飽和狀態(tài)下干道協(xié)調(diào)控制優(yōu)化方法研究
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【摘要】:縱觀世界發(fā)達(dá)國家可以發(fā)現(xiàn),交通擁堵是其經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中的必經(jīng)階段。目前中國也處于該時(shí)期,道路的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上車輛的增長速度,現(xiàn)有道路資源以及道路管理所能提供的交通供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了受經(jīng)濟(jì)刺激而生成的居民出行需求,最終導(dǎo)致交通方面供需矛盾日漸突出的局面。其實(shí),造成交通擁堵的主要原因在于交通管理者的傳統(tǒng)管理理念,即習(xí)慣用低飽和交通的做法去處理飽和交通問題,致使飽和交通出現(xiàn)秩序混亂和車輛堵塞的惡性循環(huán),同時(shí)伴有事故多發(fā)的癥狀。解決飽和交通問題的首要前提是明確低飽和交通狀態(tài)和飽和交通狀態(tài)的本質(zhì)區(qū)別和相互關(guān)聯(lián),又考慮到干道協(xié)調(diào)控制實(shí)質(zhì)上是調(diào)整城市路網(wǎng)整體交通壓力的必要手段,故本文圍繞飽和狀態(tài)下干道協(xié)調(diào)控制優(yōu)化方法展開研究,完成的主要科研工作概括如下:第一,結(jié)合飽和狀態(tài)的交通特性,重新描述飽和狀態(tài)定義并給出延伸定義,即時(shí)間維度飽和系數(shù)和空間維度飽和系數(shù)。為了對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定,利用線圈檢測(cè)數(shù)據(jù),提出基于沖擊波的滯留排隊(duì)估計(jì)方法,進(jìn)而得到基于滯留排隊(duì)的飽和系數(shù)計(jì)算公式,這些公式不僅達(dá)到了飽和狀態(tài)的辨識(shí)目的,還從不同側(cè)重點(diǎn)定量分析了飽和狀態(tài)的程度。第二,確定公用信號(hào)周期備選范圍的優(yōu)化方法。一方面,為了防止排隊(duì)溢流問題的發(fā)生,選取飽和狀態(tài)持續(xù)時(shí)間內(nèi)排隊(duì)長度最小化為優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)建了最小周期時(shí)長優(yōu)化模型;另一方面,以交叉口總的平均延誤最小為優(yōu)化目標(biāo),推導(dǎo)出最大周期時(shí)長優(yōu)化模型。第三,提出了飽和狀態(tài)下綠信比優(yōu)化策略即等飽和度分配和不等飽和度分配的結(jié)合法,其中等飽和分配法即Webster法,不等飽和度分配法則根據(jù)相位綠信比優(yōu)先分配權(quán)的順序不同提出了兩種方法。飽和狀態(tài)下綠信比優(yōu)先分配權(quán)的引入十分重要,所形成的不等飽和度分配法可以盡快消散交通需求較大方向的擁擠車流,交叉口各個(gè)方向也可根據(jù)實(shí)際交通流量輪流獲得綠信比優(yōu)先分配權(quán),從而一步步緩解各個(gè)方向擁擠車流,達(dá)到預(yù)防和快速消散擁堵現(xiàn)象的目的。第四,研究飽和狀態(tài)下考慮排隊(duì)長度的相位差優(yōu)化方法。利用相位差隨滯留排隊(duì)長度實(shí)時(shí)變化的特性調(diào)節(jié)相位差,并設(shè)置滯留排隊(duì)長度完全消散和排隊(duì)溢流兩種臨界狀態(tài)約束相位差,以此提高干道系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。第五,結(jié)合中國國情,提出了飽和狀態(tài)下改進(jìn)的混合放行雙向綠波線控模型,重點(diǎn)提出了模型中雙向不同帶寬需求比例系數(shù)的標(biāo)定方法,同時(shí)分析了干道綠波協(xié)調(diào)優(yōu)化流程及適用性。最后對(duì)該模型進(jìn)行了算例分析,通過Trans Modeler仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)綜合有效地驗(yàn)證了改進(jìn)模型的科學(xué)合理性。
【關(guān)鍵詞】:飽和狀態(tài) 干道協(xié)調(diào)控制 干道飽和系數(shù) 控制參數(shù)優(yōu)化 雙向綠波控制
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U491.54
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第1章 緒論11-23
- 1.1 依托項(xiàng)目與研究背景11-12
- 1.1.1 依托項(xiàng)目11
- 1.1.2 研究背景及意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
- 1.2.1 干道綠波協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2 干道飽和狀態(tài)識(shí)別及相關(guān)參數(shù)估計(jì)研究現(xiàn)狀14-15
- 1.2.3 干道飽和狀態(tài)協(xié)調(diào)控制參數(shù)優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀15-20
- 1.3 研究思路與主要研究?jī)?nèi)容20-21
- 1.4 本章小結(jié)21-23
- 第2章 干道飽和狀態(tài)描述方法及參數(shù)估計(jì)23-37
- 2.1 概述23
- 2.2 干道飽和狀態(tài)的描述方法及延伸定義23-25
- 2.2.1 干道飽和狀態(tài)的描述方法23-25
- 2.2.2 飽和狀態(tài)的延伸定義25
- 2.3 干道飽和系數(shù)的估計(jì)方法25-32
- 2.3.1 基于沖擊波的滯留排隊(duì)估計(jì)方法25-30
- 2.3.2 基于滯留排隊(duì)的飽和系數(shù)計(jì)算方法30-32
- 2.4 模型算例分析32-35
- 2.5 本章小結(jié)35-37
- 第3章 飽和狀態(tài)下干道協(xié)調(diào)控制參數(shù)分析37-51
- 3.1 概述37
- 3.2 飽和狀態(tài)下干道系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)37-38
- 3.3 飽和狀態(tài)下干道協(xié)調(diào)控制參數(shù)優(yōu)化方法38-47
- 3.3.1 飽和狀態(tài)下公用信號(hào)周期備選范圍的確定38-44
- 3.3.2 飽和狀態(tài)下綠信比優(yōu)化策略44-46
- 3.3.3 飽和狀態(tài)下考慮排隊(duì)長度的相位差優(yōu)化算法46-47
- 3.4 模型算例分析47-49
- 3.5 本章小結(jié)49-51
- 第4章 飽和狀態(tài)下雙向綠波干道協(xié)調(diào)控制模型研究51-73
- 4.1 概述51-52
- 4.2 經(jīng)典的MAXBAND模型分析52-54
- 4.3 飽和狀態(tài)下改進(jìn)的雙向綠波線控模型及模型研究54-59
- 4.3.1 模型目標(biāo)函數(shù)的改進(jìn)55-56
- 4.3.2 雙向不同帶寬需求比例系數(shù)的標(biāo)定56-58
- 4.3.3 干道綠波協(xié)調(diào)控制優(yōu)化流程58-59
- 4.3.4 模型的適用性分析59
- 4.4 模型算例分析59-64
- 4.4.1 基本數(shù)據(jù)調(diào)查59-62
- 4.4.2 干道協(xié)調(diào)控制方案的生成62-64
- 4.5 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析64-71
- 4.5.1 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)64-65
- 4.5.2 仿真說明65-66
- 4.5.3 仿真結(jié)果分析66-71
- 4.6 本章小結(jié)71-73
- 第5章 總結(jié)與展望73-75
- 5.1 全文總結(jié)73
- 5.2 研究展望73-75
- 參考文獻(xiàn)75-81
- 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果81-83
- 致謝83
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):604371
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