【摘要】：區(qū)域交通流協(xié)調(diào)控制是緩解區(qū)域內(nèi)交通問題的有效方法,近年來日益突出的交通流運行風險問題受到了廣大學者的關(guān)注。但是傳統(tǒng)的風險管理研究和交通流協(xié)調(diào)控制研究相互獨立,并沒有太多學者將兩者結(jié)合進行研究,考慮風險干預(yù)的協(xié)調(diào)控制研究尚處于起步階段。本文將風險管理與交通流協(xié)調(diào)控制結(jié)合進行研究,利用實時交通流信息提前對區(qū)域交通流運行風險進行識別和評判,并制定相應(yīng)的風險干預(yù)協(xié)調(diào)控制方法,對交通流運行風險主動干預(yù),盡可能緩解區(qū)域內(nèi)日益突出的交通流運行風險問題。文中首先對比傳統(tǒng)短時交通流預(yù)測方法的適用性,改進傳統(tǒng)預(yù)測模型的不足,分析交通流參數(shù)的時間依賴性,建立了基于LSTM的短時交通流預(yù)測模型,以短時交通流預(yù)測結(jié)果作為協(xié)調(diào)控制方法的輸入數(shù)據(jù),保證區(qū)域交通流協(xié)調(diào)控制方法的有效性和實時性;然后對比風險產(chǎn)生的機理,提出交通流運行風險的概念,分析不同風險狀態(tài)的交通流特性,建立道路交通流運行風險分類模型,考慮區(qū)域交通流的空間相關(guān)性,提出區(qū)域交通流運行風險綜合評價方法,實現(xiàn)區(qū)域交通流運行風險的量化評價;針對不同交通流運行風險等級提出了相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制策略,考慮擴大區(qū)域疏散能力建立區(qū)域自適應(yīng)雙層優(yōu)化模型,上層以區(qū)域綜合疏散能力最大化為目標,下層以區(qū)域內(nèi)總停車延誤最小為目標,模型自行調(diào)節(jié)權(quán)重指標以適應(yīng)不同風險等級,運用遺傳模擬退火算法對模型求解。最后以安徽省宣城市指定3′3區(qū)域作為本文的案例,對路段交通流運行風險分類模型進行驗證及分類精度評價,分別設(shè)計區(qū)域自適應(yīng)協(xié)調(diào)優(yōu)化配時方案和定時控制配時方案,通過VISSIM仿真對比本文提出方法的控制效果和風險干預(yù)效果,仿真結(jié)果表明本文提出的協(xié)調(diào)優(yōu)化方法具有一定的適用性,有效降低了區(qū)域交通流運行風險。
【圖文】：

為 LSTM 模型的輸入形式。2.3.4 短時交通流預(yù)測模型建立（1）模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)LSTM 模型的特別之處是記憶單元，這個記憶單元可以讓 LSTM 網(wǎng)絡(luò)學習何時丟棄歷史信息，何時加入新的歷史信息，該記憶單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2-3。圖 2-3 中tf 表示遺忘門限；ti 表示輸入門限；to 表示輸出門限；tx 表示當前時刻細胞的輸入；t1x 表示前一時刻細胞的輸入；t1x+表示下一時刻的細胞的輸入；th 表示當前單元的輸出；t1h 表示前一時刻單元的輸出；t1C 表示上一時刻的長期狀態(tài)。在時刻 t 時，記憶單元tC 記錄了所有歷史信息，并受到三個“門”的控制：輸入門（Input gate）ti ，遺忘門（Forget gattf ，輸出門（Output gate）to 。記憶單元的這些控制們都是邏輯單元，不會將自己的行為作為輸入值發(fā)送給其他的神經(jīng)元，只是負責設(shè)置記憶單元與其他部分連接處的權(quán)重記憶單元是線型神經(jīng)元，遺忘門控制內(nèi)存單元需要拋棄多少信息，輸入門控制內(nèi)存單元需要記住多少新的信息，輸出門控制內(nèi)存單元需要輸出多少信息，記憶單元中每個部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)計算公式如下。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文關(guān)系，這種關(guān)系受到路段間相互距離、環(huán)境等的影響，關(guān)系會越來越緊密。要評估區(qū)域交通流運行風險，必須要充分考慮路網(wǎng)的相關(guān)性，否則會導致風險識性差，對后續(xù)提出的區(qū)域協(xié)調(diào)控制措施產(chǎn)生不利效果。在區(qū)域內(nèi)進行交通流參數(shù)統(tǒng)計時，通過不同位置的交通流數(shù)據(jù)采集裝置可以同條路段的交通參數(shù)信息，因為區(qū)域內(nèi)道路間是相互連通的，多個路段的交通流在著密切的相互關(guān)系，這種關(guān)系受到路段間相互距離、環(huán)境等的影響，關(guān)系會密。如果路段間距離比較近且屬于上下游關(guān)系，交通流參數(shù)的相關(guān)性可能會隨增大或交叉口的干擾而減弱。上游路段的交通流運行風險狀態(tài)會直接影響到下交通流運行風險狀態(tài)，，下游由于突發(fā)風險或常發(fā)性風險產(chǎn)生的阻塞現(xiàn)象也會影段車輛的路徑選擇，從而影響整個區(qū)域的交通流運行狀態(tài)。如圖為 OPENITS 官網(wǎng)開放示范區(qū)，分析區(qū)域內(nèi)相鄰的四條路段的交通流參數(shù)，路段標號分別為 1004、1005、1006、1010。圖 3-5 給出了空間上相鄰的四條流數(shù)據(jù)的變化趨勢圖，圖 3-6 給出了空間上相鄰的四條路段車速的變化趨勢圖可以看出，相鄰路段的交通量和車速的大小和變化趨勢有較強的相似性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U491.54

【參考文獻】

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1 任剛;吳建波;華t熲

本文編號：2693417