸區(qū)交通流基本參數(shù)（流量、速度、密度）會(huì)發(fā)生速公路瓶頸區(qū)域的交通流特點(diǎn)對于掌握瓶頸區(qū)交通流狀態(tài)十分關(guān)鍵。據(jù)，分析高速公路瓶頸區(qū)域流量、速度、密度的時(shí)空變化。源于加拿大 Whitemud Drive 高速公路某段瓶頸區(qū)（數(shù)據(jù)由 OpenITS示，瓶頸區(qū)上游為 4 車道，瓶頸區(qū)為 3 車道，，中間有單車道出口匝道頸區(qū)各有一組檢測器，對檢測器檢測到的交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得游的交通流三參數(shù)的變化。瓶頸區(qū)上游行車方向瓶頸區(qū)

圖 2.8 瓶頸區(qū)及瓶頸上游流量變化圖繪制駛?cè)牒婉偝銎款i區(qū)的累計(jì)車流量差值隨時(shí)間的變化圖，可以更明顯地密度變化情況，如圖 2.9 所示。瓶頸區(qū)上游的流入量持續(xù)大于瓶頸區(qū)的消瓶頸區(qū)內(nèi)車輛越積越多，密度逐漸升高，產(chǎn)生交通擁堵。車流量差值在 16：17 左右開始上升，瓶頸區(qū)域車輛數(shù)不斷提高，到 16：高值，此時(shí)瓶頸區(qū)域車流量逐漸飽和，密度達(dá)到峰值，此時(shí)瓶頸區(qū)域的擁傳播， 16：46 后瓶頸區(qū)域開始消散，到 16：50 恢復(fù)到最初行駛狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U491

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2643293