【摘要】：快速路系統(tǒng)是城市交通的重要組成部分,它通過改善道路條件和交通環(huán)境使車流以連續(xù)流的形式快速通過,為城市內部的交通提供了快速、高效的運行環(huán)境,在一個城市的交通運輸系統(tǒng)中往往起著大動脈的作用。但是,由于快速相對封閉的結構設計特點以及其對城市內部中遠距離運輸車輛的大力吸引作用,在發(fā)生降雪天氣時如若不對其及時地加以管控,在快速路的瓶頸路段往往形成一個嚴重的擁堵區(qū)域并迅速向上游蔓延,最終導致長距離、大面積、長時間的快速路阻塞現(xiàn)象。作為一種相對較新的快速路主線控制技術,可變限速控制技術在近年來吸引了廣大學者的關注,并在實際應用方面取得了一系列進展。但是,由于不同地區(qū)快速路設計條件及交通運行特性的差異,加之惡劣多變的天氣條件對快速路運行的影響,一個地區(qū)的限速策略應用于另外地區(qū)時往往并不能起到預期的效果。本文參考國內外學者在該領域的研究成果及應用經驗,針對我國北方的城市快速路特點,從研究冰雪天氣對快速路交通的影響入手,首先調查并比較分析了冰雪天氣下快速路交通流各參數(shù)的變化規(guī)律與正常天氣下的異同,掌握了冰雪天氣下快速路交通流的演變規(guī)律;其次根據(jù)第一步的調查結果對冰雪天氣下快速路的交通流演變規(guī)律及關鍵交通流現(xiàn)象進行建模,并根據(jù)需求對傳統(tǒng)的元胞傳輸模型進行了改進;然后提出了一種基于Q學習算法的快速路可變限速控制策略,該策略可應用于冰雪天氣下得快速路控制,旨在保證快速路運行安全的基礎上提高其通行能力;最后,針對我國某北方城市的某一快速路瓶頸區(qū)域詳細說明了包括限速路段的選取、限速標志的設置及限速值的計算等限速策略的具體實施過程,并結合前期的準備工作,應用改進后的元胞傳輸模型以MATLAB為平臺搭建了實驗路段的仿真系統(tǒng),并在仿真系統(tǒng)中分別對無控制、模型控制和基于Q學習算法的可變限速控制三種方法進行了仿真實現(xiàn)。結果表明,在相同的輸入下本文提出的可變限速控制策略減少快速路的擁堵時間的幅度為93.2%,在擁堵期間提高快速路通行效率的幅度為16.7%,優(yōu)于無控制、模型控制時的效果。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U491.54
【圖文】：

圖 2.1 調查地點示意圖2.1.3 數(shù)據(jù)采集方法（1）車輛數(shù)累計曲線法[22,23]本次調查中，流量與密度的采集采用車輛數(shù)累計曲線法。首先在調查路段中取三個截面 1、2、3、4（圖 2.2），將調查路段劃分為瓶頸路段與上游路段（同時上游路段亦是基本路段）并量取相鄰截面之間的實際距離，然后數(shù)出兩路段中包含的車輛數(shù)，并在視頻中以 10s 為間隔數(shù)取通過各截面的車輛數(shù)，最后分別繪制出通過 1、2 截面的車輛累計數(shù)曲線與通過(2+4)、3 截面的車輛累計數(shù)曲線，如圖2.3 所示(以截面 1、2 為例)。1324圖 2.2 道路截面示意圖圖 2.3 中，0n 為計數(shù)伊始截面 1 與截面 2 之間包含的車輛數(shù)，1 n為在一較短的時間間隔 t 內通過截面 1 的車輛數(shù)，2 n為在 t 內通過截面 2 的車輛數(shù)

圖 2.4 兩種天氣下速度的頻率分布直方圖圖 2.4 可以看出，正常天氣條件下的速度分布更為集中，而冰雪天氣下的對分散。為了進一步獲取兩種天氣條件下的速度的詳細信息，對測量結計計算，結果如表 2.2 所示。表 2.2 兩種天氣條件下快速路瓶頸區(qū)速度統(tǒng)計特性比較

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本文編號：2722530